CHƯƠNG 1; TONG QUAN VE NHÀ MAY THỦY ĐIỆN (NMTĐ) 1.1 Tổng quan về nhà máy thủy điện (NMTĐ). "Nhà máy thủy điện là một kết cu không gian gồm nhiều edu kiện có hình dang phức tạp. độ cứng khác nhau nối liễn thành một khối. Nhà máy thủy điện phân chia thành hai phần: phần trên nước và phần dưới nước, phần dưới nước chiếm Khoảng 70%: bể tông nhà mấy.11 Phin trên nước nhà máy thấy điện - Phin trên nước của nhà may thủy điện được giới hạn bởi cao trình sàn nhà máy: và cao trình đình nhà may ~ Phin trên nước nhà máy thuỷ điện bao gồm sàn máy, hệ khung đờ, dim cầu tr, kết cầu khung dàn của mái nhà máy - Các thiết bị bổ trí rong phần trên nước nhà máy, + Cầu trục chính + Các tủ di ++ Các phòng chức năng 1.2 Phần dưới nước nhà máy thủy điện Phin dưới nước nhà máy thủy điện được giới hạn từ cao trình đáy móng đến đấy Stato máy phát + Cle thết bị bổ tr ở phần dưới nước nhà mấy thy điện + Ông hút +Tubin + Buồng xoắn + Hệ thống tháo nước tổ máy + Trạm bơm tiêu thoát nước + Hệ thống cấp nước kỹ thuật + Với mỗi kiểu nhà máy thủy điện khác nhau tì thiết bị bổ trí phần dưới nước lại khác nhau + Nhà máy thuỷ điện san đập và đường dẫn phần dưới nước sằm buồng xoá hút, bệ máy phát, đường ông Turbin + Nhà máy thuỷ điện ngang dip phần dưới nước ngoài buồng xoắn.
ông hút, bề máy phát còn có cửa lấy nướcdẫn nước trực tiếp vào buồng xoắn. + Nhà máy thuỷ diện lắp Tuabin xung kích gáo, phần dưới nước chủ yếu là kênh xả dẫn nước ra hạ lưu. Các hạng mục cơ bản phần dưới nước nhà máy thấy đện Tuabin trục đứng a. Máy phát điện ~ Máy phát điện là thiết bị quan trọng bổ trí phin dưới nước nhà máy thủy điện.
May phát la động cơ biển cơ năng của Tuabin thành điện năng cung cấp cho hệ thống điện. Máy phát điện ba mm các thành phẪn như + Bích nỗi + Trục máy phát + Giá chữ thập dưới và giá chữ thập trên + Ô trục hướng và 6 trục đỡ + Roto + Stato máy phát + Bộ phận làm mát + Máy kích tir + Phanh hãm tổ máy = Tay theo dang kết cầu mà máy phát được chia thành máy phát kiểu treo và máy phát kiểu 6, + Máy phát kiểu treo là máy phát có trục đỡ nằm rên ở giá chữ thập trên + Máy phát kiểu treo là máy phát có 6 trục đỡ nằm trên ở giá chữ thập dưới - Những thiết bị chính của phin dưới nước nhà máy thủy diện tuabin trục đứng <duge thể hiện ở hình 1.1 TURBINE GENERATOR (GENERATOR Hình L. Thi bị phẫn dưới nước của nhà máy thu điện tuabineruc đẳng (btp./ilama com vn) 'b. BỆ máy phát BS máy phát là kết cấu đỡ máy phát và tuatin, nó chịu toàn bộ tải trọng động và tải trọng tĩnh.
Vì vậy phải bảo đảm day đủ tính ổn định, cường độ và độ cứng, kết cấu bệ bằng bêtông cốt thép, Tưởng bê lông bao quanh hành lang thông gió máy phát và bệ máy đúc iền với nhau (nắp chắn gi). Bg đỡ máy phát được thi công ngoài công trường được thể hiện ở hình 1.2 (bp/Jilama comavn) e Busing xodn Buồng xoin là bộ phận qua nước của Turbin, buồng xoắn kim loại do xưởng chế tạo thiết kể, nó chịu toàn bộ áp lục nước bên trong, lớp bê tông bao ngoài chịu ải trong từ trên truyền xuống. Chủ yếu thiết kế buồng xoắn bê tông mặt cắt hình tròn và buông xoắn bê tông mặt cắt hình thang chị áp lực nước bên trong, Buồng xoắn được thi công ngoài công trường được thể hiện ở hình 1. Ông hút Ông hút là bộ phận dẫn nước ra của Turbin, chủ yếu chịu tác dụng của nước.
