KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP QTKD m (2)

o L u l ợng dòng chảy tăng: các hộ tiêu thụ điện năng không sử dụng hết cs của nm, một phần cs thừa và n ớc phải tháo qua các công trình xả lũ không cho qua tb... o Nmtd có thể xây dựng

thuû triÒu, giã

o E nguyªn tö: Uran 235, Uran 238

 Các dạng E trên đ ợc biến đổi thành điện

năng thông qua các nmd và là nguồn E

truyền thống

 E mới:

o E mặt trời, địa nhiệt, các chất sinh

khí, đ ợc biến đổi thành điện năng thông qua các thiết bị biến đổi E mới

 2 Vai trò và trữ năng của thuỷ điện

o Trên thế giới, thuỷ điện ngày càng

đóng vai trò quan trọng, theo thống kê năm 1995 thuỷ điện chiếm khoảng

23,5% tổng điện năng tiêu thụ

o Tỷ lệ này ngày càng tăng do những tác

động đến môi tr ờng của nmnd và nmd hạt nhân

 Tại Việt Nam, thuỷ điện đóng vai trò to

lớn trong Hệ thống điện và chiếm

khoảng (50-60)% công suất toàn hệ

thống

 Nguồn thuỷ năng ở n ớc ta khá lớn ớc tính

khoảng 271,3 tỷ kWh và có thể sử dụng trên 68,918 tỷ kWh để xây dựng thuỷ

điện

 Tập trung chủ yếu vào 3 hệ thống sông

lớn là: Sông Đà, sông Đồng nai, Sông

II Tình hình phát triển thuỷ điện

 Trong Hệ thống điện nhiều n ớc trên thế

giới, thuỷ điện chiếm tỷ lệ t ơng đối lớn, trung bình trên thế giới khoảng 25%

 Giá thành sx điện năng của nm thuỷ

điện rẻ hơn nhiệt điện và ít ảnh h ởng

đến môi tr ờng

 Vì vậy ngành thuỷ điện trên thế giới rất

phát triển cả về số l ợng và chất l ợng

 VN víi tr÷ l îng rÊt lín kho¶ng 90 tû kWh/n¨m

kü thuËt, ® îc quan t©m ph¸t triÓn kh¸ sím (§a nhim: 160MW, Th¸c Bµ: 108MW)

 Ph¸t triÓn ® îc nhiÒu nm víi P kh¸ lín (Hoµ

B×nh: 1920MW, Yaly: 720MW, TrÞ An:

400MW, Hµm ThuËn: 300MW )

 § a vµo sö dông nhiÒu nm: S¬n La: 2400MW,

Sªsan IV: 340MW, Sªsan III: 259 MW, Na

Hang: 300MW, §ång Nai IV: 280 MW ) vµ

nhiÒu nm kh¸c nh ng chóng ta míi chØ khai th¸c ® îc rÊt Ýt kho¶ng 20%

 ở dạng tự nhiên, E dòng chảy của dòng

sông một phần bị mất mát để bào mòn vào lòng sông

o một phần cọ sát vào đá sỏi đất, một

phần để chống lực ma sát của lòng sông và lực ma sát trong bản thân chất lỏng

 Nm thuû ®iÖn sö dông E cña dßng ch¶y

 Có thể sử dụng E của thuỷ triều (khi thuỷ

triều nâng lên, sử dụng cột n ớc để phát

điện)

 Việc sử dụng nguồn E này còn gặp nhiều

khó khăn nên ngày nay ch a đ ợc sử dụng rộng rãi

 Nh ợc điểm chính của loại thuỷ điện này

là tính chất gián đoạn và o đồng đều

(trong 1 ngày thuỷ triều dâng lên trong 1

số giờ rồi hạ xuống)

 2 Tính toán E của dòng chảy

o Tính toán E của dòng chảy một khúc

sông, ta xét 1 dòng chảy từ mặt cắt

I-I đến I-II-I-I-II-I (hình 1-1)

