Luận Văn Thạc Sĩ: Tính Toán Dao Động Của Nhà Máy Thủy Điện Sơn La Với Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn

Khám phá luận văn thạc sĩ về tính toán dao động nhà máy thủy điện Sơn La bằng phương pháp phần tử hữu hạn, xem xét tác động của động đất.

• Tác giả: Nguyễn Văn Thành
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Ngọc Khánh
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Xây Dựng Công Trình Thủy
• Đề tài: Tính Toán Dao Động Nhà Máy Thủy Điện Sơn La Bằng Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘNG ĐẤT ĐẾN CÔNG TRÌNH
• 1.1. Giới thiệu tổng quan về nhà máy thuỷ điện, tình hình xây dựng các nhà máy thuỷ điện trên thế giới và Việt Nam
• 1.2. Động đất và ảnh hưởng của động đất đến công trình
• 1.3. Các loại nhà máy thuỷ điện, các thiết bị động lực trong nhà máy thuỷ điện
• 1.4. Giới thiệu chung về nhà máy thuỷ điện Sơn La
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN CÓ XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT
• 2.1. Giới thiệu các phương pháp tính toán có xét đến tác động động đất
• 2.2. Các phương pháp tính toán dao động của nhà máy, ưu nhược điểm của các phương pháp
• 2.3. Giới thiệu các phần mềm tính toán dao động nhà máy thuỷ điện
• 2.4. Giới thiệu phần mềm tính toán dao động nhà máy thuỷ điện Sơn La bằng phương pháp phần tử hữu hạn có xét đến ảnh hưởng của động đất
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SƠN LA BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘNG ĐẤT
• 3.1. Khái quát về phương pháp phần tử hữu hạn
• 3.2. Phương trình dao động tổng quát
• 3.3. Tính toán dao động của nhà máy thuỷ điện Sơn La
• 3.4. So sánh tính toán và kết quả tính toán dao động cho nhà máy thuỷ điện Sơn La có xét đến ảnh hưởng của động đất
• 3.5. Phân tích và nhận xét kết quả tính toán
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Tổng quan về nhà máy thủy điện và ảnh hưởng của động đất

Nhà máy thủy điện Sơn La là một trong những công trình lớn nhất tại Việt Nam, với công suất lắp máy lên đến 2400MW. Việc xây dựng nhà máy này không chỉ đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng tăng mà còn đóng góp vào việc phát triển kinh tế quốc dân. Tuy nhiên, nhà máy thủy điện cũng phải đối mặt với các rủi ro liên quan đến động đất. Động đất có thể gây ra nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng đến công trình, từ việc làm giảm tuổi thọ thiết bị đến việc gây ra hiện tượng cộng hưởng dao động. Việc tính toán dao động của nhà máy thủy điện là một nhiệm vụ quan trọng trong thiết kế và vận hành công trình. Phương pháp phần tử hữu hạn đã được áp dụng để mô phỏng và tính toán dao động, giúp đánh giá chính xác hơn về khả năng chịu đựng của công trình trước các tác động từ động đất.

1.1. Giới thiệu tổng quan về nhà máy thủy điện

Nhà máy thủy điện Sơn La không chỉ là một công trình kỹ thuật mà còn mang lại nhiều lợi ích cho cộng đồng và môi trường. Với quy mô lớn, nhà máy này có khả năng cung cấp điện năng cho hàng triệu hộ gia đình và các ngành công nghiệp. Các loại nhà máy thủy điện được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, trong đó có công suất, loại hình thiết kế và công nghệ sử dụng. Tại Việt Nam, nhà máy thủy điện Sơn La được xây dựng với công nghệ tiên tiến, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình hoạt động.

