1 viÖc sö dông n¨ng l­îng c¸c dßng s«ng cÇn ph¶i gi¶i quyÕt hai nhiÖm vô: t¹o thµnh cét n­íc vµ ®iÒu chØnh l­u l­îng n­íc.

*+ L­u l­îng dßng ch¶y gi¶m: c«ng suÊt cña nhµ m¸y gi¶m xuèng vµ c«ng suÊt ®ã cã thÓ thÊp h¬n  nhu cÇu cña phô t¶i.

+ L­u l­îng dßng ch¶y t¨ng: c¸c hé tiªu thô ®iÖn n¨ng kh«ng sö dông hÕt c«ng suÊt cña nhµ m¸y, mét phÇn c«ng suÊt thõa vµ n­íc ph¶i th¸o qua c¸c c«ng tr×nh x¶ lò kh«ng cho qua tuabin.

Do sù ph©n bè l­u l­îng cña dßng ch¶y lµ ngÉu nhiªn kh«ng phï hîp víi yªu cÇu tiªu thô ®iÖn n¨ng cña c¸c hé tiªu thô, nªn vÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i t×m c¸ch ph©n phèi n¨ng l­îng ®ã. Nh­ vËy, cÇn ph¶i x©y dùng hå chøa n­íc ®Ó ®iÒu tiÕt l­u l­îng dßng ch¶y qua thuû ®iÖn. Hå chøa n­íc sÏ gi÷ l¹i l­îng n­íc thõa trong mïa n­íc lín ( mïa lò) vµ dù tr÷ ®Ó sö dông trong mïa n­íc nhá (mïa kh«) ®Ó t¨ng c«ng suÊt cña nhµ m¸y thuû ®iÖn. Mét phÇn l­îng n­íc thõa mµ hå chøa kh«ng thÓ gi÷ l¹i ®­îc n÷a do thÓ tÝch hå chøa cã h¹n sÏ ®­îc ch¶y qua c¸c c«ng tr×nh x¶ lò.

2. Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp: Víi nh÷ng s«ng cã l­u l­îng n­íc lín nh­ng ®é dèc nhá ®Ó t¹o sù chªnh lÖch cét n­íc DH lín, cã thÓ x©y dùng ®Ëp ch¾n, tõ ®ã x©y dùng nhµ m¸y thñy ®iÖn gäi lµ nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp (h×nh 1-2). §Ëp cµng cao th× c«ng suÊt cµng lín tuy nhiªn cét n­íc do ®Ëp t¹o nªn cã thÓ bÞ h¹n chÕ do ®iÒu kiÖn kinh tÕ vµ kü thuËt kh«ng cho phÐp. Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp gåm cã 2 lo¹i:

                + Nhµ m¸y thuû ®iÖn ngang ®Ëp: nhµ m¸y n»m ngay trong ®Ëp do ®ã kÕt cÊu phøc t¹p, ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kinh tÕ kü thuËt cét n­íc kho¶ng (35¸40)m.

                + Nhµ m¸y thuû ®iÖn sau ®Ëp: nhµ m¸y n»m sau ®Ëp d©ng n­íc. Khi cét n­íc cao v× lý do æn ®Þnh nhµ m¸y ph¶i n»m sau ®Ëp, ®«i khi ®­êng dÉn n­íc kh«ng di qua ®Ëp mµ bè trÝ ®i vßng ra ngoµi ®Ëp (Hoµ B×nh), cét n­íc kho¶ng (30¸45)m.

- ¦u ®iÓm: Cã c«ng suÊt lín do tËn dông ®­îc toµn bé l­u l­îng cña dßng s«ng, t¹o ®­îc hå chøa n­íc ®Ó ®iÒu tiÕt vµ vËn hµnh tèi ­u nhµ m¸y thuû ®iÖn trong hÖ thèng.

- Nh­îc ®iÓm: Vèn ®Çu t­ cao, ®Ëp kh«ng thÓ x©y dùng qóa cao v× ®iÒu kiÖn kinh tÕ-kü thuËt, ®Ëp qu¸ cao cã thÓ lµm ngËp mét vïng réng lín, ¶nh h­ëng ®Õn sinh th¸i m«i tr­êng.

