Giáo trình Nhà máy thủy điện

Chia sẻ: Gió Biển | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:125

Thêm vào BST

Báo xấu

584
lượt xem 165
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Nhà máy thủy điện" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Các đặc trưng của dòng chảy tự nhiên, hồ chứa và cột nước của nhà máy thủy điện, điều tiết dòng chảy, chế độ làm việc ngày của nhà máy thủy điện trong hệ thống điện,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Nhà máy thủy điện

L∙ V¨n ót, ®Æng quèc thèng ng« v¨n d−ìng Nhµ m¸y thñy ®iÖn Hµ néi 12 - 2005
Më ®Çu I. . C«ng nghÖ n¨ng l−îng vµ vai trß cña thñy n¨ng §iÖn n¨ng cÇn ®−îc t¹o ra tõ c¸c d¹ng n¨ng l−îng kh¸c tiÒm tμng trong tù nhiªn nhê c«ng nghÖ biÕn ®æi n¨ng l−îng. Ch¼ng h¹n, nhiÖt n¨ng tiÒm tμng trong c¸c d¹ng nhiªn liÖu (than ®¸, dÇu má, khÝ ®èt ...) ®−îc gi¶i phãng qua ph¶n øng ch¸y, biÕn ®æi thμnh c¬ n¨ng vμ cuèi cïng thμnh ®iÖn n¨ng ë c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn. C¬ n¨ng cña dßng n−íc (s«ng, suèi, thñy triÒu ...) ®−îc biÕn thμnh ®iÖn n¨ng ë c¸c nhµ m¸y thñy ®iÖn. T¹i c¸c nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö, n¨ng l−îng gi¶i phãng tõ ph¶n øng h¹t nh©n (cña c¸c nguyªn tè cã nguyªn tö l−îng lín - U235) còng ®−îc biÕn thμnh ®iÖn n¨ng qua c¸c qu¸ tr×nh biÕn ®æi nhiÖt → c¬ → ®iÖn tõ. Ngoμi c¸c c«ng nghÖ quan träng nãi trªn nh÷ng c«ng nghÖ n¨ng l−îng míi còng ®ang ®−îc nghiªn cøu ¸p dông nh−: n¨ng l−îng mÆt trêi, n¨ng l−îng ®Þa nhiÖt, n¨ng l−îng giã, n¨ng l−îng sinh khèi, sinh khÝ ... LÞch sö ph¸t triÓn cho thÊy tØ lÖ c¸c d¹ng n¨ng l−îng tù nhiªn ®−îc biÕn ®æi khai th¸c kh«ng gièng nhau vμ cã sù biÕn ®éng m¹nh theo thêi gian (h×nh 1). Vμo nh÷ng n¨m 50 cña thÕ kû tr−íc, tuyÖt ®¹i ®a sè ®iÖn n¨ng ®−îc s¶n suÊt ra lμ ë c¸c nhμ m¸y nhiÖt ®iÖn (trªn 90%). Tuy nhiªn theo thêi gian tØ lÖ ®iÖn n¨ng do c¸c nhμ m¸y nhiÖt ®iÖn ph¸t ra cã xu h−íng gi¶m dÇn, thuû ®iÖn t¨ng dÇn vμ cã sù ph¸t triÓn nhanh cña phÇn ®iÖn n¨ng do c¸c nhμ m¸y ®iÖn nguyªn tö s¶n xuÊt. §iÒu nμy cã thÓ gi¶i thÝch ®−îc bëi sù c¹n dÇn cña c¸c lo¹i nhiªn liÖu vμ nhu cÇu øng dông nã vμo c¸c lÜnh vùc kinh tÕ kh¸c ngμy cμng cã gi¸ trÞ h¬n. (VÝ dô sö dông than ®¸, dÇu má, khÝ ®èt nh− lμ nguyªn liÖu s¶n xuÊt chÊt dÎo, t¬ nh©n t¹o, vËt liÖu míi ...). Trong khi ®ã kü thuËt x©y dùng vμ khai th¸c thuû n¨ng l¹i cã nh÷ng b−íc thay ®æi v−ît bËc, cho phÐp l¾p ®Æt nh÷ng