1.2. Động đất và ảnh hưởng đến công trình

Động đất là một trong những yếu tố gây rủi ro lớn nhất cho các công trình xây dựng, đặc biệt là các nhà máy thủy điện. Các tác động từ động đất có thể làm thay đổi cấu trúc nền móng, gây ra lún sụt hoặc thậm chí là sập đổ. Hệ thống máy móc bên trong nhà máy cũng chịu ảnh hưởng lớn, dẫn đến việc giảm hiệu suất hoạt động và tăng chi phí bảo trì. Do đó, việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp tính toán chính xác để dự đoán và kiểm soát dao động trong quá trình vận hành là vô cùng cần thiết.

II. Các phương pháp tính toán dao động nhà máy thủy điện

Trong nghiên cứu này, nhiều phương pháp tính toán khác nhau đã được xem xét, bao gồm phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp động lực học và các phương pháp truyền thống. Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng. Phương pháp phần tử hữu hạn, với khả năng mô phỏng chi tiết và chính xác, đã chứng minh được hiệu quả trong việc tính toán dao động của nhà máy thủy điện. Đặc biệt, phương pháp này cho phép xem xét ảnh hưởng của động đất một cách cụ thể, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế tối ưu hơn.

2.1. Giới thiệu các phương pháp tính toán

Các phương pháp tính toán dao động trong nhà máy thủy điện rất đa dạng, từ các phương pháp phân tích tĩnh đến các phương pháp động lực học. Mỗi phương pháp đều có ứng dụng riêng trong từng tình huống cụ thể. Việc lựa chọn phương pháp tính toán phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế. Phương pháp phần tử hữu hạn đã trở thành lựa chọn hàng đầu trong việc tính toán dao động do khả năng mô phỏng chính xác các điều kiện thực tế.

2.2. Ưu và nhược điểm của các phương pháp

Mặc dù phương pháp phần tử hữu hạn mang lại nhiều lợi ích, song cũng cần lưu ý đến các nhược điểm như yêu cầu về tài nguyên tính toán lớn và sự phức tạp trong việc thiết lập mô hình. Các phương pháp truyền thống, mặc dù dễ áp dụng hơn, nhưng thường không đáp ứng được độ chính xác cần thiết trong các tình huống phức tạp. Do đó, việc kết hợp các phương pháp khác nhau có thể là giải pháp tối ưu để đạt được kết quả tốt nhất.

III. Tính toán dao động của nhà máy thủy điện Sơn La bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Nghiên cứu đã áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán dao động của nhà máy thủy điện Sơn La, từ đó đánh giá được ảnh hưởng của động đất đến công trình. Kết quả tính toán cho thấy rằng nhà máy có khả năng chịu đựng tốt trước các tác động từ động đất, tuy nhiên vẫn cần có các biện pháp bảo vệ bổ sung để đảm bảo an toàn tối đa. Việc áp dụng phương pháp này không chỉ giúp cải thiện thiết kế mà còn nâng cao độ tin cậy trong quá trình vận hành.

3.1. Xây dựng mô hình tính toán

Mô hình tính toán được xây dựng dựa trên các thông số kỹ thuật và điều kiện địa chất của khu vực nhà máy. Việc lựa chọn các yếu tố đầu vào cho mô hình là rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả tính toán. Các thông số như độ cứng của vật liệu, tải trọng tác dụng và các điều kiện biên đều được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác cao nhất.

3.2. Đánh giá kết quả tính toán

Kết quả tính toán cho thấy rằng nhà máy thủy điện Sơn La có khả năng chịu đựng được các tác động từ động đất mà không gây ra các hư hỏng nghiêm trọng. Tuy nhiên, để tăng cường độ an toàn, cần thực hiện các biện pháp kiểm soát dao động trong quá trình vận hành. Đánh giá này không chỉ quan trọng cho nhà máy Sơn La mà còn có thể áp dụng cho các dự án thủy điện khác trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Nhà máy thủy điện đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn năng lượng sạch, bền vững và góp phần phát triển kinh tế - xã hội. Tính đến năm 2010, trên thế giới có khoảng 50.000 đập thủy điện lớn, trong đó đập Tam Hiệp (Trung Quốc) là công trình thủy điện lớn nhất với công suất 18.200 MW. Tại Việt Nam, nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng, dự báo đến năm 2010 đạt 87,82 tỷ kWh và nhu cầu phụ tải 14,56 triệu kW, dự kiến tăng gấp đôi vào năm 2020. Nhà máy thủy điện Sơn La với công suất lắp đặt 2.400 MW là công trình thủy điện lớn nhất Việt Nam và Đông Nam Á, có vai trò chiến lược trong cung cấp điện và phòng chống lũ cho đồng bằng sông Hồng.

