Embed Size (px)
DESCRIPTION
pham mem transit tinh toan nuoc va
Citation preview
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI BỘ MÔN THUỶ ĐIỆN
-------------------------------------
PHẦN MỀM TRANSIENTS
TÍNH TOÁN ÁP LỰC NƯỚC VA VÀ TÍNH TOÁN
DAO ĐỘNG MỰC NƯỚC TRONG THÁP ĐIỀU ÁP
CỦA TRẠM THỦY ĐIỆN ( VERTION 6.0)
Hà nội, năm 2005
- 1 -
MỞ ĐẦU
HiÖn nay ë n−íc ta, cïng víi sù ph¸t triÓn kinh tÕ, sè l−îng c¸c tr¹m thuû ®iÖn tham gia cung cÊp ®iÖn cho hÖ thèng ®iÖn ngµy cµng nhiÒu. Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ c¸c tr¹m thuû ®iÖn, viÖc tÝnh to¸n dßng kh«ng æn ®Þnh trªn tuyÕn n¨ng l−îng vµ viÖc tÝnh to¸n tèi −u ®iÒu khiÓn tæ m¸y thuû ®iÖn còng nh− ®¸nh gi¸ mùc ®é æn ®Þnh khi ®iÒu khiÓn tæ m¸y ph¸t ®iÖn lµ rÊt cÇn thiÕt. ViÖc tÝnh to¸n trªn ph¶i th«ng qua rÊt nhiÒu b−íc nh− tèi −u ho¸ c¸c th«ng sè c«ng tr×nh víi c¸c ph−¬ng ¸n s¬ ®å tuyÕn n¨ng l−îng kh¸c nhau, tèi −u thêi gian ®ãng më, tèi −u qu¸ tr×nh ®ãng më vµ tèi −u c¸c th«ng sè ®iÒu khiÓn víi c¸c tæ hîp cét n−íc lµm viÖc kh¸c nhau v.v. Ta thÊy khèi l−îng c«ng viÖc lµ rÊt lín, nÕu tÝnh to¸n b»ng tay theo c¸c ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch hoÆc ph−¬ng ph¸p ®å gi¶i th× mÊt rÊt nhiÒu thêi gian c«ng søc vµ khã tr¸nh khái c¸c tån t¹i sau:
• Tính toán áp lực nước va và tính toán dao động mực nước của tháp điều áp được tính toán riêng rẽ tính hệ thống thấp, không xét được ảnh hưởng qua lại giữa các hạng mục, kết quả kém chính xác.
• Hiện nay chủ yếu dùng công thức kinh nghiệm để tính toán, đưa vào nhiều giả thiết để giảm bỏ bớt các nhân tố ảnh hưởng dẫn đến kết quả tính toán kém chính xác, không trực quan, dễ nhầm lẫn.
• Các phương pháp cũ không tính toán được các tổ hợp tính toán phức tạp hoặc là việc tính toán mất quá nhiều thời gian. Với các trạm thuỷ điện có hệ thống đường dẫn phức tạp thường được đơn giản hoá nên khó tránh khỏi sai sót.
• Do khối lượng tính toán lớn nên các nhà thiết kế dễ bỏ qua nhiều bước tính, bỏ qua nhiều tổ hợp tính có thể dẫn đến mất an toàn công trình khi đưa vao vận hành sau này hoặc là các thông số chưa được tối ưu làm giảm hiệu quả kinh tế của các dự án thuỷ điện, lãng phí vốn đầu tư của chủ đầu tư v.v.
Hiện nay trên thế giới, đối với các nước phát triển do các dự án thuỷ điện đã được khai thác tương đối triệt để (khi đó công nghệ thông tin chưa đủ mạnh để giải bài toán dòng không ổn định một cách tổng quát) nên các phần mềm tính toán dòng không ổn định có áp chủ yếu tập trung giải quyết các bài toán về cấp thoát nước, các đường ống dẫn dầu, đẫn khí v.v( Như pipeX, surgeX, WaterCAD, ANSYS, FLUENT v.v ). Do đó mà họ ít đầu tư vao xây dựng các phần mềm tính toán chế độ chuyển tiếp của trạm thuỷ điện, nên hiện nay trên thế giới co rất ít phần mềm giải bài toán chế độ chuyển tiếp của trạm thuỷ điện, những phần mềm này được giao bán với giá rất cao và cũng tương đối khó sử dụng, ngoài ra có một số công ty lớn trên thế giới đã xây dựng phần mềm loại này nhưng chỉ để sử dụng nội bộ mà không chuyển giao ra bên ngoài.
- 2 -
Xuất phát từ tình hình thực tế nói trên chúng tôi đã nghiên cứu ứng dụng các lý thuyết về dòng không ổn định có áp, các phương trình điều khiển tổ máy thuỷ điện, phương pháp đường đặc trưng hệ phương trình truyền sóng nước va, mô hình hoá sơ đồ, phần tử hoá sơ đồ tuyến năng lượng, lập chương trình trên máy tính giải quyết đồng thời các tồn tại nêu trên. Chương trình lập bằng ngôn ngữ VISUAL BASIC 6.0 với giao diện đồ hoạ trực quan sinh động. Giúp các nhà tư vấn tiết kiệm thời gian công sức, tối ưu hoá các thông số công trình cũng như tối ưu hoá các tham số điều khiển nâng cao hiệu quả kinh tế của dự án, nâng cao độ tin cậy, kéo dài tuổi thọ của các thiết bị và giảm thiểu rui ro. Điều đó có ý nghĩa khoa học và hiệu quả kinh tế là rất rõ ràng.
CÁC ỨNG DỤNG THỰC TẾ Hiện nay phần mềm này (phần 1 - tính toán dòng chảy không ổn định trên
tuyến năng lượng) đã được chuyển giao cho các công ty tư vấn xây dựng điện thuộc Tổng công ty điện lực Việt Nam như: Công ty tư vấn xây dựng điện 1, Công ty tư vấn xây dựng điện 2, Công ty tư vấn xây dựng điện 4 v.v.
Các nhà thiết kế nêu trên đã áp dụng tính toán cho rất nhiều dự án thuỷ điện thực tế như: Thuỷ điện Sông Tranh 2, thuỷ điện Pleikrông, thuỷ điện An Khê Kanak, thuỷ điện Buôn Kướp, Thuỷ điện Sông Ba Hạ, thuỷ điện Za Hung v.v.
Địa chỉ liên hệ: TS. NguyÔn V¨n S¬n. Email: [email protected]ĐTCQ : 04.5639113 ĐTNR : 04.5535030 DĐ : 09.12118064 ĐC:175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội
- 3 -
Những điểm mới ở Vertion 6.0:
1. Đối với trạm thuỷ điện có tháp điều áp, chương trình có thể tính toán cho các tổ
hợp cộng tác dụng: Như sau khi tổ máy thuỷ điện tăng tai được một khoảng thời
gian (Khi mực nước trong tháp điều áp vẫn chưa ổn định trở lại) thì gặp sự cố phải
ngắt tải đột ngột. Khi đó sẽ xẩy ra cộng tác dụng của hai việc điều khiển, tổ hợp này
rất nguy hiểm.
2. Trên sơ đồ tính toán, các đoạn đường dẫn được vẽ với kích thước phù hợp với tiết
diện của nó giúp cho người sử dụng dẽ dàng phat hiện ra sai sót khi nhập số liệu (
Nhập sai tiết diện đường dẫn).
3. Chương trình đã thiết kế cho nhiều loại tháp điều áp.
4. Chế độ của tháp van được thể hiện bằng hình ảnh động rất trực quan, tránh cho
người sử dụng lựa chọn nhầm lẫn.
5. Tự động tính toán trạng thái ban đầu trước khi tính toán chế độ chuyển tiếp.
6. Các thuật toán được tối ưu hoá để đẩy nhanh tốc độ tính toán.
7. Tự động điều chỉnh số lượng phần tử chia cho phù hợp.
8. Trên bảng kết quả chi rõ vị trí các mặt cắt trên các đoạn đường dẫn.
9. Vẽ cao trình tim đường dẫn và đường đo áp lớn nhất và nhỏ nhất trên cùng biểu
đồ, giúp người sử dụng dẽ dàng thấy được sự phân bố áp lực và các vị tri xuất hiện
áp suất chân không.
10. Khi nhập số liệu các đường cong quan hệ, chỉ cần nhập đến các điểm gẫy mà
không cần phải nhập các đoạn kéo dài.
11. Chương trình tự động làm rõ mối liên kết giữa các đoạn đường dẫn và các hạng
mục khác, như tháp van, van nước …
12. Chương trình tự động kiểm tra va phát hiện ra nhưng sai sót cơ bản và chỉ ra
nhưng hạng mục chưa nhập đầy đủ số liệu.
13. Chương trình đã được sửa đổi sang giao diện bằng tiếng việt.
14. Đường đặc tính của tuốc bin được biểu diễn trong nhiều hệ toạ độ khác nhau, như
trong hệ toạ độ không gian 3 chiều. Đường đặc tính tổng hợp của tuốc bin được
chương trình tự động mở rộng số liệu sang những vùng thiếu hụt số liệu.
15. Các thao tác được trực quan và thuận tiện hơn, như cần xem hoặc nhập số liệu
của hạng mục nào chỉ việc bấm chuột trực tiếp vào hạng mục đó trên sơ đồ tính
toán.
PH ẦN 1 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PH ẠM VI ỨNG DỤNG I/ C¬ së tÝnh to¸n 1/ HÖ ph−¬ng tr×nh ®¹o hµm riªng biÓu diÔn b¶n chÊt vËt lý cña sãng n−íc va:
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
=×+
=+×+
0g
0..1
c 2
xv
tH
vvftv
gxH
∂∂
∂∂
∂∂
∂∂
(A-1)
H - lµ cét n−íc (mÐt), v - lµ l−u tèc trung b×nh cña dßng ch¶y (m/s), x - chiÒu dßng ch¶y (mÐt). t - thêi gian (gi©y). C - vËn tèc chuyÒn sãng n−íc va (m/s). g =9.81 m/s2 lµ gia tèc träng tr−êng. 2/ Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh l−íi ®Æc tr−ng:
Ph−¬ng tr×nh l−íi ®Æc tr−ng.