 Giả sử trong tg T có 1 khối l ợng n ớc là W

đang chuyển động ở mặt cắt I-I về

phía mặt cắt II-II

 Theo lý thuyết động lực học chất lỏng

(ph ơng trình Becnuli) tại mặt cắt I-I

khối l ợng n ớc W sẽ chứa một E có thể tính theo công thức sau:

 Theo lý thuyết động lực học chất lỏng,

nếu dòng chảy là lý t ởng o tổn hao thì trong qt chuyển động của khối n ớc W

năng l ợng chứa trong đó o thay đổi (thế năng giảm, động năng tăng)

 Tuy nhiên với các dòng sông thì luôn luôn

có sự thất thoát E do đó khi chuyển

động đến mặt cắt II-II thì E chứa trong khối n ớc W là:

 Gi¶ thiÕt, kho¶ng c¸ch gi÷a mÆt c¾t I-I

vµ II-II lµ toµn bé chiÒu dµi cña dßng

 Từ biểu thức trên ta thấy:

o Công thức trên đánh giá khả năng sinh

công lớn nhất của 1 dòng chảy tự nhiên,

do đó còn đ ợc gọi là tiềm năng của dòng chảy

o Đây ch a phải là công suất của nm thuỷ

điện vì các nm thuỷ điện chỉ sử dụng 1 phần rất nhỏ của khả năng sinh công

 Từ công thức tính toán khả năng sinh

công của 1 phần dòng chảy bất kỳ ta

thấy E chứa trong dòng chảy tự nhiên đ ợc phân bố rải khắp chiều dài dòng chảy

 Tuy nhiên mật độ E phân bố o đều, nếu

đoạn có độ dốc càng lớn thì mật độ E càng cao

o Đó chính là vị trí thuận lợi để xây

dựng nm thuỷ điện

 E của dòng chảy đ ợc sử dụng và chuyển hoá

thành điện năng qua các nm thuỷ điện

o Công suất của nm thuỷ điện phụ thuộc

vào l u l ợng Q và cột n ớc ΔH của dòng chảy

o L u l ợng dòng chảy giảm: cs của nm giảm

xuống và cs đó có thể thấp hơn nhu cầu của phụ tải

o L u l ợng dòng chảy tăng: các hộ tiêu thụ

điện năng không sử dụng hết cs của nm, một phần cs thừa và n ớc phải tháo qua các công trình xả lũ không cho qua tb

 Do sự phân bố l u l ợng của dòng chảy là ngẫu

nhiên không phù hợp với yêu cầu tiêu thụ điện năng của các hộ tiêu thụ, nên vấn đề đặt ra

là phải tìm cách phân phối E đó

o Cần phải xây dựng hồ chứa n ớc để điều

tiết l u l ợng dòng chảy qua thuỷ điện

o Hồ chứa n ớc sẽ giữ lại l ợng n ớc thừa trong mùa

n ớc lớn và dự trữ để sử dụng trong mùa n ớc nhỏ (mùa khô) để tăng cs của nmtd

o 1 phần l ợng n ớc thừa mà hồ chứa o thể giữ

lại đ ợc nữa do thể tích hồ chứa có hạn sẽ đ

 2 Ph©n lo¹i Nhµ m¸y thuû ®iÖn

o a) Ph©n lo¹i theo cs l¾p m¸y

 Nmtd lín: Nlm ≥ 1000 (MW)

 Nmtd võa: 15 (MW) ≤ Nlm < 1000

(MW)

 Nmtd nhá: Nlm < 15 (MW)

 c) Phân loại theo kết cấu của nm

o c.1) Nmtd kiểu đập:

 Với những sông có l u l ợng n ớc lớn nh ng

độ dốc nhỏ để tạo sự chênh lệch cột n ớc ΔH lớn, có thể xây dựng đập chắn, từ đó xây dựng nmtd kiểu

đập (hình 1-2)