Tuy nhiên, các công trình thủy điện, đặc biệt là Sơn La, nằm trong vùng có hoạt động địa chấn phức tạp, do đó ảnh hưởng của động đất đến dao động của nhà máy là vấn đề cấp thiết. Dao động do động đất có thể gây ra hiện tượng cộng hưởng, làm tăng biên độ dao động, gây hư hại kết cấu, giảm tuổi thọ thiết bị và tăng chi phí bảo trì. Mục tiêu nghiên cứu là mô phỏng và tính toán dao động của nhà máy thủy điện Sơn La bằng phương pháp phần tử hữu hạn, có xét đến ảnh hưởng của động đất, nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và vận hành an toàn công trình.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào nhà máy thủy điện Sơn La, giai đoạn từ năm 2004 đến 2012, sử dụng phần mềm SAP2000 để phân tích dao động kết cấu. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao độ chính xác trong tính toán dao động, góp phần giảm thiểu rủi ro do động đất, đảm bảo an toàn và hiệu quả khai thác nhà máy thủy điện.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết động lực học công trình: Nghiên cứu dao động của kết cấu dưới tác động của tải trọng động đất, bao gồm dao động tự do và dao động cưỡng bức. Các dạng dao động được phân loại theo tính chất nguyên nhân, hình dạng và phương trình vi phân mô tả.

• Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Mô phỏng và tính toán dao động của nhà máy thủy điện bằng cách chia nhỏ kết cấu thành các phần tử hữu hạn, từ đó giải các phương trình động lực học phức tạp. Phương pháp này cho phép mô hình hóa chính xác các đặc tính vật liệu, hình học và điều kiện biên của công trình.

• Phương pháp phổ phản ứng (Response Spectrum Method): Sử dụng phổ gia tốc động đất thiết kế để xác định phản ứng cực đại của công trình theo các dạng dao động riêng biệt, từ đó tổng hợp phản ứng toàn phần.

• Các khái niệm chính: dao động tự do, dao động cưỡng bức, cộng hưởng, phổ gia tốc, hệ số cản, chu kỳ dao động riêng, lực quán tính, mômen uốn, chuyển vị tương đối.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu thiết kế kỹ thuật của nhà máy thủy điện Sơn La, dữ liệu địa chấn khu vực, và các thông số vật liệu bê tông cốt thép. Cỡ mẫu mô hình tính toán là toàn bộ kết cấu khung nhà máy, được mô hình hóa chi tiết với các phần tử hữu hạn.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm SAP2000, áp dụng phương pháp phổ phản ứng kết hợp với mô hình phần tử hữu hạn để tính toán dao động kết cấu dưới tác động của động đất. Quá trình nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn từ 2009 đến 2010, bao gồm các bước: thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, phân tích dao động, đánh giá kết quả và đề xuất giải pháp.

Phương pháp chọn mẫu là mô hình hóa toàn bộ kết cấu nhà máy nhằm đảm bảo tính chính xác và khả năng phản ánh thực tế. Phân tích phổ động đất dựa trên các đường cong phổ gia tốc thiết kế được xây dựng riêng cho khu vực Sơn La, xét đến các đặc trưng địa chấn như cường độ, chu kỳ và hệ số cản.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của động đất đến dao động nhà máy: Kết quả tính toán cho thấy dao động của nhà máy thủy điện Sơn La tăng đáng kể khi xét đến ảnh hưởng của động đất. Biên độ dao động tại các vị trí quan trọng tăng khoảng 20-30% so với trường hợp không có động đất.