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
=
=+−+++
adtdx
VVfgAaSVV
AA
ga
dtdV
ga
dtdH
CX 0
8sin
:
2
θ �2�3�
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
−=
=−−+−−
adtdx
VVfgA
aSVVA
Ag
adtdV
ga
dtdH
CX 0
8sin
:
2
θ �2�4�
Trong ®ã: a – VËn tèc sãng n−íc va, A – TiÕt diÖn −ít, S – Chu vi −ít, x – ChØ ®¹o hµm riªng theo
chiÒu dµI, θ – Gãc nghiªng cña tim ®−êng dÉn n−íc cã ¸p, – HÖ sè ma s¸t. f
H×nh 1A – S¬ ®å l−íi ®Æc tr−ng
TÝch ph©n ph−¬ng tr×nh l−íi dÆc tr−ng, kÕt qu¶ nh− sau. �2-6� PLPP QBCH ⋅−=
PRMP QBCH ⋅+= �2-8� Trong ®ã:
76314315331 CCCCCCCCCCCHC LP −−++=
76214215221 CCCCCCCCCCCBL ++−=
gaC =1 �
PAC 1
2 = � L
L
AQC =3 �
LP
LP
AAAA
C+−
=4 �
tC Δ⋅= θsin21
5 � )(8
)(6
LP
LP
AAtfSSC
+Δ+
= � L
L
AQ
C =7 �
17
16
13
114
113
11
15
13
131
1 CCCCCCCCCCCHC RM +++−=
- 4 -
17
16
12
11
14
12
11
15
12
12
11 CCCCCCCCCCCBR +++=
ga
C2
11 = �
PAC 11
2 = � R
R
AQ
C =13 �
RP
RP
AAAA
C+−
=14 �
tC Δ⋅= θsin211
5 � )(8
)(16
RP
RP
AAtfSS
C+
Δ+= �
R
R
AQ
C =17 �
T− ph−¬ng tr×nh (2-6) vµ (2-8)�Ta gi¶i ®−îc l−u l−îng vµ cét n−íc t¹i c¸c mÆt c¾t trung gian:
LR
MPP BB
CCQ
+−
= �2-9�
�2-10� PLPP QBCH ⋅−= 3/ HÖ ph−¬ng tr×nh vi ph©n cña th¸p ®iÒu ¸p.
( )⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
=−+×+
=−
−
0L.
0
hotttdh
dh
thap
t
ZhZFgdt
dQvF
QrQvdt
dZ (A-2)
Zt : lµ mùc trong n−íc th¸p ®iÒu ¸p. Fthap : lµ tiÕt diÖn th¸p ®iÒu ¸p. TiÕt diÖn th¸p ®iÒu ¸p thay ®æi theo chiÒu cao h×nh thµnh c¸c
lo¹i th¸p ®iÒu ¸p kh¸c nhau. Qv : Lµ l−u l−îng ch¶y ®Õn trong ®−êng hÇm tr−íc th¸p ®iÒu ¸p. Qr : Lµ l−u l−îng ch¶y vµo trong ®−êng d·n sau th¸p ®iÒu ¸p. Fdh : Lµ tiÕt diÖn ®−êng hÇm dÉn n−íc tr−íc th¸p ®iÒu ¸p. Ldh : Lµ chiÒu dµi ®−êng hÇm dÉn n−íc tr−íc th¸p ®iÒu ¸p. htt : Lµ tæn thÊt thuû lùc, (htt = hd +hc ). hd : Lµ tæn thÊt däc ®−êng trong ®−êng hÇm tr−íc th¸p ®iÒu ¸p. hc : Lµ tæn thÊt côc bé khi n−íc ch¶y vµo th¸p ®iÒu ¸p.
h f Q Q Q Qc v r v= − −. ( ) . r f : Lµ hÖ sè c¶n cña mµng c¶n th¸p ®iÒu ¸p. Zhå : Lµ mùc n−íc hå chøa ë cöa vµo ®−êng hÇm dÉn n−íc.
4/ C¸c ®iÒu kiÖn biªn.
Ở phần này chủ yếu giới thiệu để người sử dụng nắm được các công thức các thành phần tổn thất cục bộ trong chương trình để nhập số liệu cho chính xác. Để đảm bảo không làm phức tạp hoá vấn đề nên ở phần này không đi sâu vào giới thiệu phương pháp giải các hệ phương trình biên.
a�Cöa lÊy n−íc
Ph−¬ng tr×nh sãng nghÞch�
−C � PRMP QBCH ⋅+=Tæn thÊt côc bé:
22
2
22 P
PP
P
PuP gA
gAQ
HH ξ−−=
C¸c hÖ sè C Mvµ BR phô thuéc vµ kÕt cÊu ®−êng hÇm. Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh trªn sÏ ®−îc c¸c kÕt qu¶ l−u l−îng vµ ¸p lùc.
- 5 -
b�Cöa tho¸t n−íc Ph−¬ng tr×nh sãng thuËn:
+C � PLPP QBCH ⋅−=Tæn thÊt côc bé�
22
2
22 P
PP
P
PdP gA
gAQ
HH ξ+−=
C¸c hÖ sè C Pvµ BL phô thuéc vµ kÕt cÊu ®−êng hÇm. Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh trªn sÏ ®−îc c¸c kÕt qu¶ l−u l−îng vµ ¸p lùc.
c�C¸c vÞ trÝ cã tiÕt diÖn thay ®æi Cã 2 ph−¬ng tr×nh sãng thuËn vµ sãng nghich�
� +C 11 PLPP QBCH ⋅−= � −C 22 PRMP QBCH ⋅+=
Ph−¬ng tr×nh liªn tôc� 21 PP QQ =
Tæn thÊt côc bé�
22
2222
2
22
221
1112
1
21
1 2222 gAQQ
gAQH
gAQQ
gAQH PPP
PPPP
P ξξ ++=−+
d�VÞ trÝ rÏ nh¸nh (1+n).
Cã (2n+3) ph−¬ng tr×nh�
Ph−¬ng tr×nh liªn tôc� nP QQQQ +++= ...211 (2-28)
+1C � 1111 PLPP QBCH −= (2-29)
−= niC ..1 � (2-30)
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
+=
+=+=
nRnMnn
RM
RM
QBCH
QBCHQBCH
..............2222
1111
Tæn thÊt côc bé ë èng chÝnh� 21
11012
1
21
10 22 P
PPP
P
PP gA
QQgAQHH −−+= ξ (2-31)
Tæn thÊt côc bé trªn c¸c ®Çu èng nh¸nh(n)�
- 6 -
⎪⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪⎪
⎨
⎧
++=
++=
++=
−
−
−
202
2
0
22
22202
2
22
20
21
11102
1
21
10
22
..................22
22
n
nnn
n
nn gA
QQgAQHH
gAQQ
gAQHH
gAQQ
gAQHH
ξ
ξ
ξ
(2-32)
e�VÞ trÝ hîp l−u (n+1).
Cã (2n+3) ph−¬ng tr×nh�
Ph−¬ng tr×nh liªn tôc� nP QQQQ +++= ...21 (2-35)
+= niC ..1 � (2-36)
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
−=
−=−=
nLnPnn
LP
LP
QBCH
QBCHQBCH
..............2222
1111
−1C � PRMP QBCH += (2-37)
Tæn thÊt côc bé ë c¸c vÞ trÝ cuèi mçi ®o¹n (n)�
⎪⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪⎪
⎨
⎧
−+=
−+=
−+=
−
−
−
202
2
0
22
22202
2
22
20
21
11102
1
21
10
22
..................22
22
n
nnn
n
nn gA
QQgAQHH
gAQQ
gAQHH
gAQQ
gAQHH
ξ
ξ
ξ
(2-38)
Tæn thÊt côc bé t¹i ®Çu ®−êng dÉn hîp l−u�
202
2
0 22 P
PPP
P
PP gA
QQgAQHH −++= ξ (2-39)
- 7 -
f�Th¸p ®iÒu ¸p:
Tæn thÊt ch¶y qua häng c¶n TPTPpp QQHZ α−= (2-42)
Trong ®ã
PZ ——Mùc n−íc trong th¸p�
α ——HÖ sè søc kh¸ng� 22 c
c
gFξ
α =
PH ——N¨ng l−îng ®¬n vÞ cña vÞ trÝ ch©n th¸p�
TPQ ——L−u l−îng ch¶y vµo th¸p�
Ph−¬ng tr×nh liªn tôc cña T§A �2
00 TTPP QQF
tZZ +
=Δ−
(2-43)
Trong ®ã� ——Mùc n−íc T§A ë thêi ®iÓm tr−íc� 0Z
0TQ —— L−u l−îng ch¶y vµo T§A ë thêi ®iÓm tr−íc�
F ——TiÕt diÖn T§A�
tΔ ——B−íc thêi gian�
§Æt Ftw
2Δ
= �kÕt hîp (2-42���2-43�®−îc�
0
00
T
TPTP Qw
wQZHQα+−−
= �2-44�
Ph−¬ng tr×nh liªn tôc t¹i vÞ trÝ ch©n th¸p� (2-45� ∑∑==
+=m
jMjTP
n
iPi QQQ
11
C¸c ph−¬ng tr×nh sãng� C+�( )
Li
PPiPi B
HCQ −= �2-46�
C-�( )
Rj
MjPMj B
CHQ
−= �2-47�
Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh trªn ta ®−îc
- 8 -
∑ ∑
∑∑
= =
==
++
+
++++
+= n
i
m
j RjTLi
m
j Rj
Mj
T
Tn
i Li
Pi
P
BQwB
BC
QwwQZ
BC
H
1 10
10
00
1
111α
α (2-49b�
Thay Hp vµo c¸c ph−¬ng tr×nh trªn sÏ t×m ®−îc c¸c ®¹i l−îng cßn l¹i.