Nhµ m¸y thuû ®iÖn cã thÓ x©y dùng nèi tiÕp trªn cïng mét dßng s«ng gäi lµ hÖ thèng khai th¸c bËc thang, trong tr­êng hîp ®ã c«ng suÊt cña mçi nhµ m¸y t¨ng lªn do kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt n¨ng l­îng cña dßng ch¶y tèt h¬n.

3. . Kh¸i niÖm vÒ ®iÒu tiÕt dßng ch¶y.

ChÕ ®é cña dßng ch¶y tù nhiªn th­êng kh«ng trïng víi chÕ ®é cña hé tiªu thô ®iÖn, dßng ch¶y th­êng kh«ng ®æi trong thêi gian ng¾n nh­ng phô t¶i lu«n biÕn ®æi. §Ó ®¸p øng ®­îc sù biÕn ®æi liªn tôc cña phô t¶i cÇn ph¶i ph©n bè l¹i dßng ch¶y ®Ó ®¸p øng yªu cÇu cña phô t¶i. V× vËy nhµ m¸y thuû ®iÖn cÇn ph¶i cã hå chøa n­íc, cã nhiÖm vô gi÷ l¹i l­îng n­íc thõa trong giê thÊp ®iÓm ®Ó sö dông vµo giê cao ®iÓm, hay trong ph¹m vi 1 n¨m th× hå chøa gi÷ l¹i l­îng n­íc thõa trong mïa m­a ®Ó sö dông vµo mïa kh«... gäi lµ ®iÒu tiÕt.

Kh¶ n¨ng cña hå chøa quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt ®iÒu tiÕt lµ dµi h¹n hay ng¾n h¹n, ®­îc chia thµnh: §iÒu tiÕt ngµy, ®iÒu tiÕt tuÇn, ®iÒu tiÕt n¨m, ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m vµ ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng hÖ sè hå chøa:

b =

Trong ®ã:

                - WCI lµ dung tÝch cã Ých cña hå chøa, m3.

                - W lµ dung tÝch trung b×nh trong nhiÒu n¨m cña dßng ch¶y.

+ NÕu b £ 0,05 dïng ®iÒu tiÕt ngµy.

+ NÕu b = (0,05¸0,1) dïng ®iÒu tiÕt tuÇn.

+ NÕu b = (0,12¸0,3) dïng ®iÒu tiÕt n¨m.

+ NÕu b > 0,3 dïng ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m.

TÝnh chÊt cña mçi d¹ng ®iÒu tiÕt ®­îc x¸c ®Þnh bëi chu kú ®iÒu tiÕt cña nã gåm thêi gian tõ khi hå chøa ®· chøa ®Çy ®Õn khi n­íc ë hå c¹n vµ hå l¹i ®­îc chøa ®Çy, kho¶ng thêi gian Êy lµ mét chu kú ®iÒu tiÕt.

4. C¸c nguyªn t¾c ®iÒu tiÕt.

1. §iÒu tiÕt ngµy vµ dung tÝch cña hå chøa.

Trong mét ngµy ®ªm l­u l­îng n­íc trong s«ng gÇn nh­ kh«ng thay ®æi. Trong ®ã phô t¶i ®iÖn lu«n thay ®æi, v× vËy l­u l­îng n­íc cÇn dïng cho thuû ®iÖn còng ph¶i thay ®æi.

Ta cã, c«ng suÊt cña nhµ m¸y ®­îc x¸c ®Þnh:

N = 9,81. hTB. Q. H                              

Trong ®ã, hTuabin vµ H th­êng kh«ng ®æi v× vËy biÓu ®å l­u l­îng n­íc cña nhµ m¸y t­¬ng víi ®å thÞ phô t¶i ®iÖn.

Tõ ph©n tÝch trªn ta thÊy, khi l­u l­îng cña s«ng lín h¬n l­u l­îng yªu cÇu th× hå ph¶i tr÷ n­íc, khi l­u l­îng cña s«ng nhá h¬n l­u l­îng yªu cÇu th× hå ph¶i cung cÊp thªm cho m¸y ph¸t.

§iÒu tiÕt ngµy, møc n­íc biÕn ®éng sau mét ngµy ®ªm sÏ trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu vµ lÆp l¹i 1 chu kú míi.

Dung tÝch nhá nhÊt cña hå chøa ®iÒu tiÕt ngµy th­êng x¸c ®Þnh vµo kho¶ng (20¸25)% l­îng n­íc cña 1 ngµy Ýt n­íc.