2. Chu kỳ dao động riêng của kết cấu: Chu kỳ dao động riêng chính của nhà máy nằm trong khoảng 0,25 đến 0,35 giây, phù hợp với phổ gia tốc thiết kế. Điều này cho thấy khả năng xảy ra hiện tượng cộng hưởng với các tần số động đất phổ biến trong khu vực.

3. Phân bố ứng suất và mômen uốn: Ứng suất và mômen uốn tại các vị trí chịu tải trọng lớn tăng lên đến 15% khi có tác động của động đất, đặc biệt tại các khớp nối và chân đế tổ máy. Điều này cảnh báo nguy cơ hư hại kết cấu nếu không có biện pháp kiểm soát.

4. Hiệu quả của phương pháp phần tử hữu hạn: So sánh với các phương pháp tính toán truyền thống, phương pháp phần tử hữu hạn cho kết quả chính xác hơn, đồng thời giúp phát hiện các điểm yếu trong kết cấu để có biện pháp gia cố kịp thời.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự gia tăng dao động là do lực quán tính phát sinh từ chuyển động nền đất khi động đất xảy ra, gây ra các phản ứng động lực lớn hơn trong kết cấu. So với các nghiên cứu trước đây về nhà máy thủy điện khác như Hòa Bình và Ialy, kết quả nghiên cứu tại Sơn La cho thấy mức độ dao động tương đương nhưng có phần phức tạp hơn do quy mô và đặc điểm địa chất vùng Tây Bắc.

Việc sử dụng phần mềm SAP2000 và phương pháp phần tử hữu hạn giúp mô phỏng chính xác các đặc tính vật liệu và hình học phức tạp của nhà máy, từ đó đưa ra các dự báo đáng tin cậy về dao động và ứng suất. Kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc thiết kế các biện pháp giảm chấn, gia cố kết cấu và lập kế hoạch bảo trì nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành lâu dài.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phổ gia tốc, biểu đồ phân bố ứng suất và mômen uốn, cũng như bảng so sánh biên độ dao động giữa các trường hợp có và không có động đất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng các biện pháp giảm chấn: Lắp đặt hệ thống giảm chấn cơ học tại các vị trí trọng yếu như chân đế tổ máy và khớp nối để giảm biên độ dao động, nhằm hạn chế hiện tượng cộng hưởng và giảm thiểu hư hại kết cấu. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; Chủ thể: Chủ đầu tư và nhà thầu thi công.

2. Tăng cường giám sát dao động và địa chấn: Thiết lập hệ thống cảm biến đo dao động và gia tốc địa chấn liên tục để theo dõi trạng thái kết cấu và phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường. Thời gian thực hiện: ngay trong giai đoạn vận hành; Chủ thể: Ban quản lý nhà máy.

3. Cập nhật và hoàn thiện mô hình tính toán: Nâng cấp mô hình phần tử hữu hạn với dữ liệu thực tế thu thập được, đồng thời áp dụng các phương pháp phân tích động lực học hiện đại để dự báo chính xác hơn các phản ứng của công trình. Thời gian: 1 năm; Chủ thể: Trung tâm nghiên cứu và tư vấn kỹ thuật.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực kỹ thuật: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về tính toán dao động và kháng chấn cho đội ngũ kỹ sư vận hành và bảo trì nhằm nâng cao khả năng xử lý sự cố và bảo đảm an toàn công trình. Thời gian: liên tục; Chủ thể: Trường đại học, viện nghiên cứu và ban quản lý nhà máy.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Chủ đầu tư và nhà quản lý dự án thủy điện: Nắm bắt các yếu tố ảnh hưởng đến an toàn kết cấu, từ đó đưa ra các quyết định đầu tư và vận hành hợp lý, giảm thiểu rủi ro do động đất.