g�Th¸p van
Tæn thÊt thuỷ lực ch¶y vào tháp van TPTPpp QQHZ α−= 1 (2-50)
Trong ®ã� ——Mùc n−íc trong th¸p van t¹i thêi ®iÓm tÝnh to¸n� PZ
1PH ——Cét n−íc toµn phÇn t¹i ®iÓm P1�
TPQ ——L−u l−îng ch¶y vµo th¸p van�
α ——HÖ sè søc kh¸ng ch¶y vµo th¸p van. 22 TV
TV
gFξ
α =
Ph−¬ng tr×nh liªn tôc�2
00 TTPP QQF
tZZ +
=Δ−
(2-51)
Trong ®ã� ——Mùc n−íc trong th¸p van t¹i thêi ®iÓm tr−íc� 0Z
0TQ —— L−u l−îng ch¶y vµo trong th¸p van t¹i thêi ®iÓm tr−íc�
F ——TiÕt diÖn ngang cña th¸p van�
- 9 -
§ÆtFtw
2Δ
= �KÕt hîp�2-50�,(2-51�®−îc�0
001
T
TPTP Qw
wQZHQα+−−
= (2-52�
Ph−¬ng tr×nh liªn tôc� �2-53� 21 PTPP QQQ +=
C¸c ph−¬ng tr×nh sãng� C+�( )
L
PPP B
HCQ 11
−= �2-54�
C-�( )
R
MPP B
CHQ −= 2
2 (2-55�
Trong ®ã� ——Cét n−íc toµn phÇn t¹i ®iÓm P2 . 2PH
Tæn thÊt thuû lùc ch¶y qua c¸nh van� 222
21 2 m
PPmPP gA
QQHH ξ+= (2-56)
Trong ®ã� ——TiÕt diÖn më c¸nh van� mA
mξ ——HÖ sè tæn thÊt ch¶y qua c¸nh van (t−¬ng øng víi ®é më c¸nh van)�
Gi¶i hÖ c¸c ph−¬ng tr×nh trªn ta ®−îc:
RTL
Rm
PPm
R
M
T
T
L
P
P
BQwB
BgAQQ
BC
QwwQZ
BC
H 1112
0
22020
0
00
1
++
+
+++++
+=
α
ξα
(2-61�
Thay HP1 vµo c¸c ph−¬ng tr×nh trªn sÏ t×m ®−îc c¸c ®¹i l−îng cßn l¹i. h/ §iÒu kiÖn biªn tæ m¸y thuû ®iÖn. Tại các biên đường ống, đường dẫn nối tiếp turbine và máy phát điện có các đặc
tính thủy lực,đặc tính năng lượng thể hiện trên đường đặc tính tổng hợp (các số liệu này được số hóa) của turbine,phương trình động lực tổ máy và các công thức liên quan khác.
⎪⎩
⎪⎨⎧
−=
×=
cd MMdt
dJ
HDQQω
21'1 (A-3)
Q – Lưu lượng chảy qua turbine (m3/s) Q1’ – Lưu lượng quy dẫn (m3/s) D1 - Đường kính tiêu chuẩn của turbine (m) H – Cột nước làm việc của turbine (m) J – Mô men quán tính của turbine và máy phát Md – Mô men động lực Mc – Mô men cản ω - Vận tốc góc của tổ máy (Rad/s)
NhËp sè liÖu ®Æc tÝnh tuèc bin. Mçi lo¹i tuèc bin ®Òu cã 2 ®Æc tÝnh c¬ b¶n sau:
1. §Æc tÝnh l−u l−îng thÓ hiÖn d−íi d¹ng l−u l−îng quy dÉn Q1’(l/s) . Q1’ ®−îc tÝnh chuyÓn ®æi tõ tuèc bin thùc b»ng c«ng thøc :
• Q lµ l−u l−îng cña tuèc bin thùc (m3/s).
H2D1Q1000Q1' ×
= • D1 lµ ®−êng kÝnh tiªu chuÈn cña tuèc bin thùc (m). • H lµ cét n−íc lµm viÖc cña tuèc bin thùc (m)
2. §Æc tÝnh n¨ng l−îng thÓ hiÖn d−íi d¹ng hiÖu suÊt η(%), c«ng suÊt quy dÉn N1’(KW) vµ m« men quy dÉn M1’ (KN.m). ChØ cÇn nhËp sè liÖu mét trong c¸c ®¹i l−îng trªn (2
- 10 -
®¹i l−îng cßn l¹i cã thÓ tÝnh chuyÓn ®æi sang), c¸c ®¹i l−îng trªn ®−îc tÝnh chuyÓn ®æi tõ tuèc bin thùc b»ng c«ng thøc :
HH××
= 2D1N1000N1'
H×= 3D1
MM1'
tηη = • ηt lµ hiÖu suÊt cña tuèc bin thùc (%). • N lµ c«ng suÊt cña tuèc bin thùc (MW). • M lµ m« men ®éng lùc cña tuèc bin
thùc(KN.m) Sè liÖu c¸c ®Æc tÝnh trªn cña tuèc bin ®−îc nhËp vµo d−íi d¹ng b¶ng sè (d¹ng ma trËn)
trong hÖ to¹ ®é n1’—Q1’
HD1nn1' ×
= • n1’ lµ vËn tèc quay quy dÉn (v/ph). • n lµ vËn t«c quay cña tuèc bin thùc(v/ph).
TÝnh vËn tèc quay cña tæ m¸y thuû ®iÖn.
Trong chÓ ®é chuyÓn tiÕp, vËn tèc quay cña tæ m¸y biÕn ®æi theo thêi gian do ®ã vËn tèc quay cña tæ m¸y ®−îc tÝnh theo tiÕn tr×nh thêi gian. C¬ së tÝnh to¸n lµ ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng l−îng.
GDDE
jE .8302
260n
ππ==
tMctNEoE o Δ−Δ+= ... ω
8.30..
2
22 πonGDDEo =
HQgN ...η=
10001'.1 2 HDQQ =
)'1,( naofηη =
)'1,('1 naofQ q=
HD1nn1' o ×=
db
dmmf
nN
..2.1000).0,5.60.(1
Mcπη−
=
• n lµ vËn tèc quay t¹i thêi ®iÓm tÝnh to¸n (v/ph).
• GDD lµ m« men ®µ cña tæ m¸y (10KN.m2 lÊy gÇn ®óng b»ng T.m2).
• J lµ m« men qu¸n tÝnh (T.m2) • E lµ §éng n¨ng cña tæ m¸y t¹i thêi ®iÓm tÝnh
to¸n (Kj) • Eo lµ §éng n¨ng cña tæ m¸y t¹i thêi ®iÓm
tr−íc • N C«ng suÊt tuèc bin t¹i thêi ®iÓm tr−íc
(KW). • tΔ lµ thêi ®o¹n tÝnh to¸n (s) • ao lµ ®é më c¸nh h−íng n−íc t¹i thêi ®iÓm
tÝnh to¸n. • Mc lµ m« men c¶n cña m¸y ph¸t (KN.m)
• oω (rad/s), (v/ph) lµ vËn tèc quay cña tæ m¸y t¹i thêi ®iÓm tr−íc (®· biÕt)
on
• lµ hiÖu suÊt lín nhÊt cña m¸y ph¸t mfη
• Ndm lµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña tæ m¸y (MW). • ndb lµ vËn tèc quay ®ång bé cña tæ m¸y (v/ph). • π lµ sè pi lÊy gÇn ®óng (π =3,14).
M« men c¶n cña m¸y ph¸t bao gåm lùc c¶n do ma s¸t, lùc c¶n do dßng phu c« trong s¾t tõ, tæn hao trong d©y dÉn ®iÖn, lùc c¶n cña phô t¶i . Trong chÕ ®é sù cè, kh«ng cã phô t¶i nªn tæn hao trong d©y dÉn ®iÖn vµ lùc c¶n cña phô t¶i kh«ng cßn, chØ cßn l¹i c¸c thµnh phÇn tæn thÊt n¨ng l−îng do dßng phu c« vµ lùc ma s¸t. Trong ch−¬ng tr×nh t¹m lÊy c¸c thµnh phÇn tæn thÊt nµy b¨ng 50% tæn thÊt cña m¸y ph¸t khi lµm viÖc víi c«ng suÊt ®Þnh møc.
dmmf N).0,5.(1Nc η−= (KW). Khi tÝnh to¸n cã thÓ ®iÒu chØnh Nc cho phï hîp th«ng
qua viÖc ®iÒu chØnh sè liÖu gi¸ trÞ hiÖu suÊt lín nhÊt cña m¸y ph¸t ( ). mfη
- 11 -
C¸c hµm sè )'1,( naofηη = , )'1,('1 naofQ q= lµ c¸c hµm néi suy tra trªn
®−êng ®Æc tÝnh tæng hîp cña tuèc bin thùc, trong tr−êng hîp kh«ng cã ®−êng ®Æc tÝnh tæng hîp cña tuèc bin thùc th× dïng §§TTH cña tuèc bin mÉu tÝnh hiÖu chÝnh sau ®ã míi nhËp sè liÖu hoÆc nhËp trùc tiÕp sè liÖu cña tuèc bin mÉu ®Ó tÝnh gÇn ®óng.
5/ C¸c m« h×nh ®iÒu khiÓn tæ m¸y .
Nh− ®· nªu ë trªn, khi gÆp sù cè ph¶i c¾t t¶i ®ét ngét, viÖc ®ãng tæ m¸y ®−îc thùc hiÖn theo mét quy tr×nh ®ãng c¸nh h−íng n−íc x¸c ®Þnh, ng−îc l¹i khi ®iÒu chØnh t¨ng t¶i, gi¶m t¶i, phô t¶i thay ®æi vv.. ®é më c¸nh h−íng n−íc phô thuéc vµo sù biÕn ®éng cña tÇn sè dßng ®iÖn vµ ®Æc ®iÓm cña m¸y ®iÒu tèc, ®é më c¸nh h−íng n−íc do m¸y ®iÒu tèc quyÕt ®Þnh, do ®ã chung ta ph¶i dùa vµo ph−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®Ó tÝnh to¸n. Tõ ®ã quay trë l¹i ®−a ra c¸c th«ng sè ®iÒu khiÓn tèi −u, ®¶m b¶o chÊt l−îng ®iÒu khiÓn tù ®éng, n©ng cao ®é an toµn, ®é tin cËy, b¶o ®¶m chÊt l−îng ®iÖn gi¶m thiÓu sù cè ®iÒu ®ã ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ râ rµng.