                2. §iÒu tiÕt tuÇn vµ dung tÝch cña hå chøa.

Vµo mïa Ýt n­íc l­u l­îng cña s«ng trong 1 tuÇn th­êng kh«ng thay ®æi nh­ng phô t¶i ®iÖn ë c¸c ngµy trong tuÇn thay ®æi kh¸ nhiÒu (ngµy chñ nhËt phô t¶i h¹ thÊp). Do ®ã l­îng n­íc yªu cÇu trong c¸c ngµy trong tuÇn kh¸c nhau, l­îng n­íc thõa trong ngµy cã phô t¶i thÊp ®­îc tr÷ l¹i vµ ph©n bè ®Òu cho nh÷ng ngµy cã phô t¶i cao.

Chu kú ®iÒu tiÕt lµ 1 tuÇn, giao ®éng møc n­íc sau 1 tuÇn l¹i trë l¹i vÞ trÝ ban ®Çu vµ lÆp l¹i chu kú míi.

Dung tÝch nhá nhÊt cña hå chøa ®iÒu tiÕt tuÇn th­êng x¸c ®Þnh b»ng l­îng n­íc cña 1 ngµy Ýt n­íc.

3. §iÒu tiÕt n¨m vµ dung tÝch cña hå chøa.

Khi nhµ m¸y thuû ®iÖn cã hå chøa ®ñ lín, hå gi÷ n­íc cña mïa lò vµ ®iÒu tiÕt vµo mïa kh« tiÕp sau ®ã, do ®ã chu kú ®iÒu tiÕt b¾t ®Çu vµ kÕt thóc trong ph¹m vi 1 n¨m. Trong mçi n¨m tiÕp theo sau, chu kú ®ã ®­îc lÆp l¹i víi mét vµi sù thay ®æi tuú thuéc vµo ®Æc tÝnh thuû v¨n cña nh÷ng n¨m ®ã, ®iÒu tiÕt Êy gäi lµ ®iÒu tiÕt n¨m.

Khi hå chøa kh«ng ®ñ lín ®Ó gi÷ toµn bé l­îng n­íc thõa th× ph¶i x¶ bít, khi hå chøa ®ñ lín ®Ó gi÷ toµn bé l­îng n­íc thõa vµ cho nhµ m¸y lµm viÖc víi l­u l­îng b»ng l­u l­îng trung b×nh trong c¶ n¨m th× gäi lµ ®iÒu tiÕt n¨m tuÇn hoµn.

Trong ®iÒu tiÕt n¨m khi ta nãi ®Õn trÞ sè l­u l­îng ®iÒu tiÕt lµ ta muèn nãi ®Õn trÞ sè trung b×nh ngµy cña l­u l­îng. Nhµ m¸y thuû ®iÖn lµm nhiÖm vô ®iÒu tiÕt n¨m bao giê còng ®ång thêi ®iÒu tiÕt tuÇn vµ ®iÒu tiÕt ngµy. Kh¶ n¨ng Êy cã thÓ thùc hiÖn ®­îc v× r»ng dung tÝch hå chøa cÇn thiÕt ®Ó ®iÒu tiÕt n¨m, lín h¬n rÊt nhiÒu dung tÝch cÇn thiÕt ®Ó ®iÒu tiÕt tuÇn vµ ®iÒu tiÕt ngµy.

Dung tÝch cña hå chøa ®iÒu tiÕt n¨m t­¬ng ®èi lín, th­êng x¸c ®Þnh b»ng (25¸30)% l­îng n­íc trung b×nh 1 n¨m (b = 0,02¸0,3).

4. §iÒu tiÕt nhiÒu n¨m vµ dung tÝch cña hå chøa.

Khi ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m, hå chøa gi÷ n­íc cña n¨m nhiÒu n­íc ®Ó cÊp thªm cho n¨m Ýt n­íc.

§iÒu tiÕt nhiÒu n¨m cã chu kú ®iÒu tiÕt kh«ng cè ®Þnh phô thuéc vµo t×nh h×nh thuû v¨n, th­êng kÐo dµi kho¶ng 10 n¨m.

§Ó hå chøa cã thÓ lµm nhiÖm vô ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m, dung tÝch cña hå ph¶i ®ñ lín, th­êng vµo kho¶ng (30¸ 50)% l­îng n­íc trung b×nh 1 n¨m (b = 0,3 ¸ 0,5).