2. Kỹ sư thiết kế và tư vấn xây dựng: Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn và các kỹ thuật phân tích động lực học để thiết kế kết cấu nhà máy thủy điện an toàn, hiệu quả.

3. Nhà nghiên cứu và giảng viên trong lĩnh vực xây dựng công trình thủy lợi và thủy điện: Tham khảo các phương pháp tính toán dao động tiên tiến, cập nhật kiến thức về ảnh hưởng của động đất đến công trình.

4. Đội ngũ vận hành và bảo trì nhà máy thủy điện: Hiểu rõ các hiện tượng dao động và tác động của động đất để thực hiện giám sát, bảo trì và xử lý kịp thời các sự cố nhằm duy trì hoạt động ổn định.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải tính toán dao động của nhà máy thủy điện dưới tác động của động đất?
   Dao động do động đất có thể gây ra hiện tượng cộng hưởng, làm tăng biên độ dao động kết cấu, dẫn đến hư hại thiết bị, giảm tuổi thọ công trình và tăng chi phí bảo trì. Việc tính toán giúp dự báo và kiểm soát các tác động này, đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành.

2. Phương pháp phần tử hữu hạn có ưu điểm gì trong tính toán dao động?
   Phương pháp phần tử hữu hạn cho phép mô hình hóa chi tiết kết cấu phức tạp, tính toán chính xác các phản ứng động lực học, đồng thời dễ dàng tích hợp các điều kiện biên và đặc tính vật liệu khác nhau, giúp nâng cao độ tin cậy của kết quả.

3. Dao động cưỡng bức và dao động tự do khác nhau như thế nào?
   Dao động tự do là dao động xảy ra khi hệ kết cấu bị kích thích một lần rồi tự dao động mà không có lực kích thích tiếp theo. Dao động cưỡng bức là dao động do lực kích thích liên tục hoặc theo quy luật tác động lên kết cấu, ví dụ như lực do động đất hoặc thiết bị vận hành.

4. Làm thế nào để giảm thiểu ảnh hưởng của động đất đến nhà máy thủy điện?
   Có thể áp dụng các biện pháp giảm chấn cơ học, gia cố kết cấu, thiết kế kết cấu chịu lực tốt hơn, đồng thời lắp đặt hệ thống giám sát dao động và địa chấn để phát hiện sớm và xử lý kịp thời các hiện tượng bất thường.

5. Phổ gia tốc động đất là gì và vai trò của nó trong tính toán?
   Phổ gia tốc động đất là biểu đồ thể hiện gia tốc cực đại của hệ dao động đơn bậc tự do theo chu kỳ dao động riêng. Nó giúp xác định phản ứng cực đại của công trình dưới tác động của động đất, từ đó tính toán lực động đất tác dụng lên kết cấu một cách chính xác.

Kết luận

• Luận văn đã nghiên cứu và áp dụng thành công phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp phổ phản ứng để tính toán dao động của nhà máy thủy điện Sơn La, có xét đến ảnh hưởng của động đất.
• Kết quả cho thấy dao động và ứng suất trong kết cấu tăng đáng kể khi có động đất, cảnh báo nguy cơ hư hại nếu không có biện pháp kiểm soát.
• Phương pháp phần tử hữu hạn mang lại độ chính xác cao, phù hợp với các công trình có kết cấu phức tạp như nhà máy thủy điện Sơn La.
• Đề xuất các giải pháp giảm chấn, giám sát và nâng cao năng lực kỹ thuật nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành công trình.
• Tiếp tục cập nhật mô hình và dữ liệu thực tế trong các nghiên cứu tiếp theo để nâng cao độ tin cậy và ứng dụng thực tiễn.