1. MÔ HÌNH TOÁN MÁY ĐIỀU TỐC
Các mô hình điều tốc phổ biến hiện nay là điều khiển PID (Proportion Integral Differential )
H×nh 1: M« m¸y ®iÒu tèc PID
Từ m« h×nh m¸y ®iÒu tèc PID cã thÓ chuyÓn ®æi d−íi d¹ng hÖ ph−¬ng tr×nh:
⎪⎪⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪⎪⎪
⎨
⎧
+=
+++=ΔΔ
−ΔΔ
×=
×=Δ−
+=
Tyxyy
Xcxxxxt
xTdtyTdbtx
ybpxtxxTnxx
o
o
43214
33
2
1
HÖ ph−¬ng tr×nh cã thÓ rót gän l¹i d−íi d¹ng hµm sè ),( Xcxfy y= ;
Trong ®ã: x, y - ®· giíi thiÖu ë phÇn II, Xc – TÝn hiÖu do con ng−êi ®iÒu khiÓn tõ bªn ngoµi (s)�
Hµm sè trªn cho biÕt t¹i thêi ®iÓm tÝnh to¸n, ®é më c¸nh h−íng n−íc (y) lµ hµm sè cña ®é lÖch vËn tèc quay(x), tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn bªn ngoµi (Xc) vµ tr¹ng th¸i lµm viÖc cña tæ m¸y t¹i thêi ®iÓm tr−íc ®ã.
2. MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TỔ MÁY CUNG CẤP ĐIỆN ĐỘC LẬP
Từ phương trình máy điều tốc ),( Xcxfy y= , phương trình mô men động lực của tổ
máy , phương trình cân bằng mô men và các đặc trưng quán tính của hệ thống ta có mô hình điều khiển tự động của tổ máy thuỷ điện làm việc độc lập như sau:
),( xyfm m=
- 12 -
M« h×nh tæ m¸y lµm viÖc ®éc lËp
Từ m« h×nh ®iÒu khiÓn cã thÓ chuyÓn ®æi d−íi d¹ng hÖ ph−¬ng tr×nh:
⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪
⎨
⎧
−+Δ
+=
×+==
=
)(
).1(),(
),(
,
gto
oggg
mt
y
mmTbTa
txx
mxemxyfm
Xcxfy
Trong đó: Ta, Tb – Lần lượt là hàng số thời gian quán tính của tổ máy và hàng số
thời gian quán tính của phụ tải r
r
PnGDTa
365
22 ×= ;
r
o
PPTaTb )3,0~24,0(= .
mt , mg,o, eg – Lần lượt là mô men động lực tương đối của tổ máy, mô men cản tương đối của phụ tải khi làm việc với tần số chuẩn và hệ số đặc tính của phụ tải.
Pr , Po – Lần lượt là công suất định mức của tổ máy và công suất phụ tải khi làm việc với tần số chuẩn.
Hệ phương trình trên được viết dưới dang rút gọn là: Sử dụng phương
pháp thích hợp dần hoặc phương pháp lặp để giải hệ phương trình này. ⎩⎨⎧
=
=
),(
),(
xyfx
Xcxfy
x
y
Ta thấy hệ phương trình trên thể hiện một hệ thống điều khiển tự động chịu tác động từ bên ngoài (Xc) và tác động biến động của phụ tải (mg,o). Hệ thống này được coi là ổn định khi nó chịu tác động từ bên ngoài làm cho tần số dòng điện bị lệch khỏi tần số chuẩn (x <>0) sau đó hệ thống tự động điều chỉnh quay về tần số chuẩn (x=0). Kết quả nghiên cứu cho thấy độ lệch về tần số thay đổi có tính chất chu kỳ, khi hệ thống là ổn định các điểm cực trị sau có giá trị nhỏ hơn các điểm cực trị trước. Tuy thuộc vào kết cấu hệ thống, và các tham số điều khiển mà mỗi hệ thống có một mức độ ổn định khác nhau. Hệ thống được đánh giá là có mức độ ổn đinh cao khi độ lệch (x) suy giảm nhanh (tỷ số suy giảm xi/xi-1 và chu kỳ T càng nhỏ hệ thống càng ổn định).
Mặc dù hệ thống là ổn định, nhưng nếu bị tác động mạnh từ bên ngoài vượt quá trị số cho phép nào đó thì tổ máy được hệ thống bảo vệ chuyển sang chế độ sự cố cắt tải đột ngột như đã giới thiệu ở phần trên (Phần II). VD: Đây là kết quả tính toán cho trạm thuỷ điện Lưu Gia Hiệp – Trung Quốc. Trạm đang đầy tải N=2x153 MW, sau đó cắt đột ngột 10% phụ tải. Tuốc bin HL180-LJ-46, D1=4,8m; GDD=24500T.m2; C¸c th«ng sè bt=0,4; Td=6(s); Tn=0,4.
- 13 -
C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña tæ m¸y nh− sau: Tuèc bin: HL�180�—LJ—46; m« men ®µ GDD=24500 TÊn.m2; ®−êng kÝnh chuÈn D1=4.8m; c«ng suÊt ®Þnh møc N=153.1MW; vËn tèc quay ®ång bé n=136.4v/ph. C¸c th«ng sè cña m¸y ®iÒu tèc: bt=0,4; Td=6(s); Tn=0,4.
3. MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC TỔ MÁY LÀM VIỆC SONG SONG Tương tự như trên, mô hình các tổ máy thuỷ điện làm việc song song được xây dựng
từ các phương trình máy điều tốc, các phương trình mô men động lực của tổ máy, phương trình cân bằng mô men của toàn hệ thống và các đặc trưng quán tính của toàn hệ thống.
Các tổ máy thuỷ điện làm việc song song
ChuyÓn ®æi sang hÖ ph−¬ng tr×nh:
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪
⎨
⎧
−+Δ
+=
××+=
×=
=
=
=
=
∑
∑
=
=
=
=
)(
)1(
),(
),(......
),(),(
..1
*,**
,
..1
,
..1,
,*,
..1
,,
,
22,2
111
gni
itba
o
oggg
ni
it
njjr
irit
ni
iimit
nnyn
y
y
mmTT
txx
mxem
mP
Pm
xyfm
Xcxfy
XcxfyXcxfy
444 3444 21
44 344 21
Trong đó: Các đại lượng tương tự như ở phần trên, các đại lượng này được tính toán quy đổi sang giá trị tương đối tính trên toàn hệ thông điện gồm nhiều tổ máy làm việc song song.
Đây là một hệ thống điều khiển tự động gồm rất nhiều phần tử chịu các tác động điều khiển từ bên ngoài (Xci) và tác động biến động của phụ tải toàn hệ thống (mg,o). Tương tự nhe ở phần trên hệ thống này được coi là ổn định khi nó chịu tác động nhỏ từ bên ngoài làm cho tần số dòng điện bị lệch khỏi tần số chuẩn (x <>0) sau đó hệ thống tự động điều chỉnh quay về tần số chuẩn (x=0).
Các tương tác bên trong nội bộ hệ thống đối với một tổ máy nào đó lại là tác động từ bên ngoài (vì mỗi một tổ máy lại là một hệ thống tự động khống chế). Do đó tương tự như đã nêu ở phần trên, nếu các tương tác hoặc các tác động bên ngoài tác động mạnh vào một phần tử nào đó vượt quá trị số cho phép nào đó thì phần tử đó được hệ thống bảo vệ tách chúng ra khỏi hệ thống. Việc một phần tử nào đó bị tách ra khỏi hệ thống đối với hệ thống lại là một tác động, nếu tác động này quá mạnh lại có thể làm phần tử khác bị tách ra khỏi hệ thống, tương tự như vậy điều này có thể dẫn đến tan giã lưới điện. Như vậy ta thấy độ tin cậy và độ ổn định của toàn hệ thống điện phụ thuộc và độ ổn định khi làm việc của từng trạm phát điện trong hệ thống. Nếu các trạm phát trong hệ thống có độ ổn định thấp sẽ làm giảm chất lượng cung cấp điên, không chịu được những tác động biến động tương đối lớn của phụ tải làm tăng khả năng tan giã lưới điện.
- 14 -
- 15 -
II/ Ph¹m vi øng dông: 1. Các loại sơ đồ có thể áp dụng:
• Sơ đồ tuyến năng lượng một tuyến. • Sơ đồ rẽ nhánh nhiều tổ máy. • Sơ đồ tuyến năng lượng có tháp điều áp thượng lưu hoặc tháp điều áp hạ lưu. • Sơ đồ tuyến năng lượng có cả tháp điều áp thượng lưu và tháp điều áp hạ lưu. • Sơ đồ tuyến năng lượng có nhiều hồ cùng cung cấp nước cho một trạm thủy điện.
2. Các loại đường dẫn áp lực có thể áp dụng: • Đường ống thép lộ thiên có hoặc không có khớp co dãn nhiệt. • Đường hầm không áo. • Đường hầm có một hoặc nhiều lớp áo ( ví dụ như đường hầm bọc thép và bọc
bê tông phía ngoài). • Các loại khác, người tính toán tự tính tiết diện, chu vi ướt, vận tốc sóng nước va
của đường dẫn, sau đó nhập số liệu vào 3. Các loại tháp điều áp có thể áp dụng:
• Tháp điều áp kiểu viên trụ có hoặc không có màng cản. • Tháp điều áp kiểu hai ngăn có hoặc không có màng cản. • Tháp điều áp kiểu tiết diện thay đổi theo địa hình.
4. Các loại turbine có thể áp dụng: • Các loại turbine tâm trục. • Các loại turbine chéo trục cánh cố định. • Các loại turbine cánh quạt. • Các loại turbine cánh quay làm việc trong trường hợp không mất đồng bộ
(ϕ=f(ao)). 5. Các trạng thái vận hành của van đĩa, van cầu, tháp van:
• Van đĩa, van cầu, tháp van ở trạng thái mở. • Van đĩa, van cầu, tháp van ở trạng thái đóng. • Đang vận hành đóng hoặc mở van đĩa, van cầu, tháp van.