 Đập càng cao thì cs càng lớn tuy

nhiên cột n ớc do đập tạo nên có thể

bị hạn chế do đk kinh tế và kỹ

 ¦u ®iÓm:

o Cã cs lín do tËn dông ® îc toµn bé l u l îng

 Nh ợc điểm:

o Vốn đầu t cao, đập o thể xây dựng

qúa cao vì đk kinh tế-kỹ thuật, đập quá cao có thể làm ngập một vùng rộng lớn, ảnh h ởng đến sinh thái môi tr ờng

o Nmtd có thể xây dựng nối tiếp trên

cùng 1 dòng sông gọi là hệ thống khai thác bậc thang, trong tr ờng hợp đó cs của mỗi nm tăng lên do khả năng điều tiết năng l ợng của dòng chảy tốt hơn

 c.2) Nmtd đ ờng dẫn dẫn: gồm 2 loại:

o Xây dựng ở những nơi có cột n ớc đ ợc

tạo thành một cách tự nhiên từ các thác

n ớc (hình 1-3),

o lợi dụng độ cao của thác n ớc ta đặt đ

ờng ống dẫn n ớc vào nm tạo cột áp

 Xây dựng ở những sông có l u l ợng n ớc ít, nh ng

độ dốc lớn (hình 1-4)

 Kênh trong đ ợc cấu tạo bởi hai phần:

o Phần đầu đ ợc xây dựng d ới dạng kênh dẫn hở

(1) với độ dốc rất nhỏ

o Có nhiệm vụ đ a n ớc đi xa không làm thay

đổi nhiều mức n ớc đến vị trí thuận lợi có thể tạo thành cột n ớc cao để xây dựng nm (3)

 Phần cuối đ ợc xây dựng d ới dạng các ống dẫn kín

(2) có nhiệm vụ đ a mức n ớc từ trên cao xuống

thấp giữ nguyên cột áp vào các tb của nm

 Ưu điểm:

o Có cột n ớc lớn trong khi vốn đầu t nhỏ, do

đó có thể xây dựng đ ợc nm có cs lớn ngay cả khi F của dòng chảy rất nhỏ

 Nh ợc điểm:

o Không có hồ chứa n ớc, do đó o có khả năng

điều tiết và vận hành tối u, F n ớc o lớn do

đó cs hạn chế

o Tr ờng hợp đặc biệt, con sông l ợn vòng đ ợc

một đoạn dài tạo thành một sự chênh lệch

 Tr ờng hợp 2 con ở sông gần nhau, có mức

độ chênh lệch nhau nhiều

 N ớc chảy vào kênh dẫn lấy từ 1 dòng sông

có mức n ớc cao và chảy vào một dòng

sông có mức n ớc thấp hơn (hình 1-6)

 Ví dụ:

o Thuỷ điện Đa Nhim có cs 160 MW, sử

dụng chênh lệch mức n ớc sông Đa Nhim

ở cao trình 1200 m và sông Tháp

 c.3) Nhà máy thuỷ điện hỗn hợp

o áp dụng hỗn hợp hai cách trên để tạo

thành cột n ớc

o Cột n ớc tạo thành một phần do đập,

một phần do kênh dẫn (hình 1-7)

 Vµo nh÷ng giê thÊp ®iÓm cña phô

t¶i hÖ thèng ®iÖn th× nmtd tÝch n¨ng sö dông ®iÖn cña hÖ thèng

 c.4) Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu tÝch n¨ng

 c.5) Nmd thuỷ triều

o Làm việc dựa trên sự thay đổi mức n ớc khi

thuỷ triều lên xuống, đ ợc xây dựng tại các vịnh và biển bằng các đập ngăn vịnh với biển

o Khi thuỷ triều lên mức n ớc ngoài biển cao

hơn mức n ớc trong vịnh (hình 1-9a), ta đ ợc

độ chênh cột n ớc và có thể cho n ớc chảy qua

tb từ biển vào vịnh để phát điện.