tæ m¸y c«ng suÊt lín, ®¾p ®Ëp ng¨n s«ng x©y dùng nh÷ng NMT§ khæng lå ( NMT§ Tam HiÖp, x©y dùng trªn s«ng D−¬ng Tö (TQ) víi tæng c«ng suÊt 26 x 700 MW = 18200 MW lμ mét vÝ dô) lμm cho gi¸ thμnh x©y dùng (tÝnh trªn mét ®¬n vÞ c«ng suÊt l¾p m¸y) ngμy cμng gi¶m. TÝnh chung trªn thÕ giíi, s¶n l−îng ®iÖn cña c¸c NMT§ s¶n suÊt ra hiÖn ®ang cung cÊp cho trªn 1/3 tæng s¶n l−îng ®iÖn tiªu thô. Mét sè n−íc cã tØ lÖ thuû ®iÖn lín
nh−: Cana®a (93%), PhÇn Lan (91%), Nauy (99%), Thuþ Sü (99,5%). ViÖt Nam, theo con sè thèng kª n¨m 1997 tØ lÖ thuû ®iÖn chiÓm 65% tæng s¶n l−îng ®iÖn n¨ng s¶n xu©t vμ tiªu thô toμn quèc. II. Vµi nÐt vÒ ph¸t triÓn thuû ®iÖn ë ViÖt Nam TÝnh ®Õn n¨m 1954 (sau kh¸ng chiÕn chèng Ph¸p) s¶n l−îng ®iÖn n¨ng ViÖt nam nãi chung vμ thuû ®iÖn nãi riªng hÇu nh− ch−a cã g×. Tuy nhiªn, miÒn B¾c ®· cã c¸c NMT§ Tμ Sa, Na NgÇn, Bμn Th¹ch; miÒn Nam cã NMT§ §a Nhim (c«ng suÊt 4 x 40 = 160 MW). N¨m 1971 do LX cò gióp x©y dùng ®· kh¸nh thμnh NMT§ Th¸c Bμ víi c«ng suÊt 3 x 36 = 108 MW. Lóc nμy tæng c«ng suÊt cña c¸c NMN§ miÒn B¾c vÉn ch−a v−ît qu¸ 100 MW, nghÜa lμ thuû n¨ng ®· gi÷ tØ lÖ quan träng trong HT§ ViÖt Nam tõ nh÷ng ngμy ®Çu x©y dùng. N¨m 1992 NMT§ Hoμ B×nh ®· x©y dùng vμ l¾p ®Æt xong ®Õn tæ m¸y cuèi cïng víi tæng c«ng suÊt lªn tíi 1920 MW (8 x 240 MW). Vμo thêi ®iÓm nμy tæng c«ng suÊt tiªu thô cña HT§ miÒn B¾c lóc cùc ®¹i chØ vμo kho¶ng 1100 MW, do ®ã ®−êng d©y siªu cao ¸p 500 KV ®−îc x©y dùng gÊp rót ®Ó t¶i ®iÖn n¨ng thõa cña NMT§ Hoμ B×nh vμo miÒn Nam (nhiÖt ®iÖn ë miÒn B¾c lóc nμy cßn cã c¸c nhμ m¸y Ph¶ L¹i 440 MW, Ninh B×nh 100 MW). TiÕp sau NMT§ Hoμ B×nh, ®Ó ®¸p øng nhu cÇu t¨ng tr−ëng nhanh cña phô t¶i ®iÖn, lÇn l−ît nhiÒu NMT§ lín ®−îc x©y dùng vμ ®−a vμo vËn hμnh. Cã thÓ nhËn thÊy r»ng (xem b¶ng) HT§ ViÖt Nam cã mét tiÒm n¨ng thuû ®iÖn kh¸ lín. TØ lÖ thuû n¨ng chiÕm cao trong tæng s¶n l−îng ®iÖn n¨ng toμn quèc. Thuû ®iÖn, cã thÓ ph¸t triÓn kh¾p c¶ 3 miÒn. MiÒn B¾c cã thÓ x©y dùng nh÷ng NMT§ lín do nh÷ng dßng s«ng lín, ®é dèc cao. MiÒn Trung cã nhiÒu thuû ®iÖn nhá (s«ng cã ®é dèc lín, nh−ng l−u l−îng l¹i bÐ), miÒn Nam cã kh¶ n¨ng x©y dùng mét sè NMT§ c«ng suÊt trung b×nh (®é dèc c¸c dßng s«ng th−êng kh«ng lín). Qu¸ khø (cho ®Õn hiÖn t¹i) thuû ®iÖn ViÖt Nam ®· cã mét lÞch sö ph¸t triÓn m¹nh mÏ, tiÒm n¨ng thuû ®iÖn Viªt Nam cßn rÊt dåi dμo, t−¬ng lai thuû ®iÖn ViÖt Nam sÏ cßn ph¸t triÓn vμ chiÕm vÞ trÝ quan träng trong HT§ ViÖt Nam.