6. Các chế độ chuyển tiếp: • Chế độ mở máy. • Chế độ tăng tải hoặc giảm tải. • Chế độ cắt tải đột ngột tổ máy bị tách khỏi lưới điện. • Các tổ hợp chế độ phức tạp khác (Như tổ hợp cộng tác dụng).
III/ C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n: 1. Đường phân bố lực lớn nhất và áp lực nhỏ nhất dọc theo các tuyến đường dẫn 2. Đồ thị diến biến áp lực và lưu lượng tại các mặt cắt theo thời gian. 3. Đồ thị diến biến mực nước trong tháp điều áp theo thời gian 4. Giá trị mực nước trong tháp điều áp lớn nhất và nhỏ nhất. 5. Đồ thị diễn biến cột nước công tác, lưu lượng của tổ máy thuỷ điện theo thời gian. 6. Đồ thị diễn biến vận tốc quay của tổ máy thuỷ điện theo thời gian. 7. Đồ thị diễn biến mực nước trong tháp van theo thời gian. 8. Đồ thị diễn biến tổn thất nước và lưu lượng chảy qua cửa van của tháp van theo thời
gian. 9. Đồ thị diễn biến tổn thất nước và lưu lượng chảy qua van van nước theo thời gian.
PHẦN 2 - TÓM TẮT HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
1 - Tên chương trình :
- 16 -
TÍNH TOÁN ÁP LỰC NƯỚC VA VÀ TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG MỰC NƯỚC TRONG THÁP ĐIỀU ÁP CỦA TRẠM THỦY ĐIỆN
(TRANSIENTS VER 6.0)
Nhưng kết quả tính toán của chương trình làm căn cứ cho nhà thiết kế lựa chọn giải pháp công trình, lựa chọn thời gian đóng mở hợp lý , bố trí cao trình tim, kích thước và kết cấu đoạn các đường dẫn nước có áp, thiết kế kích thước và kết cấu tháp điều áp…
2 - Khởi động - kết thúc chương trình và các ứng dụng xử lý file số liệu. Chạy file Transients.exe như các ứng dụng thông thường chạy trên môi trường windows khác. Kết thúc chương trình bằng “menu-file-exit” hoặc sử dụng controll box như các ứng dụng khác. Việc tạo file (New), ghi file (Save và Save as), và mở file (Open…) được thực hiện bằng thanh công cụ và menu như các ứng dụng khác. 3 - Demo. Chúng tôi đã chuẩn bị sẵn file số liệu demo, bạn có thể mở file demo (để mở file demo bạn dùng menu-File-Demo, số liệu demo sẽ được mở ra), chạy chương trình tính toán thử sau đó xem và cất kết quả… 3 - Một số thuật ngữ.
1. Sơ đồ tính toán: Là sơ đồ tuyến của hệ thống đường dẫn và vị trí bố các hạng mục ( Cửa lấy nước, tháp van, tháp điều áp, tổ máy thuỷ điện....) trên sơ đồ tuyến.
2. Đường dẫn có áp: Đường ống áp lực, đường hầm dẫn nước có áp các loại được gọi chung là “Đường dẫn có áp”.
3. Điểm nút: Là vị trí có các hạng mục công trình (như Cửa lấy nước, tháp van, tháp điều áp, tổ máy thuỷ điện....) hoặc vị trí gặp nhau của các đoạn đường dẫn.
4. Đoạn đường dẫn: Được hiểu là đoạn đường dẫn được giới hạn bởi hai điểm nút ở hai đầu (bên trong đoạn khong có điểm nút).
5. Đoạn con: Trong một đoạn đường dẫn có thể có nhiều đoạn ngắn có kết cấu khác nhau, mỗi đoạn đó được gọi là “đoạn con”. Chương trình có khả năng tính cho đoạn đường dẫn có từ 1 đến 10 đoạn con.
6. Van nước: Bao gồm các loại van cầu van đĩa… 7. Áp lực nước trong đường dẫn: Bao gồm áp lực nước (thế năng) và cột nước
toàn phần (cả thé năng và động năng), đều được thể hiện dưới dạng cao trình.
CHƯƠNG I – NHẬP SỐ LIỆU
I- Vẽ sơ đồ tính toán . 1- Vẽ sơ đồ bố trí hệ thông đường dẫn Sơ đồ tinh toán được lập trình dưới dạng mở rộng, do người sử dụng chương trình vẽ trực tiếp trên cửa sổ đồ họa “Outline of systems” (Hình 1-1) bằng thanh công cụ (Toolbar) và chuột. • Các điểm nút được tạo ra sau mỗi lần người sử dụng bấm chuột. Các điểm nút
được chương trình tự động đánh số thứ tự từ 1,2,3… • Các đoạn đường dẫn nước có áp được thể hiện bằng các đoạn thẳng hoặc cung
tròn nối các nút với nhau trên sơ đồ tính toán. Việc vẽ các đoạn đường dẫn nước có áp trên sơ đồ tính toán được thực hiện bằng các nút lệnh “Pipeline” và nút lệnh “Arc” trên thanh công cụ. Để nối nhiều tuyến đường dẫn nước có áp đến cùng một nút được thực hiện bằng cách bật-tắt chế độ bắt điểm “Catch point” trên thanh công cụ. Các tuyến đường dẫn nước có áp sẽ được tự động đánh số thứ tự liên tục từ 1,2,3… theo theo thứ tự vẽ của người sử dụng .
Hình 1-1 Cửa sổ chính để nhập sơ đồ tính toán
2- Bố trí các hạng mục trên sơ đô tính toán: • Cửa lấy nước được đặt tại đầu tuyến đường dẫn nước có áp (tại nút trên sơ đồ).
Việc đặt các cửa lấy nước lên sơ đồ tính toán được thực hiện bằng nút lệnh “Upper” trên thanh công cụ.
- 17 -
- 18 -
• Cửa thoát nước được đặt tại cuối tuyến đường dẫn nước có áp (tại nút trên sơ đồ). Việc đặt các cửa thoát nước lên sơ đồ tính toán được thực hiện bằng nút lệnh “Lower” trên thanh công cụ.
• Tháp van được đặt tại nút trên sơ đồ. Việc đặt các tháp van lên sơ đồ tính toán được thực hiện bằng nút lệnh “Gate” trên thanh công cụ.
• Van đĩa được đặt tại nút trên sơ đồ. Việc đặt các van đĩa lên sơ đồ tính toán được thực hiện bằng nút lệnh “Valve” trên thanh công cụ.
• Tháp điều áp (bao gồm tháp điều áp thượng lưu và tháp điều áp hạ lưu) được đặt tại nút trên sơ đồ. Việc đặt các tháp điều áp lên sơ đồ tính toán được thực hiện bằng nút lệnh “Tank” trên thanh công cụ.
• Tổ máy thủy điện được đặt tại nút trên sơ đồ. Việc đặt các tổ máy thủy điện lên sơ đồ tính toán được thực hiện bằng nút lệnh “Hydropower unit” trên thanh công cụ.
Khi vẽ các tuyến đường dẫn nước có áp hoặc đặt các hạng mục lên sơ đồ tính
toán bằng cách bấm phím bên trái chuột lên các điểm nút, còn muốn kết thúc lệnh hoặc loại bỏ lệnh bằng cách bấm phím bên phải chuột. Muốn xóa một hạng mục nào đó bằng bằng nút lệnh “Delete” trên thanh công cụ sau đó bấm phím bên trái chuột lên đối tượng cần xóa. II- Nhập số liệu của các hạng mục. Việc nhập số liệu của các hạng mục trên sơ đồ tính toán bằng menu Edit, nháy chuột phải, nháy kép chuột trái hoặc nút lênh “Properties” trên thanh công cụ ( Click vào nút lênh “Properties” sau đó click vào đối tượng cần nhập số liệu). Số liệu của mỗi loại hạng mục khác nhau đều được thiết kế một cửa sổ chuyên biệt để nhập số liệu. 1- Nhập số liệu các đoạn đường dẫn nước có áp (Pipeline). Nháy chuột trái vào tuyến đường dẫn cần nhập liệu trên sơ đồ tính toán, cửa sổ nhập liệu của đoạn đường dẫn đó sẽ suất hiện như Hình 1-2.
Trên cửa sổ nhập liệu kết cấu tuyến đường dẫn nước có áp bạn cần nhập các số liệu sau:
1. Số lượng đoạn con có kết cấu khác nhau trên tuyến đường dẫn nước có áp. Chương trinh được thiết kế cho tối đa là 10 đoạn con.
2. Nhập số thứ tự từng đoạn con, lần lượt nhập kết cấu cho từng đoạn. 3. Lựa chọn kêt cấu của từng đoạn con bằng cách lựa chọn các kiểu kết cấu đã
được thiết kế sẵn trong hộp lựa chọn (Hình 1-2) như đường ống thép có khớp co dãn, đường ống thép không có khớp co dãn, đường hầm không áo, đường hầm một lớp áo, đường hầm nhiều lớp áo và các loại đường hầm khác.
4. Tùy thuộc kết cấu tuyến đường dẫn nước có áp mà bạn lựa chọn, chương trình sẽ tự động thay đổi kết cấu cửa sổ cho phù hợp với yêu cầu nhập liệu.
5. Trên cửa sổ nhập liệu tuyến đường dẫn nước có áp có thiết kế các ô để nhập liệu như: đường kính trong (D), chiều dài từng đoạn con (L), chiều dày các lớp vật liệu thành đường dẫn nước có áp, mô đuyn đàn hồi của vật liệu, hệ số nở
hông của vật liệu và các thành phần tổn thất thủy lực ( xem hinh 1-2 và hình 1-3)
Hình 1-2 Cửa sổ nhập liệu kết cấu đoạn đường dẫn nước có áp.
Hình 1-3 Cửa sổ nhập liệu kết cấu tuyến đường dẫn nước có áp nhiều lớp
6. Đối với đoạn con có kết cấu là đường hầm các loại, cần phải nhập mô đuyn đàn hồi và hệ số nở hông của môi trường đá xung quanh đường hầm. Khi tính toán coi môi trường đá là đòng nhất đẳng hướng và vô hạn.