Chủ đầu tư và các bên liên quan nên triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời phối hợp với các đơn vị nghiên cứu để cập nhật và hoàn thiện mô hình tính toán, đảm bảo an toàn cho nhà máy thủy điện Sơn La trong điều kiện địa chấn phức tạp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 : TONG QUAN VỀ NHÀ MAY THỦY ĐIỆN VA ANH HUONG CUA DONG DAT DEN CÔNG TRÌNH.1 GIỚI THIỆU TONG QUAN VE NHÀ MAY THỦY ĐIỆN, TÌNH HÌNH XÂY DUNG CÁC NHÀ MAY THỦY ĐIỆN TREN THE GIỚI VÀ VIET NAM. Nhu cầu ding điện ngày cảng lớn đồi hoi giải pháp về năng lượng điện đã thúc diy sự phất tiễn mạnh về thuỷ điện ở các nước un thé giới. Việc xây dựng các nhà máy thuỷ điện tạo nguồn điện phục vụ cho phát tiễn nên kinh tế quốc dân là nh cầu không th thiểu với các nước trên thể giới. Vì thể mã hiện nay trên thể giới đã có 179 nước phát riển thuỷ di ‘Theo các chuyên gia thuỷ điện, những đập thuỷ điện có độ cao từ 1Sm trở lên và có sức ngăn tối thiểu là 3x10" m” nước thì được xếp vào loại đập lồn.

phân chia này th hiện nay trên thể giới có Khoảng 50 000 đập thuỷ điện cỡ lớn Hiện nay đặp thuỷ điện lớn nhất thé giới là đập Tam Hiệp ở Trung Quốc với chiều cao là 185m với công suất nhà miy là 18200MW. Đập Tam Hiệp sẽ giip điều tết lũ trên dong sông Dương Tử. Vi tri thứ 2 là dip laipu nằm trên biên gi nước Brazil và Paraguay với công suất nhà máy 12.600MW, Vi trí thứ 3 là đập Guri ở Venezuela với công suất nhà máy 10.000MW, Va rit nhiều công trình thuỷ điện lớn trên thể giới Ở nước ta, điện năng luôn đồng vai trd vô cùng quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hod đắt nước. Dự báo nh cầu ding diện đến năm 2010 là 87.82 ty KWh/ndm và nhu cầu phụ tải tương ứng là 14,56 triệu KW.

2020 nhu cầu về điện sẽ tăng gấp đôi trong đó thuỷ điện đóng vai trò lớn trong hệ thống điện Vigt am Một xu hướng quan trọng trong kế hoạch điện khí hoá toàn quốc là bên cạnh các công trinh thuỷ điện có công suất lớn, để phủ kín bản đồ cung cấp điện trên toàn. Chuyên ngành Xây đựng công tình ly “Hạc viên: Nguyễn Vin Thành Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 5 cquỗc không thể hiếu các tram thuỷ điện có công suất vừa và nhỏ để cũng cắp cho những vùng mà lưới điện quốc gia không với si được vì những chỉ phí cho đường dây tả điện đến những vùng núi xa xôi hiểm trở quá lớn. Chính vi vậy, rong những năm gin diy hàng loạt các tạm thuỷ điện có công suất vừa và nhỏ đã được đồng loại khối công xây dựng tại rt nhi các địa phương tong cả nước, G nước ta hiện đang xây dựng nhà máy thuỷ điện lớn nhất Việt & am và Đông am A là công trình thuỷ điện Sơn La có công suit lắp máy là 2400MW. Còn có rit nhiều nhà máy thuỷ điện lớn đang vận hành như nhà mây thuỷ điện Hoà Bình ới công suất là 1920MW, nhà mấy (huỷ điện Ialy với công suất T20MW, nhà máy thuỷ điện Trị An công suất 400MW.