B¶ng 1. C¸c NMT§ ®ang vËn hµnh Nhà máy Tỉnh Công Chiều Chiều Năm Sản lượng điện năng Nước Giá thủy điện suất đặt cao đập cao đưa hàng năm (GWh) hợp tác xây (MW) (m) cột vào thiết kế thực tế xây dựng nước vận dựng (106 (m) hành USD) Da Nhim Lam Dong - 4 x 40 38 741 1964 1 055 809 Japon 50 Ninh Thuan Thac Ba Yen Bai 3 x 36 45 30 1972 416 450 URSS 110 Hoa Binh Hoa Binh 8 x 240 128 88 1984 8 100 7 200 URSS 1 500 Tri An Dong Nai 4 x 100 40 50 1988 1 760 1 400 URSS 400 Vinh Son Binh Dinh 2 x 33 37 + 40 612 1994 228 252 France 70 Thac Mo Binh Phuoc 2 x 75 46 90 1995 640 600 Ukraine 150 Song Hinh Phu Yen 2 x 75 43 148 1999 378 320 Suède 100 Ham Thuan Lam Dong - 2 x 150 93,5 250 2001 1 017 800 Japon 300 Binh Thuan Dami Lam Dong - 2 x 87,5 72 143 2001 590 500 Japon 180 Binh Thuan Yali Gia Lai - 4 x 180 7 190 2001 3 650 3 300 Ukraine 700 Kontum Russie B¶ng 2. C¸c NMT§ ®ang x©y dùng Giai ®o¹n 2002 - 2005 NMT§ C«ng suÊt ®Æt Khëi c«ng Vμo vËn hμnh Ghi chó 1 Se San 3 300 2002 2005 2 Th¸c M¬ 50 2005 më réng 3 CÇn §¬n 72 2005 BOT Giai ®o¹n 2006 - 2010 4 Tuyªn Quang 342 2002 2006-2007 5 §¹i Ninh 300 2003 2006-2007 6 Rμo Qu¸n 70 2003 2007 7 A V−¬ng I 170 2003 2007 8 Pleikrong 110 2003 2007 9 Ban La 300 2004 2008-2009 10 §ång Nai 3-4 510 2005 2009-2010 11 Bu«n Ku¬p 280 2003 2008-2009 12 S«ng Ba H¹ 250 2005 2009-2010 13 S«ng Tranh 2 135 2005 2009-2010 14 KonTum Th−îng 220 2006 2010 15 S«ng Con 2 69 2006 2009-2010 16 B¶n Chac-Huéi Qu¶ng 740 2006 2009-2011 17 §¾c Rinh 97 2006 2009-2010 18 Ea Krong 65 2004 2008-2009
B¶ng 3. C¸c NMT§ lín trªn thÕ giíi Itaipú Brazil/Paraguay 1984/1991/2003 14000 MW 93.4 TW-hours Guri Venezuela 1986 10200 MW 46 TW-hours Grand Coulee hoa Kỳ 1942/1980 6809 MW 22.6 TW-hours Sayano Shushenskaya Nga 1983 6721 MW 23.6 TW-hours Robert-Bourassa Canada 1981 5616 MW Thác Churchill Canada 1971 5429 MW 35 TW-hours Yaciretá Argentina/Paraguay 1998 4050 MW 19.1 TW-hours Iron Gates Rumani/Serbia 1970 2280 MW 11.3 TW-hours Aswan Ai Cập 1970 2100 MW • Đập Tam Hiệp, Trung Quốc. Phát điện lần đầu tháng Bảy 2003, dự kiến hoàn thành 2009, 18200 MW Các nước có công suất thuỷ điện lớn nhất • Canada, 341312 GWh (66954 MW đã lắp đặt) • Hoa Kỳ, 319484 GWh (79511 MW đã lắp đặt) • Brazil, 285603 GWh (57517 MW đã lắp đặt) • Trung Quốc, 204300 GWh (65000 MW đã lắp đặt) • Nga, 169700 GWh (46100 MW đã lắp đặt) (2005) • Na Uy, 121824 GWh (27528 MW đã lắp đặt)