Tram thuỷ điện loại vừa và loại lớn thường ding ống hút cong, về mặt kết cấu thưởng chia làm 3 đoạn : đoạn chóp cụt, đoạn khuyu, đoạn loe. (Ong hút được th công ngoài công trường được thể hiện như hình 1.4:Ogútc«ủanhàmáyuỷđiệ)nTabtrụcđứng 1.4 Một số kiểu nhà máy thủy điện "Nhà máy thủy điện hiện nay được xây dựng nhỉ Nhung thường bao kiểu nhà máy thủy điện sau + Nhà máy thủy điện ngang đập. Như nhà máy thủy điện Nm Na 1-Tinb Lai Châu xử dụng Tuabin Capxun- được thể hiện như hình 1.5 + Nhà máy thủy điện sau đập. Như nhà máy thủy điện Đẳng Nai 2-Tinh Đẳng Nai .được thể hiện như hình 1.6 + Nhà máy thủy điện đường dẫn.
Như nhà máy thủy điện Nam Ban 1 inh Lai Châu sử dụng Tuabin trục ngang như hình 1.7 và nhà máy thủy. ign Nho Qué 3- “Tỉnh Hà Giang sử dụng Tuabin trục đứng như hình 1.8 a l1 — bm dt Ï l1 || Hs.5: Mat edt Nhà máy thủy điện ngang đập Nam Na I- Lai Châu (Công ty CP tư vấn thiết ế thủy điện Miễn Bắc) 10 Hình 1.6: Mặt cất Nhà máy thủy điện sau đặp Đẳng Nai 2 (Công ty CP tư vin xây dựng Điện 1) Năm Ban 1- Lai Châu (Cong ty CP tư vấn thiết kế thủy điện Miền Bắc) i] Mình 1.8: Mặt cắt Nhà máy thủy điện đường dẫn -tua bin trục đứng, Nho Qué 3- Hà Giang bLith? { Công ty CP tư vấn xây dựng Điện 1) 1.2 Yeu cầu về tính toán én định và độ bền nhà may.1, Yêu cầu chung về tính toán ổn định và độ bén nhà máy - Toàn bộ nhà may nói chung và timg phần nói riêng phải đảm bảo đã ổn định và đủ độ ben dưới tác động của mọi tổ hop tải trọng tinh và ải trong động trong cấc giả đoạn xây dựng, vn hành, sta chữa - Các sơ dé tính én định và độ bên của nhà máy phải phản ánh hợp lý các giai đoạn xây dựng nhà máy và phải xét đến trạng thái ứng suắt thay đổi khi nhà máy bị - Thể hiện rõ được biến dạng của nhà máy cùng làm việc với nền. Yên ẩn định và độ bỀn nhà máy trong giai đoạn vận hành: 3 - Khi nhà máy di vào van hình, tổ máy truyền động, dưới tác dụng của ti tong động nhà máy bị dao động. Nhà máy (hường dao động với 3 nguyên nhân sau + Chin động do lệch tâm quay tổ máy gây ra.
Chin động này có inh chất chu kỳ + Chan động do áp lực nước thay đổi qua cánh hướng nước. Chin động này có tính. chất chủ kỳ. + Chin động do áp lực mạch động của dong chảy và khí thực sinh ra.