Chuyên ngành Xây đựng công tình ly “Hạc viên: Nguyễn Vin Thành Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 6 Hình 1.2: Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình 13 CÁC LOẠI NHÀ MAY THỦY ĐIỆN, CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC TRONG NHÀ MAY THỦY ĐIỆN [2|. hà máy thuỷ điện 18 công tình thuỷ công trong đó bổ tr các thit bị din, thiết bị thay lục (uabin, máy phát điện) và các bệ thẳng thiết bị phụ phục vụ cho si lâm việc bình thường của ác thiết bị chính nhằm sản xuất điện năng cung cắp cho các hộ dùng điện. Loại và kết ấu nhà mây phải dim bio lãm việc an toàn của các thiết bj và thuận lợi trong vận hành. hà máy thuỷ điện được chia làm 3 loại cơ bản như sau: 1.21, Nhà máy thuỷ điện ngang đập: hà máy thuỷ điện ngang đập là một phần của công trình dâng nức, chịu áp lực nước thượng lưu, đồng thời cũng là công trình lấy nước nối trực p với luabin.

‘Voi đặc điểm trên, kết cấu của nhà máy này chịu được H< 30:40m. lũng nhà Chuyên ngành Xây đựng công tình ly “Hạc viên: Nguyễn Vin Thành Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 1 máy ngang đập có công suất lớn và trung bình thưởng lấp tuabin cánh qu true <img, hoặc dùng tuabin cính quạt sông suit nhỏ, cột nước dưới 20m. Công suit máy từ 120:150MAW, lưu lượng qua tuabin từ 650:700m's. Do lưu lượng qua tuabin lớn nên kích thước của buồng xoấn và ông hit rất lớn người ta lại dụng Khoảng rồng trên phần Toe của ống hit để bổ tí các phòng phụ, Ting trên cũng thưởng bố tri máy biển thé có đường ray để chuyển vào sửa chữa trong gian lắp ráp.

Loại nhà máy này thường bổ tri phần điện ở phía hạ lưu còn thượng lưu bố trí đường ống dã „nước và khí nền. Mé trụ phía thượng lưu của cửa lấy nước thường được kéo dài để bổ tri ciu công tác và cầu giao thông. ẳ goài mục đích trên cách bố trí này còn tăng tính én ding của nhà máy, Đối với nhà máy thuỷ điện ngang đập cột nước thắp, lưu lượng lớn, chiều dài cđoạn tổ máy thường xác định theo kích thước bao ngoài buông xoẫn và ống hút. Ở mặt nằm ngang chiễu rộng cửa lấy nước bằng chỉ tông mặt cất cửa vào bi xoắn và kích thước đó phải phù hợp với điều kiện lưu Se cho phép qua lưới rác.

Chiều ngang đoạn tổ mây theo chiễu ding chảy phần dưới nước của nhà máy ph thuộc vào kích thước cửa lấy nước, buồng xoắn tuabin và chiều dài dng hút, đồng thời việc tính toán ôn định nhà máy và ứng suất nền có quan hệ đến kích thước phin dud nước của nhà may đặc biệt đối ví Để đảm bảo dn định chống trượt và dp suất đầy nền không vượt quá tị số cho phép, tim đầy của nhà máy ngang đập nằm rên nén mém thường có kích thước rit lớn. Lợi dụng chí day tim đây người ta bổ trí ở thượng lưu dưới cửa lấy nước, hành lang kiểm tra và thú nước.2, Nhà máy thuỷ điện sau đập. ẳ hà máy thuỷ điện sau đập được bổ tí ngay sau dip dâng nước, hà máy dng đường ống dẫn nước vào tuabin, dng ấp lực đặt tong thin đập bêtông hoặc ap bằng vật liệu địa phương. hả máy không chịu áp tye nước phía thượng lưu, do đồ kết cấu phần dưới nước và biện pháp chống thắm đỡ phức tạp hơn nhà my Chuyên ngành Xây đựng công tình ly “Hạc viên: Nguyễn Vin Thành Luận văn thạc sĩ kỹ thuật # ngang đập.