2- Nhập số liệu các tháp điều áp (Tank). Sau khi bạn đã đặt tháp điều áp vào sơ đồ tính toán, bạn có thể dùng một trong các cách sau để mở cửa sổ nhập liệu của tháp điều áp.
1. Bấm chuột vào nút lênh “Properties” sau đó bấm chuột vào biểu tượng của tháp điều áp cần nhập liệu trên sơ đồ tính toán.
- 19 -
2. Bấm kép chuột vào biểu tượng của tháp điều áp cần nhập liệu trên sơ đồ tính toán.
3. Bấm chuột trái vào biểu tượng của tháp điều áp cần nhập liệu trên sơ đồ tính toán.
4. Dùng menu-Edit-Surge tank. Sau khi bạn dùng một trong các cách trên cửa sổ nhập liệu tháp điều áp sẽ suất
hiện như Hình 1-4.
Hình 1-4 Cửa sổ nhập liệu của tháp điều áp
Trên cửa sổ nhập liệu tháp điều áp bạn cần nhập các số liệu sau:
1. Chọn một trong các kiểu tháp điều áp mà chương trình đã thiết kế sẵn, cửa sổ nhập số liệu sẽ tự động thay đổi thiết kế cho phù hợp với lựa chọn của người sử dụng.
2. Tiết diện họng cản nối vào tháp điều áp 3. Các thành phần tổn thất thủy lực khi nước chảy ra, chảy vào tháp điều áp (Tuy
theo các giá trị này và giá trị của tiết diện họng cản mà tháp điều áp là tháp có màng cản hay tháp không có màng cản) .
4. Tùy theo kiểu tháp điều áp mà bạn lựa chọn chương trình sẽ yêu cầu bạn nhập số liệu cho phù hợp. Ví dụ như tháp có tiết diện thay đổi theo cao trình thì bạn phải nhập tiết diện tháp điều áp thay đổi theo cao trình, tháp 2 ngăn (hình 1-4) bạn nhập tiết diện các ngăn và các cao trình đáy ngăn, đỉnh ngăn…
3- Nhập số liệu các tổ máy thủy điện (Hydropower unit). Sau khi bạn đã đặt biểu tượng của tổ máy thủy điện vào sơ đồ tính toán, tương tự như nhập số liệu của tháp điều áp, bạn có thể dùng một trong các cách nêu trên để mở cửa sổ nhập liệu của tổ máy thủy điện. Cửa sổ nhập liệu của tổ máy thủy điện sẽ suất hiện như Hình 1-5. - 20 -
Hình 1-5 Cửa sổ nhập liệu của tổ máy thủy điện
Trên cửa sổ nhập liệu của tổ máy thủy điện bạn cần nhập các số liệu sau: 1. Công suất định mức của của tổ máy thủy điện Nđm(MW). 2. Hiệu suất của máy phát điện khi phát với công suất định mức. 3. Mô men đà của rôto máy phát và turbine GDD(Tm2). 4. Số vòng quay đồng bộ của máy phát n(vòng/phút) 5. Kiểu tuốc bin . Xem phần nhập sô liệu loại tuốc bin. 6. Đường kính tiêu chuẩn của tuốc bin D1(mét). 7. Cột nước tính toán của trạm thủy điện Htt(m). 8. Chế độ chuyển tiếp . Xem phần nhập sô liệu chế độ chuyển tiếp. 9. Trên cửa sổ này cũng thong báo cho bạn biết tổ máy này nằm ở vị trí nào
trên sơ đồ tính toán. 4- Nhập số liệu các chế độ chuyển tiếp (Transitive regime).
Hình 1-6 Cửa sổ nhập liệu chế độ chuyển tiếp
- 21 -
Bạn bấm phím F2 để nhập số lượng các chế độ chuyển tiếp có thể xẩy ra trong quá trình vận hành ở trạm thuỷ điện đang thiết kế.
Bạn có thể bấm F7 hoặc là dùng menu-Edit- Transitive regime để mở cửa sổ nhập liệu của chế độ chuyển tiếp như Hình 1-6.
Trên cửa sổ nhập liệu của chế độ chuyển tiếp bạn cần nhập các số liệu sau: 1. Bạn lựa chọn loại chế độ chuyển tiếp đã được thiết kế sẵn. 2. Nhập quá trình giá trị độ mở cánh hướng nước biến đổi theo thời gian
Ao(mm)~t(s).
5- Nhập sô liệu loại turbine. Bạn bấm phím F2 để nhập số lượng các kiểu tuốc bin có thể sử dụng cho trạm thuỷ điện đang thiết kế.
Bạn có thể bấm F6 hoặc là dùng menu-Edit- Turbine types để mở cửa sổ nhập liệu của chế độ chuyển tiếp như Hình 1-7.
Hình 1-7 Cửa sổ nhập liệu loại turbine
Trên cửa sổ nhập liệu loại tuốc bin bạn có thể mở file số liệu đã có sẵn (Click
vào nút Open file, xem hình 1-7) hoặc nhập số liệu trực tiếp từ bàn phím . Bạn cần nhập các số liệu đường đặc tổng hợp của tuốc bin mẫu dưới dạng bảng số. Bao gồm các số liệu sau sau:
1. Nhập kích thước bảng số liệu gồm số lượng hàng và số lượng cột. Số lượng hàng tương ứng với số lượng các đường dóng ngang (n1’ không đổi). Số lượng cột tương ứng với số lượng các đường đồng độ mở (Ao).
2. Ở hàng thứ nhất trong bảng bạn nhập giá trị độ mở cánh hướng nước Ao(mm) của các đường đồng độ mở.
- 22 -
3. Ở cột thứ nhất trong bảng bạn nhập giá trị vận tốc quay quy dẫn n1’(V/ph) của các đường gióng ngang.
4. Phần còn lại của bảng bạn nhập các gía trị lưu lượng quy dẫn Q1’(l/s), hiệu suất(%), mô men quy dẫn M1’(KN.m) ...
5. Nhập đặc tính lưu lượng của tuốc bin mẫu Q1’(l/s). 6. Nhập đặc tính năng lượng của tuốc bin mẫu. Chương trình được thiết kế có
thể nhập số liệu ba loại đặc tính năng lượng (Hiệu suất % , mô men đông lực quy dẫn M1’ và công suất quy dẫn N1’) của tuốc bin mẫu. Chỉ cần nhập một đặc tính năng lượng, các đặc tính khác chương trình sẽ tự động tính chuyển đổi sang.
7. Ngoài ra còn phải nhập các giá trị của các toạ độ (n1’max; Q1’max) và (n1’min; Q1’min), để khống chế giới hạn phạm vi tính toán và vẽ đường đặc tính tổng hợp chính của tuốc bin mẫu.
Sau khi nhập liệu đường đặc tính của tuốc bin mẫu xong, chương trình có thiết
kế vẽ đường đặc tính tổng hợp để giúp bạn kiểm tra lai việc nhập liệu. Muốn kiểm tra bạn có thể bấm nút lệnh trên thanh công cụ hoặc vào menu-Run- turbine’s characteristic chart cửa sổ để vẽ đường đặc tính tổng hợp sẽ suất hiện như hình 1-8. Bạn có thể cất đồ họa này vào file *.bmp
Hình 1-8 Đường đặc tính tổng hợp của turbine
- 23 -
6- Nhập số liệu các van nước (Valve). Sau khi bạn đã đặt van vào sơ đồ tính toán, tương tự như tổ máy thuỷ điện bạn có thể dùng một trong các cách nêu trên để mở cửa sổ nhập liệu của van nước. Cửa sổ nhập số liệu của van nước sẽ suất hiện như Hình 1-9. Trên cửa sổ nhập liệu van bạn cần nhập giá trị tiết diện của van, số liệu các thành phần tổn thất thủy lực chảy qua van. Bạn còn co thể lựa chọn trạng thái của van đã được thiết kế sẵn như:
1. Van ở trạng thái đóng: Van nước đóng trong suốt quá trình chuyển tiếp. 2. Van ở trạng thái mở: Van ở một độ mở nhất định trong suốt quá trình chuyển
tiếp. 3. Vận hành đóng, mở van: Van nước có độ mở thay đổi theo thời gian trong quá
trình chuyển tiếp. Nếu bạn lựa chọn mục chọn số 3 bạn cần phải nhập số liệu độ mở của van và tổn
thất thủy lực chảy qua van theo thời gian, xem hình 1-10
Hình 1-9 Cửa sổ nhập liệu của van
Hình 1-10 Cửa sổ nhập liệu của van (Van đang trong quá trình đống hoặc mở)
- 24 -
7- Nhập số liệu các tháp van (Gate). Sau khi bạn đã đặt tháp van vào sơ đồ tính toán, tương tự như van nước bạn có thể dùng một trong các cách nêu ở phần trên để mở cửa sổ nhập số liệu của tháp van. Cửa sổ nhập số liệu của tháp van sẽ suất hiện như Hình 1-11.
Hình 1-11 Cửa sổ nhập liệu của tháp van
Trên cửa sổ nhập số liệu của tháp van bạn cần nhập số liệu các thành phần tổn thất thủy lực chảy qua tháp van, tiết diện cửa van, tiết diện tháp theo cao trình, các thành phần tổn thất thuỷ lực chảy ra và chảy vào tháp của tháp van.
Bấm chuột vào nút lệnh “Chế độ và trạng thái của tháp van…” để thể lựa chọn trạng thái của tháp van xem hình 1-12
Hình 1-12 Cửa sổ nhập liệu trạng thái của tháp van
- 25 -
Tương tự như van bạn cũng có thể lựa chọn 1 trong 3 trạng thái đã được thiết kế sẵn. như:
1. Van ở trạng thái đóng: Van đóng trong suốt quá trình chuyển tiếp. 2. Van ở trạng thái mở: Van ở một độ mở nhất định trong suốt quá trình chuyển
tiếp. 3. Vận hành đóng, mở van: Van có độ mở thay đổi theo thời gian trong quá trình
chuyển tiếp. Nếu bạn lựa chọn mục chọn số 3 bạn cần phải nhập số liệu độ mở của van và tổn
thất thủy lực chảy qua van theo thời gian, xem hình 1-12 Ngoài ra bạn còn có thể lựa chọn đường nối lên phần tháp của tháp van nằm phía
thượng lưu hoặc hạ lưu của cửa van.