 Khi thuỷ triều rút mức n ớc trong vịnh cao

hơn mức n ớc ngoài biển tạo nên độ chênh cột n ớc và có thể cho n ớc qua tb từ vịnh ra

 Mçi ngµy thuû triÒu lªn xuèng 2 lÇn, nªn trong

 Nmd ® îc x©y dùng nèi liÒn víi hÖ thèng vµ ë

nh÷ng n¬i cã chªnh lÖch thuû triÒu cao

(8-10)m

 1 Sử dụng nguồn thuỷ năng dồi dào vô

tận của thiên nhiên

o N ớc ta có nhiều sông, thác n ớc lớn,

nguồn thuỷ năng rất phong phú, l ợng m

a hàng năm lại nhiều

o Nhiều nmtd: Thác Bà, Hoà Bình, Trị

An, Yaly, Sơn La ở các địa ph ơng

o đặc biệt là ở vùng núi đã xây dựng đ

ợc nhiều nmtd nhỏ phục vụ cho công nghiệp và sinh hoạt ở địa ph ơng

 Nhiên liệu không phải vận chuyển,

nguồn n ớc thiên nhiên rất phong phú

 Trái lại nhiên liệu của các nmnd (than,

dầu, hơi đốt ) đều có hạn và rất cần cho nhiều ngành kinh tế quốc dân khác

 Sử dụng nguồn thuỷ năng tiết kiệm đ

ợc các nhiên liệu trên ngoài ra còn tiết kiệm đ ợc chi phí khai thác và vận

chuyển dẫn đến giá thành điện năng giảm mang lại lợi ích lớn đối với nền

kinh tế quốc dân

 2 Vận hành đơn giản, an toàn, dễ dàng

tự động hoá, chi phí cho quản lý lđ nhỏ

o Tg mở máy (2’) và ngừng máy (1’) nhỏ

o Hiệu suất cao (80-90)% và ít phụ

thuộc vào tình trạng làm việc

o Thiết bị ở nmtd t ơng đối đơn giản so

với nmnd nên thực hiện tự động hoá

cao hơn

 ở các nmtd, năng suất lđ th ờng cao

hơn ở các nmnd

o vì không phải khai thác vận chuyển,

bảo quản, chế biến nguyên liệu cũng nh vào việc đốt lò, cung cấp n

ớc cho lò hơi, đổ than sỉ

 3 Giá thành điện năng ở nmtd th ờng

thấp hơn nhiều so với nmnd

o N ớc là một loại nhiên liệu o phải khai

thác vận chuyển, chế biến, bảo quản

o Do khả năng thực hiện tự động hoá

cao, nhân công phục vụ ít

o Khối l ợng thiết bị ít nên chi phí cho

sửa chữa, khấu hao nhỏ

 4 Vốn đầu t lớn, tg xây dựng lâu hơn

nmnd

o Các công trình thuỷ đòi hỏi một khối l

ợng xây dựng rất lớn, chi phí nhiều, tg thăm dò xây dựng lâu

 5 Nmtd th ờng lợi dụng tổng hợp

o Khi xây dựng nmtd th ờng lợi dụng

tổng hợp các nhiệm vụ sau:

o Thuỷ lợi:

 Xây dựng các trạm thuỷ điện kiểu

đập tạo nên những hồ chứa n ớc lớn giữ 1 khối l ợng n ớc trong mùa n ớc lũ

để t ới cho các vùng đồng bằng hay

đồi núi rộng lớn vào mùa khô đảm bảo việc tăng vụ, tăng năng suất

o Chèng lò: X©y dùng c¸c nmtd kiÓu ®Ëp

t¹o thµnh nh÷ng hå chøa lín cã kh¶ n¨ng tr÷ phÇn lín l îng n íc trong mïa lò vµ h¹n chÕ møc n íc lò phÝa h¹ l u, tr¸nh ® îc c¸c hiÓm ho¹ do lò lôt g©y ra