Ch−¬ng I Kh¸i niÖm vÒ sö dông n¨ng l−îng dßng n−íc vμ nhμ m¸y thuû ®iÖn 1.1 N¨ng l−îng cña dßng n−íc vµ kh¶ n¨ng sö dông Mét dßng ch¶y tù nhiªn cã s¬ ®å mÆt c¾t däc nh− trªn h×nh vÏ (h×nh 1.1), trªn ®ã xÐt 2 mÆt c¾t ngang I-I vμ II-II (ë c¸c vÞ trÝ bÊt kú). T¹i mÆt c¾t I-I, gäi chiÒu cao møc n−íc lμ z1, vËn tèc trung b×nh cña dßng ch¶y lμ v1, ¸p suÊt trong lßng n−íc lμ p1. Ký hiÖu t−¬ng tù c¸c th«ng sè cho mÆt c¾t II-II. I z 1, v 1 , p 1 W H II ΔH I z2, v2, p2 ▼0 II H×nh 1.1 S¬ ®å tÝnh to¸n tiÒm n¨ng cña dßng s«ng XÐt mét khèi n−íc W ®ang chuyÓn ®éng t¹i I-I. Theo lý thuyÕt ®éng lùc häc chÊt láng, n¨ng l−îng chøa trong khèi n−íc W nμy cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc sau: ⎛ p1 α 1v12 ⎞ E1 = ⎜⎜ z1 + + ⎟γ w , kgm ⎝ γ 2 g ⎟⎠ Trong ®ã: z1 - ®é cao cña mÆt c¾t I-I; γ - träng l−îng riªng cña n−íc (1000 kg/m3);
v1, p1 - vËn tèc vμ ¸p suÊt trung b×nh cña dßng ch¶y t¹i mÆt c¾t I-I; g = 9,81 m/sec2 - gia tèc r¬i tù do bëi träng tr−êng. α1 - hÖ sè hiÖu chØnh kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña dßng ch¶y trªn mÆt c¾t. NÕu vËn tèc nh− nhau trªn toμn bé diÖn tÝch mÆt c¾t th× α1 = 1. Ng−îc l¹i, cÇn lÊy gi¸ trÞ kh¸c ®i, tÝnh theo c«ng thøc: ∫∫ω u dω 3 α= , víi : ω - diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña dßng ch¶y, u lμ v 3ω vËn tèc t¹i vi ph©n diÖn tÝch dω, v lμ vËn tèc trung b×nh. Th«ng th−êng cã thÓ coi gÇn ®óng ω ≈ 1. ThÓ tÝch n−íc W tÝnh b»ng m3. Trong lý thuyÕt thuû khÝ ®éng häc, thμnh phÇn trong ngoÆc ®−îc gäi lμ cét ¸p, cã thø nguyªn lμ m. Nã bao gåm thμnh phÇn cét ¸p thuû tÜnh (z +p/γ) vμ cét ¸p thuû ®éng v2/2g. VÒ trÞ sè, cét ¸p b»ng n¨ng l−îng chøa trong mét ®¬n vÞ träng l−îng n−íc d−íi d¹ng thÕ n¨ng (t−¬ng øng víi cét ¸p thuû tÜnh) vμ ®éng n¨ng (cét ¸p thuû ®éng). Víi dßng ch¶y lý t−ëng, kh«ng tæn hao vμ chØ chÞu t¸c dông lùc träng tr−êng th× cét ¸p t¹i mäi vÞ trÝ mÆt c¾t ®Òu b»ng nhau vμ n¨ng l−îng chøa trong khèi n−íc W sÏ kh«ng ®æi khi chuyÓn ®éng. §èi víi dßng ch¶y cña c¸c dßng s«ng n¨ng l−îng lu«n lu«n bÞ tæn thÊt (do cã mét phÇn biÕn thμnh c«ng bμo mßn ®Êt ®¸, vËn chuyÓn phï sa ...). V× thÕ khi chuyÓn ®éng ®Õn mÆt c¾t II-II, n¨ng l−îng chøa trong khèi n−íc W chØ cßn l¹i lμ : ⎛ p α v2 ⎞ E2 = ⎜⎜ z 2 + 2 + 2 2 ⎟⎟ γ w < E1 . ⎝ γ 2g ⎠ PhÇn n¨ng l−îng mÊt m¸t ®Ó sinh c«ng cã thÓ tÝnh ®−îc : ⎛ p − p2 α 1v12 − α 2 v22 ⎞ ΔE = E1 − E2 = ⎜⎜ z1 − z 2 + 1 + ⎟⎟ γ w , (kgm) . ⎝ γ 2 g ⎠ Th«ng th−êng víi c¸c dßng ch¶y tù nhiªn p vμ v Ýt thay ®æi (nÕu coi tiÕt diÖn mÆt c¾t ngang ®ång ®Òu vμ ¸p suÊt khÝ quyÓn trªn mÆt tho¸ng nh− nhau t¹i mäi n¬i),
khi ®ã c«ng do khèi n−íc W sinh ra khi chuyÓn ®éng tõ I-I ®Õn II-II cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc gÇn ®óng: ΔE ≈ ( z1 − z 2 )γ W = ΔH .γ .W . (1-1) B©y giê nÕu xÐt khèi n−íc W cã thÓ tÝch b»ng tæng l−îng n−íc cña dßng s«ng ch¶y qua mÆt c¾t trong thêi gian 1 sec (nghÜa lμ ®óng b»ng trÞ sè l−u l−îng n−íc Q cña dßng ch¶y), ®ång thêi xÐt kho¶ng c¸ch tõ I-I ®Õn II-II lμ toμn bé chiÒu dμi cña dßng s«ng th× ΔE lμ sÏ c«ng cña c¶ dßng s«ng sinh ra trong 1 gi©y ( hay còng chÝnh lμ c«ng suÊt cña nã, ký hiÖu lμ N), ta cã thÓ viÕt l¹i : N = ( z1 − z 2 )γ Q = H .γ .Q , kgm / s . NÕu ®æi sang tÝnh b»ng kW (1kW = 102 kgm/s) th× c«ng thøc trë thμnh: N = 9,81.H.Q , kW . (1-2) C«ng thøc trªn th−êng ®−îc dïng ®Ó ®¸nh gi¸ tr÷ l−îng thuû n¨ng cña dßng s«ng. TrÞ sè tÝnh ®−îc chÝnh lμ c«ng suÊt tæng céng mμ dßng s«ng cã thÓ sinh ra ®−îc (cßn ®−îc gäi lμ tiÒm n¨ng cña dßng s«ng). DÔ thÊy, trÞ sè nμy kh¸c rÊt xa víi tiÒm n¨ng thuû ®iÖn, bëi con ng−êi chØ cã thÓ tËn dông ®−îc mét phÇn n¨ng l−îng ë nh÷ng ®o¹n nhá ΔH cña dßng s«ng. Còng tõ c¸c c«ng thøc tÝnh n¨ng l−îng cña dßng ch¶y nh− ®· nªu trªn (c«ng thøc 1-1) ta cßn nhËn thÊy r»ng n¨ng, l−îng tiÒm tμng trong mçi dßng s«ng ®−îc ph©n bè tr¶i kh¾p theo chiÒu dμi dßng ch¶y. Mét ®o¹n ng¾n bÊt kú cña dßng s«ng ®Òu cã chøa mét n¨ng l−îng, tÝnh ®−îc theo (1-1). Tuy nhiªn mËt ®é ph©n bè kh«ng ®Òu, ®o¹n cã ®é dèc cμng lín th× mËt ®é n¨ng l−îng tËp trung cμng cao (do ΔH lín). §ã còng chÝnh lμ nh÷ng vÞ trÝ thuËn lîi ®Ó x©y dùng NMT§. Ngoμi ra, dùa theo (1-1) vμ (1-2) ta còng cã thÓ trùc tiÕp ®−a ra c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt cho nhμ m¸y thuû ®iÖn: NT§ = 9,81. η.Q.H0 (kW). (1-3) Trong ®ã: H0 - chªnh lÖch møc n−íc ë phÝa tr−íc vμ phÝa sau NMT§, cßn gäi lμ cét n−íc h×nh häc cña nhμ m¸y; Q - l−u l−îng n−íc ch¶y qua NMT§ ; η - hiÖu suÊt chung cña NMT§;