Chó ý: §iÒu tiÕt n¨m thay ®æi sù ph©n bè dßng ch¶y trong ph¹m vi 1 n¨m nh­ng kh«ng thay ®æi khèi l­îng n­íc trong n¨m. §iÒu tiÕt nhiÒu n¨m thay ®æi c¶ sù ph©n bè dßng ch¶y gi÷a c¸c n¨m, chuyÓn l­îng n­íc thõa cña nh÷ng n¨m nhiÒu n­íc sang nh÷ng n¨m Ýt n­íc.           Hå chøa ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m ®ång thêi lµm nhiÖm vô ®iÒu tiÕt ë nh÷ng møc ®é thêi gian thÊp h¬n nh­ ®iÒu tiÕt n¨m, tuÇn vµ ngµy.

5. . Ph©n lo¹i Nhµ m¸y thuû ®iÖn.

a) Ph©n lo¹i theo c«ng suÊt l¾p m¸y.©

- Nhµ m¸y thuû ®iÖn lín:                   Nln³ 1000 (MW).

- Nhµ m¸y thuû ®iÖn võa:                   15 (MW) £ Nln < 1000 (MW).

- Nhµ m¸y thuû ®iÖn nhá:                  Nln < 15 (MW).

b) Ph©n lo¹i theo cét n­íc.

- Nhµ m¸y thuû ®iÖn cét n­íc cao:                     Hmax > 400 (m).

- Nhµ m¸y thuû ®iÖn cét n­íc trung b×nh:        50 (m) £ Hmax £ 400 (m).

- Nhµ m¸y thuû ®iÖn cét n­íc thÊp:                   400 (m) < Hmax.

c) Ph©n lo¹i theo kÕt cÊu cña nhµ m¸y.

c.1) Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp: Víi nh÷ng s«ng cã l­u l­îng n­íc lín nh­ng ®é dèc nhá ®Ó t¹o sù chªnh lÖch cét n­íc DH lín, cã thÓ x©y dùng ®Ëp ch¾n, tõ ®ã x©y dùng nhµ m¸y thñy ®iÖn gäi lµ nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp (h×nh 1-2). §Ëp cµng cao th× c«ng suÊt cµng lín tuy nhiªn cét n­íc do ®Ëp t¹o nªn cã thÓ bÞ h¹n chÕ do ®iÒu kiÖn kinh tÕ vµ kü thuËt kh«ng cho phÐp. Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp gåm cã 2 lo¹i:

                + Nhµ m¸y thuû ®iÖn ngang ®Ëp: nhµ m¸y n»m ngay trong ®Ëp do ®ã kÕt cÊu phøc t¹p, ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kinh tÕ kü thuËt cét n­íc kho¶ng (35¸40)m.

                + Nhµ m¸y thuû ®iÖn sau ®Ëp: nhµ m¸y n»m sau ®Ëp d©ng n­íc. Khi cét n­íc cao v× lý do æn ®Þnh nhµ m¸y ph¶i n»m sau ®Ëp, ®«i khi ®­êng dÉn n­íc kh«ng di qua ®Ëp mµ bè trÝ ®i vßng ra ngoµi ®Ëp (Hoµ B×nh), cét n­íc kho¶ng (30¸45)m.

- ¦u ®iÓm: Cã c«ng suÊt lín do tËn dông ®­îc toµn bé l­u l­îng cña dßng s«ng, t¹o ®­îc hå chøa n­íc ®Ó ®iÒu tiÕt vµ vËn hµnh tèi ­u nhµ m¸y thuû ®iÖn trong hÖ thèng.

- Nh­îc ®iÓm: Vèn ®Çu t­ cao, ®Ëp kh«ng thÓ x©y dùng qóa cao v× ®iÒu kiÖn kinh tÕ-kü thuËt, ®Ëp qu¸ cao cã thÓ lµm ngËp mét vïng réng lín, ¶nh h­ëng ®Õn sinh th¸i m«i tr­êng.