Lực này không có tính chất chu ky thay đổi phúc tạp. Nhà máy phải đảm bảo an toàn và đủ độ bén khí bị tác dụng bởi các tải trọng động này.3 Các nghiên cứu về phân tích động học cho NMTD ở Việt nam và trên thể giới 1. Cúc nghiên cứu về phân tích động học cho NMTP ở Việt Nam - Theo tà liệu thu thập được hiện nay ít đề ti nghiên cứu về phân tích động học cho nhà máy thủy điện. ĐỀ tài nghiên cứu và thực tẾ sin xuất các năm trước vỀ nhà máy thủy điệ cíc ác giá chủ yu đi vào phân tích bài toán nh - Cùng thời điểm làm luận văn với tác giả có một dé tài nghiên cứu động học cho nhà máy thủy điện.
Dé tài: * Phan sich kết edu, dn định của nhà máy thủy điện chịu tải trọng động đắt theo phương pháp lich sử thời gian” của tác giả Đỗ Hồng Hoàng. Các nghiên cứu về phân tích động học cho NMTĐ ở trên thé giới - Theo tài gu thu thập được hiện nay thì thé giới đã có đề tài phân tích động học nhà máy thủy điện như: + ĐỀ tài: “Vibration analysis of hydropower house based on fluid-structure coupling numerical method’-Weishuhe, College of water Conservancy and Hydropower Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, P.Ct ‘Tc giả Weishuhe đã phân tích rung động nhà máy thủy điện do dp lực nước bing phương pháp số. 4 + ĐỀ tài: “Nonlinear dynamic analysis of the Three Gorge Project powerhouse excited by pressure fluctation”- Zhang, CH.2009, Journal of Zhejiang University Science “Tác giả Zhang đã phân tích động học phi tuyến của nha máy thủy điện Three Gorge kích thích bởi áp lực thay đổi bắt thường. Tom tất nội dung chương 1 - Nhà máy thủy điện là 1 hạng mục phúc tạp của công tinh thủy điện.
Đặc bi phần đưới nước nhà máy có các hạng mục như: bệ máy phát (in „ ng hút.à các hạng mục cơ bản và quan trong. Vì vậy chúng phải được đảm bảo én định và đội bên trong quá trình vận hành nhà máy cùng làm việc với các thiết bị đặt trên - Bệ máy phát đỡ máy phát tubin, trong quá trình van hành nhà máy vì 1 lý do nào đồ Roto quay lệch tâm gây ra lực chắn động ly tâm có tính chất chu kỷ làm nhà máy bị dao động. Vì vậy tinh toán phân ích động lực học cho phần dưới nước nhà máy thủy điện là hết sức edn thiết - Tài liệu nghiên cứu về vẫn để "phân tích động lục học cho phần dưới nước nhà máy thủy điện” ở nước ta là ít ~ Nhà máy thủy điện dùng loại Tuabin khác nhau ứng với các kiểu nhà máy khác. nhau, tác gi tính toán động học phần dưới nước nhà máy thủy điện do lệch tâm ‘quay tổ máy gây ra với nhà máy thủy điện Tuabin trục đứng 15 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET PHAN TÍCH ĐỘNG HỌC CÔNG.
TRÌNH [Nha máy thủy điện khi bị tác động bởi lực kích động do khối lượng lệch tâm quay tổ máy gây rathì nhà máy sẽ bị chuyển vi. Để thấy được kết quả chuyển vị này ta đi tìm phương trình vi phân mô tả chuyỂn vị của nhà mấy 2.1 Phương trình vi phân mô ta chuyỂn vị của nhà máy “Nhà máy chịu tác động của lực kích động bởi khối lượng lệch tâm quay tô máy gây. ra, Để xét đơn giản ta xét hệ liên tục với các bậc tự do là chuyển vi tại các điểm 123. - Khả năng phản ứng của nhà máy khi chịu tác dung của lực tải trong lệch tim quay được biểu thị qua chuyển vị của nút i là:u,(9), vận tốc chuyển vị ít) vị chuyển vị wi(t), vớ - Dưới tác dụng của lực kích động bởi khối lượng lệch tâm quay tổ máy gây ra thì tại mỗi điểm nút i chịu tác dụng của 3 thành phần lực.
Thiết lập phương trình cân. bằng lực ti nút ta được: fy fy, thy = RD Qu) + £5 (0) Lực đần hồi tuyến tính + f(t): Lye cần Damping + £,(0 Lực quán tính Phương trình dang ma tin có dạng: If]*I.