& hà may thuỷ điện sau đập thường dùng với cột nước từ 30+4Sm < II < 250:300 m, “Tuỷ thuộc vào cột nước công tác, nhà máy thuỷ điện sau đập thường dùng taabin tâm trục, tuabin cảnh quay cột nước cao hoặc tuabin cánh chéo. Ở nhà may thuỷ điện sau đập phần điện thường bổ trí phía thượng lưu giữa đập và nhà máy, còn hệ thống dẫn dẫu, nước thì bổ tr phía hạ lưu.3, Nhà máy thuỷ điện đường dẫn. “Trong sơ đỗ khai thác thuỷ năng kiểu đường dẫn hoặc kết hợp, nhà máy thuỷ nding riêng biệt tách khỏi công trinh đầu mỗi, Cửa lấy nước đạt cách xa nhà mấy. Trong trường hợp công trình din nước là không áp thì cửa ly nước nằm trong thành phan của bể áp lực, trong trường hợp công trình dẫn nước là đường him có áp thi cửa lấy nước bổ trí ở đầu đường him va la một công trình độc lập.

nước vào nhà máy thường là ống áp lực nhưng trong trường hợp trạm thuỷ điện. đường dẫn cột nước thấp với đường dẫn là kênh dẫn thì có thể bổ tí nhà máy thuỷ điện kiểu ngang đập. hà máy (huỷ điện đường dẫn ống áp lực đặt 16 thiên có thể sử dụng cột nước đến 2000 m, Với cột nước tử S00:600m trở lên thường dùng tuabin gáo tổ my trục đứng hoặc trục ngang. VỀ đặc điểm kết ấu của ba loại cơ bản trên, nhà máy thuỷ điện côn có nhiều đạng kết cấu đặc biệt khác như nhà máy thuỷ điện kết hợp xã 10 đưới đầy hoặc trong thin đập trăn, trong trụ pin, nhà máy (huỷ điện ngang đập với cuabin capxul, nhà máy thuỷ điện tích năng, nhà máy thuỷ điện thu trểu.

Các loại nhà may này xếp chung vào loại nhà mây đặc biệt Kết cfu nhà máy thuỷ điện được chia làm hai phn: phần dưới nước (Khối betõng phía đưới) bổ tr wabin, buồng xoắn, ông hút, các hệ thống thiết bị trụ, Phin trên nước bao gồm gian máy vi gian lắp rép sửa chữa, gian máy bố trí mấy phát thùng đầu áp lực và ti đit ‘uabin Chuyên ngành Xây đựng công tình ly “Hạc viên: Nguyễn Vin Thành Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 9 1. Các thiết bj động lực trong nhà máy thủy điện. “Trong nhà máy thuỷ điện thiết bị động lực gây ra dao động cho nhà máy thuỷ. điện gdm có tuabin thủy lực và máy phát điện 1.1-Tuabin thuỷ lực [2] ‘Tuabin là một loại động cơ chạy bằng sức nước ding để biển đổi năng lượng dng nước (thuỷ năng) thảnh cơ năng làm quay máy phát điện.

Tổ hợp tuabin và máy phat điện gọi là tổ máy phát điện thuỷ lục, “Tuabin thường làm việc ở phạm vi cột nước từ 2m đến 2000m ứng với các tr số ưu lượng Q khác nhau. Để sử đụng một cách có hiệu quả năng lượng đồng nước .đặc ung bởi ác ổ hợp cột nước và lưu lượng khác nhau cin có đủ ác loại wabin Khác nhau về cầu tạo kích thước cũng như qui trình lim việc của cơ edu công tác của tuabin cha lâm 2 loại tubin:tuabin phản kích và tuabin xung kích Logi tuabin phần kích (tuabin đồng chảy cỏ áp), áp lực dòng chảy ở của vào của bánh xe công tác bao giữ cũng lớn hơn áp lực ở cửa ra của nỗ. Còn loại tuabin xung kích (aabin dng chây không áp) thi dp lục dòng nước ở hai điểm trên như. nhau và bằng áp suất khí quyển.

Tuabin phân kích và tuabin xung kich chia thành các bệ khác nhau tuỷ dheo hướng dòng chảy trong bánh xe công tác và cách điều chỉnh lưu lượng.