Nhµ m¸y thuû ®iÖn cã thÓ x©y dùng nèi tiÕp trªn cïng mét dßng s«ng gäi lµ hÖ thèng khai th¸c bËc thang, trong tr­êng hîp ®ã c«ng suÊt cña mçi nhµ m¸y t¨ng lªn do kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt n¨ng l­îng cña dßng ch¶y tèt h¬n.

c.2) Nhµ m¸y thñy ®iÖn ®­êng dÉn dÉn: gåm 2 lo¹i:

+ X©y dùng ë nh÷ng n¬i cã cét n­íc ®­îc t¹o thµnh mét c¸ch tù nhiªn tõ c¸c th¸c n­íc (h×nh 1-3), lîi dông ®é cao cña th¸c n­íc ta ®Æt ®­êng èng dÉn n­íc vµo nhµ m¸y t¹o cét ¸p.

+ X©y dùng ë nh÷ng s«ng cã l­u l­îng n­íc Ýt, nh­ng ®é dèc lín (h×nh 1-4). Kªnh trong ®­îc cÊu t¹o bëi hai phÇn: PhÇn ®Çu ®­îc x©y dùng d­íi d¹ng kªnh dÉn hë (1) víi ®é dèc

rÊt nhá. Cã nhiÖm vô ®­a n­íc ®i xa kh«ng lµm thay ®æi nhiÒu møc n­íc ®Õn vÞ trÝ thuËn lîi cã thÓ t¹o thµnh cét n­íc cao ®Ó x©y dùng nhµ m¸y thuû ®iÖn (3). PhÇn cuèi ®­îc x©y dùng d­íi d¹ng c¸c èng dÉn kÝn (2) cã nhiÖm vô ®­a møc n­íc tõ trªn cao xuèng thÊp gi÷ nguyªn cét ¸p vµo c¸c tuabin cña nhµ m¸y.

- ¦u ®iÓm: Cã cét n­íc lín trong khi vèn ®Çu t­ nhá, do ®ã cã thÓ x©y dùng ®­îc nhµ m¸y cã c«ng suÊt lín ngay c¶ khi l­u l­îng cña dßng ch¶y rÊt nhá.

- Nh­îc ®iÓm: Kh«ng cã hå chøa n­íc, do ®ã kh«ng cã kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt vµ vËn hµnh tèi ­u, l­u l­îng n­íc kh«ng lín do ®ã c«ng suÊt h¹n chÕ.

+ Tr­êng hîp ®Æc biÖt, con s«ng l­în vßng ®­îc mét ®o¹n dµi t¹o thµnh mét sù chªnh lÖch lín vÒ møc n­íc (h×nh 1-5). Kªnh dÉn ë ®©y ng¾n nªn kh«ng tèn nhiÒu c«ng x©y dùng.

+ Tr­êng hîp hai con ë s«ng gÇn nhau, cã møc ®é chªnh lÖch nhau nhiÒu. N­íc ch¶y vµo kªnh dÉn lÊy tõ mét dßng s«ng cã møc n­íc cao vµ ch¶y vµo mét dßng s«ng cã møc n­íc thÊp h¬n (h×nh 1-6). VÝ dô: Thuû ®iÖn §a Nhim cã c«ng suÊt 160 MW, sö dông chªnh lÖch møc n­íc s«ng §a Nhim ë cao tr×nh 1200 m vµ s«ng Th¸p Chµm ë cao tr×nh 100 m.

c.3) Nhµ m¸y thuû ®iÖn hçn hîp.

¸p dông hçn hîp hai c¸ch trªn ®Ó t¹o thµnh cét n­íc. Cét n­íc t¹o thµnh mét phÇn do ®Ëp, mét phÇn do kªnh dÉn (h×nh 1-7).

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

Lµ nhµ m¸y thuû ®iÖn cã hå chøa ®­îc x©y dùng bao gåm 2 qua tr×nh (h×nh 1-8):

- Vµo nh÷ng giê cao ®iÓm cña phô t¶i hÖ thèng ®iÖn th× nhµ m¸y thuû ®iÖn tÝch n¨ng sö dông n­íc cña hå ch¹y tuabin n­íc quay m¸y ph¸t ®iÖn ®Ó cung cÊp cho l­íi.

- Vµo nh÷ng giê thÊp ®iÓm cña phô t¶i hÖ thèng ®iÖn th× nhµ m¸y thuû ®iÖn tÝch n¨ng sö dông ®iÖn cña hÖ thèng ch¹y b¬m ®Ó b¬m n­íc lªn hå.