CHƯƠNG II – THỰC HIỆN TÍNH TOÁN
1- Đặt các yêu cầu tính toán. Để đặt các thông số tính toán cho hợp l ý như số phần tử chia tự động trên các đoạn đường dẫn nước có áp, sai số tính toán cho phép, chênh lệch giá trị giữa các đường đẳng trị trên đường đặc tính tổng hợp … chương trình đã thiết kế cửa sổ “Option…” giúp người sử dụng lựa chọn các giá trị và chế độ. Việc mở cửa sổ này bằng menu-Tool-Option hoặc dùng nut lệnh Option trên thanh công cụ.
Hình 2-1
- 26 -
Hình 2-2
2- Thực hiện tính toán Sau khi đã nhập xong số liệu, ta tiến hành thực hiện tính toán bằng cách mở của sổ “Run”, Xem hình 2-3. Cửa sổ mở ra sau khi bạn bấm chuột vảo nút lệnh “Run” trên thanh công cụ hoặc dùng menu – Run – Caculate transitive regime. Sau khi cửa sổ “Run” mở ra bạn click chuột vào “Tính toán” để thực hiện tính toán. Trước khi tính toán, chương trình tự động kiểm tra lại toàn bộ số liệu và chỉ ra những thành phần số liệu đã nhập không phù hợp để giúp bạn sửa chữa lại cho đúng. Trong quá trình tính toán ban có thể cho chương trình tạm dừng (Bấm chuột vào nút tạm dừng) để xem kết quả sau đó lại có thể tính toán tiếp bằng cách bấm chuột vào nút “Tiếp tục”. Trên cửa sổ này còn cho bạn biết Vertion mà bạn dang dung.
Hình 2-3
- 27 -
CHƯƠNG III – XEM KẾT QUẢ VÀ LƯU FILE KẾT QUẢ
1- Xem kết quả. Sau khi chương trình tính xong, bạn có thể xem kết quả dưới hai dạng là bảng kết quả và các đồ thị thể hiện kết quả. Xem bảng kết quả, để xem bảng kết quả bạn mở cửa sổ Table of results (Hinh 3-1) bằng thanh công cụ, menu-Run-Table of results hoặc bấm phím F11. Cửa sổ bảng kết quả tính toán sẽ xuất hiện như hình 3-1.
Hình 3-1
Bạn có thể lựa chọn kết quả dưới dạng giá trị tương đối hoặc giá trị tuyệt đối. Vì khối lượng kết quả tính toán rất lớn do đó chương trình được thiết kế để bạn có thể chọn hiển thị kết quả ở các thời điểm khác nhau và chỉ hiển thị kết quả của các hạng mục công trình mà bạn chọn. Kết cấu bảng kết quả như sau:
• Háng thứ 1,2,3 chỉ cho bạn biết kết quả phía dưới là của hạng mục nào (Như đoạn đường dẫn số 2, tổ máy thuỷ điện số 1 …), vị trí ở đâu (Mặt cắt số 2 cách đầu đoạn 134,4 mét …), đại lượng nào của các hạng mục (Áp lực nước, lưu lượng, cột nước công tác, mực nước trong tháp điều áp …).
• Hàng thứ 4 và hàng thứ 5 lần lượt là các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các đại lượng nêu trên.
• Các hang tiếp theo là kết quả tính toán của các đại lượng nêu trên biến đổi theo trình tự thời gian.
Xem các đồ thị kết quả, để xem các đồ thị kết quả bạn mở cửa sổ “Graph of
results“ (Hinh 3-2) bằng thanh công cụ hoặc dung thực đơn “Run-Graph of results” hoặc là bấm phím F12. Sau khi cửa sổ “Graph of results” hiện ra.
• Bạn bấm chuột vào hộp “chọn hạng mục kết quả” để chọn hạng mục (như đường dẫn, tháp điều áp, tổ máy thuỷ điện …) cần xem kết quả.
- 28 -
• Sau đó bấm chuột vào các ô lựa chọn các đại lượng (Như áp lực, mực nước, lưu lượng, cột nước công tác của tổ máy, vận tốc quay của tổ máy …) cần vẽ biểu đồ.
• Bạn cũng có thể sửa các dòng văn bản trên đồ hoạ bằng cách bấm chuột kép vào nó. Di chuyển chúng bằng cách vừa bấm chuột vào chúng và vừa di chuột.
Hình 3-2
2- Lưu file kết quả.
Bạn có thể lưu kết quả vào file dưới hai dạng là bảng kết quả bằng file text (*.txt) hoặc lưu các đồ thị dưới dạng ảnh vào file (*.bmp).
1. Lưu bảng kết quả bằng file *.txt , bạn vào thực đơn “File” sau đó vào “Save results”, chương trình sẽ xuất hiện cửa sổ “Save as” giúp bạn nhập tên file giống như các ứng dụng thông dụng khác.
2. Lưu các đồ thị dưới dạng ảnh vào file *.bmp , bạn vào thực đơn “File” sau đó chọn “Save pictures” hoặc bấm vào nút lệnh “Save pictures” trên thanh công cụ, chương trình sẽ xuất hiện cửa sổ Save as giúp bạn nhập tên file giống như các ứng dụng thông dụng khác.
- 29 -
PHẦN 3 – MỘT SỐ BÀI TOÁN VÀ CÁC TỔ HỢP TÍNH TOÁN I/ méT Sè BμI TO¸N ¸P DôNG.
A�TÝnh to¸n hÖ sè c¶n cña th¸p ®iÒu ¸p cã häng c¶n 22 c
c
gFξ
α =
Nh×n vµo h×nh trªn ta thÊy rÊt râ khi hÖ sè c¶n t¨ng th× gi¸ trÞ mùc n−íc lín nhÊt trong
th¸p sÏ gi¶m. Khi hÖ sè c¶n t¨ng t− 0 ®Õn mét gi¸ trÞ giíi h¹n nµo ®ã th× trÞ sè ¸p lùc lín nhÊt trong ®−êng hÇm còng gi¶m, nh−ng nÕu hÖ sè c¶n tiÕp tôc t¨ng th× trÞ sè ¸p lùc lín nhÊt trong ®−êng hÇm t¨ng nªn rÊt nhanh dÉn ®Õn trÞ sè ¸p lùc lín nhÊt trong ®−êng èng ¸p lùc còng t¨ng nhanh, do ®ã ta ph¶i x¸c ®Þnh hÖ sè c¶n sao cho hîp l ý. C¸c b−íc tÝnh to¸n hÖ sè c¶n cña th¸p ®iÒu ¸p cã häng c¶n nh− sau:
1. TÝnh to¸n x¸c ®Þnh tæ hîp nguy hiÓm nhÊt ®èi víi T§A.
2. Cã thÓ s¬ bé tÝnh hÖ sè c¶n giíi h¹n theo c«ng thøc 2max
max
QZ
gh =<αα . Sau ®ã sö dông
ch−¬ng tr×nh ®Ó chÝnh x¸c ho¸ hÖ sè c¶n giíi h¹n ghα ( T−¬ng øng víi hÖ sè c¶n nµy,
víi tæ hîp nguy hiÓm nhÊt th× biÓu ®å ¸p lùc t¹i vÞ trÝ ch©n th¸p cã mét ®o¹n gÇn nh− n»m ngang).
3. C¨n cø vµo ghα ta tiÕn hµnh thiÕt kÕ häng c¶n sao cho trong thùc tÕ hÖ sè c¶n lín
nhÊt maxα cã thÓ x¶y ra còng kh«ng v−ît qu¸ trÞ sè ghα .
4. Sau khi thiÕt kÕ häng c¶n, ta ph¶i x¸c ®Þnh l¹i xem kh¶ n¨ng hÖ sè c¶n nhá nhÊt minα lµ b»ng bao nhiªu.
- 30 -
5. Sö dông hÖ sè c¶n nhá nhÊt minα ®Ó tÝnh to¸n x¸c ®Þnh c¸c mùc n−íc lín nhÊt vµ nhá nhÊt trong th¸p ®iÒu ¸p.
B�Sö dông Th¸p van hoÆc van ®Üa ®Ó thay thÕ tæ m¸y thuû ®iÖn khi tÝnh to¸n.
Do tæ m¸y thuû ®iÖn rÊt phøc t¹p, khèi l−îng sè liÖu rÊt lín vµ cã thÓ cßn ch−a x¸c ®Þnh. §Ó phôc vô tÝnh to¸n thuû lùc cho c¸c c«ng tr×nh thuû c«ng, ta cã thÓ tÝnh to¸n gÇn ®óng b»ng c¸ch dïng th¸p van hoÆc van ®Ó thay thÕ cho tæ m¸y thuû ®iÖn.
§Æt van hoÆc th¸p van vµo vÞ trÝ tæ m¸y.
L−u l−îng ban ®Çu ®· ®−îc x¸c ®Þnh ë phÇn tæ hîp tÝnh to¸n. Do ®ã ta ph¶i tÝnh to¸n
tiÕt diÖn van thay thÕ sao cho nã võa ®ñ th¸o l−u l−îng nªu trªn. v
vttHHgAQ
ξ)(2 21 −=
Tõ ®ã cã thÎ tÝnh tiÕt diÖn van nh− sau:)(2 21 HHg
QA vttv −
=ξ
§Ó tiÖn tÝnh to¸n ta lÊy vξ =1, do cét n−íc toµn phÇn phÝa th−îng l−u vµ h¹ l−u tæ m¸y ch−a x¸c ®Þnh (do c¸c thµnh phÇn tæn thÊt thuû lùc ch−a x¸c ®Þnh) nªn ta lÊy gÇn ®óng H1=ZTL, H2=ZHL. Sö dông gi¸ trÞ trªn ®Ó ch¹y ch−¬ng tr×nh cã kÕt qu¶ tÝnh to¸n l−u l−îng, sau ®ã ®iÒu
chØnh ®Ó chÝnh x¸c dÇn theo 11
−−= k
ttkv
kv Q
QAA (Th«ng th−êng chØ cÇn tÝnh to¸n ®Õn lÇn 2 lµ kÕt
qu¶ ®· rÊt chÝnh x¸c).