o Giao th«ng: X©y dùng nh÷ng hå chøa n íc

lín t¹o ®k cho thuyÒn bÌ ®i l¹i dÔ dµng

o Khi x©y dùng ®Ëp qua s«ng th êng kÕt

hîp x©y dùng ® êng s¾t, ® êng bé, cÇu

o Ph¸t triÓn ch¨n nu«i: Nh÷ng hå chøa n íc

lín lµ nh÷ng hå nu«i c¸ rÊt tèt

 6 Nguồn n ớc thay đổi ngẫu nhiên và biến

 Biểu đồ thuỷ văn là qh giữa F n ớc của

dòng sông với tg, tính trong chu trình 1 năm

o Mỗi dòng chảy tự nhiên đều có thể

xây dựng biểu đồ d ới dạng bảng số hoặc đ ờng cong (hình 2-1)

o Để xây dựng biểu đồ thuỷ văn cần

thu thập số liệu thống kê nhiều năm và

áp dụng pp tính toán xác suất thống

 Biểu đồ thuỷ văn là số liệu quan trọng

nhất của dòng chảy tự nhiên để tính

toán khai thác thuỷ điện và có những

đặc điểm sau:

o Có tính chất chu kỳ, nghĩa là trong 1

năm luôn tồn tại những khoảng tg n ớc

to và tg n ớc nhỏ t ơng đối ổn định

o Có tính chất ngẫu nhiên, trong các pp

tính toán cần phải tính các ph ơng án

 F n ớc mùa lũ so với mùa cạn có thể chênh

lệch gấp 20 lần

 Biểu đồ thuỷ văn cần đ ợc xây dựng

bằng việc thống kê số liệu nhiều năm

và áp dụng các pp xác suất để tính toán xây dựng







 Đ ờng cong tần suất đảm bảo n ớc của 1

dòng chảy tự nhiên là qh giữa trị số F n ớc với xác suất để dòng chảy đảm bảo đ ợc trị số F n ớc o nhỏ hơn một trị số F n ớc đã cho xét trong chu kỳ 1 năm

 Mỗi dòng chảy tự nhiên đều có thể xây

dựng đ ợc đ ờng cong đảm bảo n ớc theo thống kê (hình 2-2)

 Đ ờng cong tần suất đảm bảo n ớc đặc tr ng

cho độ tin cậy xuất hiện F n ớc của dòng chảy.

 Mỗi dòng chảy luôn luôn đảm bảo đ ợc trị số

F o nhỏ hơn Q min (t ơng ứng xác suất đảm

bảo 100%) và o bao giờ đ ợc v ợt quá trị số

Qmax (t ơng ứng xác suất đảm bảo bằng 0)

 Với mỗi điểm đã cho trên đ ờng cong thì sẽ

xây dựng đ ợc trên trục hoành trị số xác suất

mà dòng chảy đảm bảo đ ợc F n ớc không nhỏ hơn giá trị xác định trên trục tung

 Đ ờng cong tần suất đảm bảo n ớc là một

số liệu quan trọng ứng dụng phổ biến trong thiết kế và vận hành

 Th ờng chú ý 2 trị số:

o F n ớc của dòng chảy t ơng ứng với tần

suất đảm bảo 90% (gọi là F n ớc 90%)