Nhµ m¸y thuû ®iÖn tÝch n¨ng cã t¸c dông san ph¼ng ®å thÞ phô t¶i do ®ã gi¶m ®­îc tæn thÊt c«ng suÊt vµ n©ng cao hiÖu suÊt lµm viÖc cña c¸c nhµ m¸y ®iÖn trong hÖ thèng.

c.5) Nhµ m¸y ®iÖn thuû triÒu.

Nhµ m¸y ®iÖn thuû triÒu lµm viÖc dùa trªn sù thay ®æi møc n­íc khi thuû triÒu lªn xuèng, ®­îc x©y dùng t¹i c¸c vÞnh vµ biÓn b»ng c¸c ®Ëp ng¨n vÞnh víi biÓn.

Khi thuû triÒu lªn møc n­íc ngoµi biÓn cao h¬n møc n­íc trong vÞnh (h×nh 1-9a), ta ®­îc ®é chªnh cét n­íc vµ cã thÓ cho n­íc ch¶y qua tuabin tõ biÓn vµo vÞnh ®Ó ph¸t ®iÖn. Khi thuû triÒu rót møc n­íc trong vÞnh cao h¬n møc n­íc ngoµi biÓn t¹o nªn ®é chªnh cét n­íc vµ cã thÓ cho n­íc qua tuabin tõ vÞnh ra biÓn ®Ó ph¸t ®iÖn (h×nh 1-9b).

Mçi ngµy thuû triÒu lªn xuèng 2 lÇn, nªn trong vÞnh còng tr÷ n­íc 2 lÇn. Khi chuyÓn chiÒu lµm viÖc, nhµ m¸y ph¶i ngõng lµm viÖc mét thêi gian ®Ó cã ®ñ ®é chªnh møc n­íc cÇn thiÕt. Nh­ vËy, mçi ngµy nhµ m¸y ph¶i nghØ lµm viÖc 4 lÇn vµ cét n­íc chØ lµ mét phÇn cña møc chÖnh lÖch thuû triÒu. Do ®ã nhµ m¸y ®­îc x©y dùng nèi liÒn víi hÖ thèng vµ ë nh÷ng n¬i cã chªnh lÖch thuû triÒu cao (8¸10)m. T¹i ViÖt Nam do sù chÖnh lÖch thuû triÒu nhá nªn Nhµ m¸y thuû ®iÖn thuû triÒu kh«ng ®­îc quan t©m.

6. X¸c ®Þnh møc n­íc d©ng b×nh th­êng (MNDBT), ZDBT.

a) Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh.

MNDBT lµ møc n­íc d©ng cã lîi nhÊt ë th­îng l­u trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh th­êng nh­ng kh«ng ph¶i lµ møc n­íc cao nhÊt. Khi hå lµm nhiÖm vô chèng lò møc n­íc trong hå lµ cao nhÊt gäi lµ MNSC hay møc n­íc c­ìng bøc.

Khi MNDBT t¨ng th× c«ng suÊt l¾p m¸y cña nhµ m¸y t¨ng vµ lµm gi¶m l­îng c«ng suÊt cña c¸c nhµ m¸y kh¸c vµ cã lîi. Tuy nhiªn nÕu t¨ng qu¸ cao MNDBT th× hå trë thµnh ®iÒu tiÕt nhiÒu n¨m vµ chØ t¨ng ®­îc cét n­íc cßn l­u l­îng kh«ng thÓ t¨ng ®­îc do l­u l­îng cña dßng s«ng h¹n chÕ. Khi MNDBT t¨ng th× vèn ®Çu t­, tæn thÊt do ngËp lôt t¨ng nhanh vµ kh«ng cã lîi.

V× vËy, ®Ó x¸c ®Þnh MNDBT cã lîi nhÊt, ph¶i thùc hiÖn so s¸nh tæng chi phÝ tÝnh to¸n trung b×nh n¨m cho hÖ thèng ®iÖn nhá nhÊt.

b) X¸c ®Þnh MNDBT, ZDBT.

* X¸c ®Þnh ph¹m vi thay ®æi ®­îc cña ZDBT.

- Giíi h¹n trªn cña MNDBTphô thuéc vµo mét sè yÕu tè sau:

                + T×nh h×nh ®Þa chÊt n¬i ®Æt nhµ m¸y vµ ph¹m vi cña hå chøa. Khi MNDBT qu¸ cao ¶nh h­ëng rÊt lín tíi ®é an toµn, tÝnh kinh tÕ cña nhµ m¸y.