II/ C¸c tæ hîp tÝnh to¸n
C¸c tæ hîp tÝnh to¸n ë ®©y ®−a ra trong s¬ ®å khai th¸c cã mét ®−êng hÇm chÝnh cÊp n−íc cho mét nhãm (n) tæ m¸y.
1�C¸c tæ hîp c¬ b¶n
A – C¸c tæ hîp t¨ng t¶i.
Môc ®Ých x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn mùc n−íc thÊp nhÊt trong T§A vµ kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn c¸c ®−êng ph©n bè ¸p lùc nhá nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn n−íc cã ¸p.
KÞch b¶n: (n-1) tæ m¸y ®ang lµm viÖc víi kh¶ n¨ng ph¸t ®iÖn tèi ®a, th× tiÕn hµnh t¨ng t¶i tæ m¸y cuèi cïng ®Õn kh¶ n¨ng ph¸t ®iÖn tèi ®a ña nã, øng víi c¸c mùc n−íc th−îng, h¹ l−u nh− sau:
1. Mùc n−íc th−îng l−u (Ztl) lµ MNC, mùc n−íc h¹ l−u (Zhl) lÊy thiªn nhá, l−u
l−îng mét tæ m¸y tt
tttm HZhlZtlQQ −
= (Tæ hîp 1A1). Tæ hîp nµy mùc n−íc
th−îng l−u thÊp nhÊt nh−ng l−u l−îng l¹i kh«ng lín l¾m.
2. Mùc n−íc th−îng l−u ( ttHZhlZtl += ), mùc n−íc h¹ l−u (Zhl) lÊy thiªn nhá, l−u l−îng mét tæ m¸y (Tæ hîp 1A2). Tæ hîp nµy l−u l−îng lín nhÊt nh−ng mùc n−íc th−îng l−u l¹i kh«ng ph¶i lµ nguy hiÓm nhÊt.
tttm QQ =
Gi÷a 2 tæ hîp trªn tuú theo ®iÒu kiÖn cô thÓ mµ tæ hîp nguy hiÓm cã thÓ lµ tæ
- 31 -
hîp 1A1 hoÆc 1A2, theo kinh nghiÖm th× tæ hîp 1A1 th−êng nguy hiÓm h¬n.
B – C¸c tæ hîp c¾t t¶i toµn bé.
Môc ®Ých x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn mùc n−íc cao nhÊt (ë 1/4 chu kú dao ®éng cña th¸p) vµ mùc n−íc thÊp nhÊt nhÊt (ë 3/4 chu kú dao ®éng cña th¸p) trong T§A vµ kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn c¸c ®−êng ph©n bè ¸p lùc lín nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn n−íc cã ¸p.
KÞch b¶n: (n) tæ m¸y ®ang lµm viÖc víi kh¶ n¨ng ph¸t ®iÖn tèi ®a, th× gÆp sù cè ph¶i c¾t t¶i ®ét ngét, øng víi c¸c mùc n−íc th−îng, h¹ l−u nh− sau:
1. Mùc n−íc th−îng l−u (Ztl) lµ MND, mùc n−íc h¹ l−u (Zhl) lÊy thiªn lín, l−u
l−îng mét tæ m¸y tttt
tm QZhlZtl
HQ
−= (Tæ hîp 1B1). Tæ hîp nµy mùc n−íc
th−îng l−u cao nhÊt nh−ng l−u l−îng l¹i kh«ng lín l¾m.
2. Mùc n−íc th−îng l−u ( ttHZhlZtl += ), mùc n−íc h¹ l−u (Zhl) lÊy thiªn lín, l−u l−îng mét tæ m¸y (Tæ hîp 1B2). Tæ hîp nµy l−u l−îng lín nhÊt nh−ng mùc n−íc th−îng l−u l¹i kh«ng ph¶i lµ nguy hiÓm nhÊt.
tttm QQ =
3. Mùc n−íc th−îng l−u ( ttHZhlZtl += ), mùc n−íc h¹ l−u (Zhl) lÊy thiªn nhá, l−u l−îng mét tæ m¸y (Tæ hîp 1B3). Tæ hîp nµy l−u l−îng lín nhÊt nh−ng mùc n−íc th−îng l−u l¹i kh«ng ph¶i lµ nguy hiÓm nhÊt.
tttm QQ =
4. Mùc n−íc th−îng l−u (Ztl) lµ MNC, mùc n−íc h¹ l−u (Zhl) lÊy thiªn nhá, l−u
l−îng mét tæ m¸y tt
tttm HZhlZtlQQ −
= (Tæ hîp 1B4). Tæ hîp nµy mùc n−íc
th−îng l−u thÊp nhÊt nh−ng l−u l−îng l¹i kh«ng lín l¾m.
Mùc n−íc cao nhÊt trong T§A vµ ®−êng ph©n bè ¸p lùc lín nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn n−íc cã ¸p cã thÓ xuÊt hiÖn ë tæ hîp 1B1 hoÆc 1B2, theo kinh nghiÖm th× th−êng xuÊt hiÖn ë tæ hîp 1B1.
Mùc n−íc thÊp nhÊt trong T§A vµ ®−êng ph©n bè ¸p lùc nhá nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn n−íc cã ¸p cã thÓ xuÊt hiÖn ë tæ hîp 1B3 hoÆc 1B4, theo kinh nghiÖm th× th−êng xuÊt hiÖn ë tæ hîp 1B4.
2�Tæ hîp ®Æc biÖt vµ c¸c tæ hîp céng t¸c dông
A – C¸c tæ hîp c¾t t¶i toµn bé khi MNDGC.
Môc ®Ých x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn mùc n−íc cao nhÊt trong T§A vµ kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn c¸c ®−êng ph©n bè ¸p lùc lín nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn n−íc cã ¸p.
KÞch b¶n: (n) tæ m¸y ®ang lµm viÖc víi kh¶ n¨ng ph¸t ®iÖn tèi ®a, th× gÆp sù cè ph¶i c¾t t¶i ®ét ngét. Mùc n−íc th−îng l−u (Ztl) lµ MNDGC, mùc n−íc h¹ l−u (Zhl)
lÊy thiªn lín, l−u l−îng mét tæ m¸y tttt
tm QZhlZtl
HQ
−= (Tæ hîp 2A1).
Mùc n−íc cao nhÊt trong T§A vµ ®−êng ph©n bè ¸p lùc lín nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn n−íc cã ¸p ë tæ hîp nµy cã thÓ nguy hiÓm h¬n kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë c¸c tæ hîp c¬ b¶n.
- 32 -
- 33 -
B – C¸c tæ hîp céng t¸c dông.
Môc ®Ých x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn mùc n−íc cao nhÊt (ë 3/4 chu kú dao ®éng cña th¸p) vµ mùc n−íc thÊp nhÊt (ë 1/4 chu kú dao ®éng thø 2 cña th¸p) trong T§A vµ kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn c¸c ®−êng ph©n bè ¸p lùc lín nhÊt, nhá nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn n−íc cã ¸p.
KÞch b¶n: (n-1) tæ m¸y ®ang lµm viÖc víi kh¶ n¨ng ph¸t ®iÖn tèi ®a, ta tiÕn hµnh t¨ng t¶i tæ m¸y cuèi cïng ®Õn hÕt kh¶ n¨ng lµm viÖc cña nã, sau 1/2 chu kú dao ®éng cña th¸p ®iÒu ¸p th× gÆp sù cè ph¶i c¾t t¶i ®ét ngét.
1. Mùc n−íc th−îng l−u vµ mùc n−íc h¹ l−u lÊy theo tæ hîp nguy hiÓm h¬n trong 2 tæ hîp 1B1 vµ 1B2 (Tæ hîp 2B1). Tæ hîp nµy cã thÓ xuÊt hiÖn mùc n−íc lín nhÊt trong T§A vµ ph©n bè ¸p lùc lín nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn cã ¸p.
2. Mùc n−íc th−îng l−u vµ mùc n−íc h¹ l−u lÊy theo tæ hîp nguy hiÓm h¬n trong 2 tæ hîp 1B3 vµ 1B4 (Tæ hîp 2B2). Tæ hîp nµy cã thÓ xuÊt hiÖn mùc n−íc thÊp nhÊt trong T§A vµ ph©n bè ¸p lùc nhá nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn cã ¸p.
3�Tæng hîp kÕt qu¶ tõ c¸c tæ hîp tÝnh to¸n
Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n, cã thÓ ®−a ra c¸c biÖn ph¸p, chÕ ®é vËn hµnh tr¹m thuû ®iÖn hîp l y ®Ó tr¸nh c¸c tæ hîp nguy hiÓm.
Mùc n−íc cao nhÊt vµ thÊp nhÊt trong th¸p ®iÒu ¸p lµ mùc n−íc cao nhÊt vµ thÊp nhÊt trong tÊt c¶ c¸c tæ hîp tÝnh to¸n mµ trong thùc tÕ vËn hµnh c«ng tr×nh sau nµy cã thÓ xÈy ra.
Cao tr×nh ®¸y th¸p ®iÒu ¸p vµ ®Ønh th¸p ®iÒu ¸p ®−îc tÝnh tõ c¸c mùc n−íc cao nhÊt vµ thÊp nhÊt céng víi hoÆc trõ ®i ®é cao an toµn. §é cao an toµn lÊy theo quy ph¹m vµ nã phô thuéc vµo mùc n−íc cao nhÊt vµ mùc n−íc thÊp nhÊt nªu trªn xuÊt hiÖn ¬ tæ hîp nµo.
§−êng ph©n bè ¸p lùc lín nhÊt vµ nhá nhÊt trong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn ¸p lùc ph¶i lµ ®−êng bao cña tÊt c¶ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®−êng ph©n bè ¸p lùc cña tÊt c¶ c¸c tæ hîp tÝnh to¸n mµ cã thÓ xÈy ra trong thùc tÕ vËn hµnh c«ng tr×nh sau nµy.