đ ợc dùng để tính toán sơ bộ cs thiết

kế cho nm

 Trị số F n ớc ứng với tần suất đảm bảo

50% đ ợc dùng để tính toán sản l ợng

điện năng trung bình sx ra đ ợc trong chu kỳ 1 năm của nmtd

 Trị số này đ ợc dùng để tính toán luận

chứng kinh tế quy hoạch phát triển, vận hành nmtd

 Đ ờng cong tg đảm bảo n ớc là qh giữa trị

số F n ớc của dòng chảy tự nhiên với

khoảng tg mà dòng chảy đảm bảo đ ợc

trị số F n ớc Q đã dự tính trong chu kỳ 1 năm

 Mỗi điểm trên đ ờng cong sẽ xác định

trên trục hoành khoảng thời gian trong

một năm mà dòng chảy đảm bảo đ ợc trị

số F n ớc Q o nhỏ hơn giá trị xác định đ ợc trên trục tung

 Đ ờng cong tg đảm bảo n ớc đảm bảo cho

khả năng cung cấp n ớc của dòng chảy

tính theo khoảng tg xuất hiện trị số l u l ợng Q đã cho trong chu kỳ một năm

 Th ờng đ ợc áp dụng để lập biểu đồ kế

hoạch vận hành nmtd trong chu kỳ một năm

 Hồ chứa có ý nghĩa rất quan trọng trong việc

điều tiết dòng chảy, đảm bảo chế độ làm việc tối u của nmtd trong hệ thống

 Nhằm khai thác tối đa E của dòng chảy tự

nhiên đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế chung trong vận hành hệ thống điện.

 Hồ chứa còn có lợi ích tổng hợp: t ới tiêu, chống

lũ, xả lũ, thuỷ sản, giao thông vận tải

 Tuỳ theo đk cụ thể của nm dung tích hồ

chứa đ ợc xây dựng max theo hiệu quả kt- kỹ

o VÝ dô: møc n íc d©ng b×nh th êng cña

nmtd Hoµ B×nh: 115m.

 Mức n ớc trong hồ rất ít khi cho dâng cao

quá mức n ớc dâng bình th ờng trừ một số

tr ờng hợp đặc biệt khi xảy ra lũ lớn

vµ ®iÖn n¨ng cã lîi nhÊt

o VÝ dô: møc n íc chÕt cña nm Hoµ

B×nh: 80m

 Nh vậy hồ chứa không thể điều tiết

thấp hơn mức n ớc chết, sẽ không có lợi

về kinh tế (thực ra mức n ớc chết còn xác định bởi nhiều yếu tố: thuyền bè,

t ới tiêu, điều kiện kỹ thuật )

o Mức n ớc thấp sinh ra các bọt khí

trong cánh tb làm bị rỗ các cánh tb

hành ngắn hạn tạm thời trong khoảng

tg thiên tai lũ lụt

o Ví dụ: nmtd Hoà Bình quy định

mức n ớc này là 118m

 Những đ ờng đặc tính quan trọng của

hồ chứa n ớc là những đ ờng sau đây:

 a) Đ ờng đặc tính diện tích

o Biểu thị qh giữa diện tích mặt hồ và

mức n ớc trong hồ (hình 2-5a)

 Khi bờ hồ thẳng đứng, đ ờng đặc tính

là đ ờng thẳng song song với trục Z và

cắt trục F tại 1 điểm

 Trong tr ờng hợp này trị số diện tích mặt

hồ giữ 1 trị số o đổi trong lúc mức n ớc trong hồ thay đổi (hình 2-5b)

 Loại hồ này th ờng là loại hồ nhân tạo nhỏ

dùng để điều tiết ngày

 Đ ờng đặc tính diện tích đ ợc xác định

trong tài liệu thuỷ văn

 b) Đ ờng đặc tính dung tích của hồ.

o Biểu diễn qh dung tích của hồ chứa

và mức n ớc trong hồ, đ ờng 1 (hình 6a) trong tr ờng hợp hồ chứa có vách bờ thẳng đứng, đ ờng đặc tích dung tích là một đ ờng thẳng nghiêng với trục hoành một góc nào đó (hình 2-6b)

2- c) Đặc tính l u l ợng.

o Dung tích có thể biểu diễn bằng tích của

l u l ợng Q với một khoảng tg tính toán Δt.

W = Q.Δt

o Từ đặc tính dung tích (hình 2-7), vẽ đ ợc

đ ờng đặc tính l u l ợng của hồ Z=f(Q) ứng một trị số Δt nhất định.

o Đ ờng đặc tính nμy còn gọi là đ ờng cong

điều tiết hồ chứa ứng với các Δt khác nhau

hồ chứa và trên tung độ ghi chiều sâu

điều tiết hồ chứa