                + T×nh h×nh ngËp lôt trong ph¹m vi hå chøa. NÕu MNDBT qu¸ cao sÏ g©y ra ngËp lôt nhiÒu, kh«ng cã lîi.

                + DiÖn tÝch mÆt hå. Khi MNDBT t¨ng diÖn tÝch mÆt hå t¨ng m¹nh l­îng h¬i bèc lªn lín cã thÓ thay ®ái khÝ hËu cña mét vïng.

- Giíi h¹n d­íi cña MNDBT.

Do yªu cÇu cña hÖ thèng ®iÖn lùc, nhµ m¸y ph¶i ®¶m b¶o cung cÊp mét l­îng ®iÖn n¨ng nhÊt ®Þnh nÕu MNDBT qóa thÊp sÏ kh«ng ®¸p øng ®­îc yªu cÇu cña hÖ thèng. Ngoµi ra MNDBT cßn phô thuéc vµo yªu cÇu cña nhiÒu ngµnh kinh tÕ kh¸c.

7. HiÖn t­îng khÝ thùc trong Tuabin.

1. Kh¸i niÖm.

Khi Tuabin lµm viÖc, do vËn tèc n­íc ch¶y qua BXCT lín vµ ph©n phèi vËn tèc n­íc trong BXCT kh«ng ®Òu dÉn ®Õn ¸p suÊt n­íc ë mÆt sau cña c¸nh BXCT gi¶m rÊt thÊp. Khi ¸p suÊt gi¶m thÊp h¬n ¸p suÊt ho¸ h¬i cña n­íc xuÊt hiÖn c¸c bät khÝ, khi ¸p suÊt lín h¬n ¸p suÊt ho¸ h¬i c¸c bät khÝ bÞ ph¸ vì lµm cho n­íc Ëp vµo t©m bät khÝ víi tèc ®é cao, n­íc va ®Ëp vµo nhau m¹nh t¹i t©m bät khÝ lµm ¸p suÊt t¹i t©m bät khÝ t¨ng cao. T¹i bÒ mÆt kim lo¹i sÏ xuÊt hiÖn nh÷ng va ch¹m m¹nh do sù ph¸ vì c¸c bät khÝ lµm cho kim lo¹i bÞ mái, dÉn ®Õn h×nh thµnh c¸c lç hæng, dÉn ®Õn ph¸ huû thiÕt bÞ. Gäi lµ hiÖn t­îng khÝ thùc trong Tuabin.

HiÖn t­îng khÝ thùc th­êng xuÊt hiÖn t¹i: MÆt sau cña c¸nh BXCT, khe hÑp gi÷a BXCT vµ buång BXCT...

Khi xuÊt hiÖn khÝ thùc Tuabin cã nh÷ng biÓu hiÖn sau: Rung m¹nh vµ cã tiÕng ån, hiÖu suÊt cña Tuabin gi¶m, c¸c thiÕt bÞ sÏ bÞ ph¸ huû do hiÖn t­îng x©m thùc.

§Ó Tuabin kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng khÝ thùc th× ¸p suÊt t¹i c¸c ®iÓm trong Tuabin ph¶i lín h¬n ¸p suÊt ho¸ h¬i cña n­íc t¹i nhiÖt ®é lµm viÖc.

--- §Æc tÝnh quay lång cña Tuabin.

a) Kh¸i niÖm.

Tèc ®é quay lång cña Tuabin lµ hiÖn t­îng phô t¶i tæ m¸y bÞ c¾t ®ét ngét mµ bé phËn h­íng dßng kh«ng kÞp ®ãng l¹i, tèc ®é cña Tuabin sÏ t¨ng lªn vµ sau mét kho¶ng thêi gian sÏ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i, ký hiÖu nl.

Khi xuÊt hiÖn quay lång lùc ly t©m lín, m¸y rung m¹nh, lµm cho phÇn quay cña Tuabin cã thÓ bÞ ph¸ huû. V× vËy trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ ph¶i tr¸nh ®­îc hiÖn t­îng quay lång ®Ó ®¶m b¶o an toµn cho ng­êi vµ thiÕt bÞ.

b) C¸c biÖn ph¸p chèng quay lång.

- Sö dông cöa van ®ãng nhanh, cã thÓ ®Æt tr­íc Tuabin hoÆc t¹i cöa lÊy n­íc.

- Dïng ®éng c¬ riªng ®iÒu khiÓn cho tõng c¸nh cña Tuabin, ®¶m b¶o ®ãng bé phËn dÉn h­íng nhanh nhÊt.

- Chèng quay lång khi mét sè c¸nh h­íng dßng më. Khi cã vËt cøng chÌn vµo gi÷a c¸nh h­íng dßng, lùc quay cña tay ®ßn ®iÒu khiÓn ph¶i ®ñ lín ®Ó c¾t ®øt then chèt cña c¸c c¸nh h­íng dßng bÞ kÑt. Khi ®ã vÉn cã mét sè c¸nh h­íng dßng më nh­ng Tuabin quay lång víi tèc ®é nhá h¬n.

Bai tap : a) Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh theo hÖ sè tû tèc tÝnh to¸n, nS.

B­íc 1: X¸c ®Þnh hÖ sè tû tèc cña Tuabin.

Mçi kiÓu Tuabin cã mét ph¹m vi tû tèc nhÊt ®Þnh, thÝch ÷ng víi mét ph¹m vi cét n­íc nhÊt ®Þnh. Do ch­a x¸c ®Þnh ®­îc tèc ®é quay cña Tuabin, nªn tõ cét n­íc tÝnh to¸n H ta x¸c ®Þnh hÖ sè nS cho Tuabin theo c«ng thøc kinh nghiÖm (do JEC nhËt b¶n ®Ò xuÊt).

- §èi víi Tuabin t©m trôc:

B­íc 2: X¸c ®Þnh tèc ®é quay cña Tuabin.

Tõ ®ã x¸c ®Þnh tèc ®é quay cña Tuabin theo c«ng thøc:

Trong ®ã: - H chiÒu cao cét n­íc, m.

                          - NT c«ng suÊt cña Tuabin, kW.

So s¸nh víi tèc ®é quay tiªu chuÈn, chän tèc ®é quay ®ång bé tiªu chuÈn gÇn nhÊt.

B­íc 3: X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh BXCT cña Tuabin.

§­êng kÝnh cña Tuabin ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau:

- §èi víi Tuabin t©m trôc:                

                (3-25)

B­íc 4: X¸c ®Þnh hÖ sè khÝ thùc cña Tuabin.

HÖ sè khÝ thùc t¹i ®iÓm tÝnh to¸n (NT, H) theo c¸c biÓu thøc sau:

- §èi víi Tuabin t©m trôc:

B­íc 5: X¸c ®Þnh chiÒu cao cét hót tíi h¹n cña Tuabin.

X¸c ®Þnh chiÒu cao cét hót cña Tuabin, x¸c ®Þnh theo:

B­íc 6: X¸c ®Þnh cao tr×nh thùc cña Tuabin.

Cao tr×nh cho phÐp kh«ng x¶y ra hiÖn th­îng khÝ thùc lµ:

B­íc 7: X¸c ®Þnh tèc ®é quay lång cña Tuabin.

Trong ®ã: n’11 lµ tèc ®é quay lång qui dÉn, v/p.

VÝ dô 1:

Cho mét Tuabin t©m trôc cã c«ng suÊt NT = 30(MW), chiÒu cao cét n­íc H=150(m), cao tr×nh cña Tuabin ÑT = 300 (m), nhiÖt ®é cña n­íc t0 = 20 0C.

Gi¶i:

B­íc 1: X¸c ®Þnh hÖ sè tû tèc cña Tuabin.

B­íc 2: X¸c ®Þnh tèc ®é quay cña Tuabin.

Tra b¶ng tèc ®é tiªu chuÈn chän: n = 429 (v/p), tÝnh l¹i nS.

B­íc 3: X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh BXCT cña Tuabin.

B­íc 4: X¸c ®Þnh hÖ sè khÝ thùc cña Tuabin.

B­íc 5: X¸c ®Þnh chiÒu cao cét hót tíi h¹n cña Tuabin.

B­íc 6: X¸c ®Þnh cao tr×nh thùc cña Tuabin.

B­íc 7: X¸c ®Þnh tèc ®é quay lång cña Tuabin.

Theo ®Æc tÝnh quay lång cña Tuabin t©m trôc, víi a0 = 20 mm th× n’11 = 120 v/p.