Víi viÖc xÐt ®Õn hiÖu suÊt biÕn ®æi n¨ng l−îng η nªu trªn, c«ng suÊt tÝnh theo (1-3) cho NMT§ chÝnh lμ c«ng suÊt ®iÖn ph¸t ra cña c¸c m¸y ph¸t. Cã thÓ x¸c ®Þnh gÇn ®óng hiÖu suÈt : η = ηT.ηF ; ë ®©y ηT - lμ hiÖu suÊt cña tua bin n−íc kÓ c¶ ®Õn tæn thÊt n¨ng l−îng ®−êng èng; ηF - hiÖu suÊt cña m¸y ph¸t; Víi ηT = (0,88 - 0,91), ηF = (0.95 - 0.98), khi thiÕt kÕ tÝnh gÇn ®óng cã thÓ lÊy η ≈ 0,86. Khi ®ã thay vμo (1-3) ta cã : NT§ ≈ 8,3.Q.H0 (kW). (1-4) C«ng thøc trªn th−êng ®−îc dïng ®Ó ®¸nh gi¸ s¬ bé c«ng suÊt cña NMT§ khi thiÕt kÕ. Thùc ra khi x¸c ®Þnh c«ng suÊt NMT§ theo (1-3) hoÆc (1-4) ta ®· bá qua c¶ chªnh lÖch ¸p suÊt vμ vËn tèc dßng ch¶y ë tr−íc vμ sau NMT§ (tÝnh ë cöa vμo vμ ra cña thiÕt bÞ thuû n¨ng), bëi H0 míi chØ xÐt ®Õn chªnh lÖch cét ¸p thuû tÜnh. Khi xÐt ®Çy ®ñ c¸c tæn thÊt cét n−íc cña NMT§ cÇn tÝnh theo c«ng thøc: p1 − p2 α1v12 − α 2 v22 H = z1 − z 2 + + , γ 2g cßn c«ng suÊt NMT§ khi ®ã lμ: N = 9,81.η.Q.H (kW) sÏ phô thuéc phøc t¹p vμo nhiÒu yÕu tè h¬n (H kh«ng cßn lμ h»ng sè). 1.2 C¸c lo¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn Tõ c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt cña NMT§ cã thÓ thÊy r»ng viÖc t¹o ra chªnh lÖch møc n−íc H0 lμ ®iÒu kiÖn tiªn quyÕt cho viÖc x©y dùng NMT§. ChÝnh v× thÕ c¸c ph−¬ng ¸n kh¸c nhau t¹o ra chªnh lÖch møc n−íc còng ®ång thêi lμ ®iÒu kiÖn ph©n lo¹i c¸c nhμ m¸y thuû ®iÖn. 1. Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp B»ng c¸ch x©y dùng c¸c ®Ëp ch¾n ngang s«ng cã thÓ lμm cho møc n−íc ë tr−íc ®Ëp d©ng cao t¹o ra cét n−íc H0 ®Ó x©y dùng NMT§. Khi ®ã ta cã NMT§ kiÓu ®Ëp. §Ëp cμng cao th× c«ng suÊt cña NMT§ cã thÓ nhËn ®−îc cμng lín. Tuy nhiªn chiÒu cao ®Ëp cÇn ph¶i ®−îc lùa chän kü l−ìng theo c¸c ®iÒu kiÖn kinh tÕ - kü
thuËt vμ hμng lo¹t nh÷ng yÕu tè an toμn kh¸c (liªn quan ®Õn m«i tr−êng, di d©n, quèc phßng...). MÆt kh¸c khi x©y dùng ®Ëp cao n−íc d©ng lªn cã thÓ lμm ngËp nh÷ng khu vùc quan träng (®«ng d©n, thÞ trÊn cæ, hÇm má ch−a khai th¸c...). NhiÒu tr−êng hîp, ®©y l¹i lμ yÕu tè chÝnh h¹n chÕ chiÒu cao cña ®Ëp. Nãi chung NMT§ kiÓu ®Ëp th−êng cã thÓ x©y dùng thuËn lîi ë nh÷ng n¬i dßng ch¶y cã ®é dèc lín, ch¶y ngang qua thung lòng cña nh÷ng qu¶ ®åi. Trong tr−êng hîp nμy, vïng ngËp n−íc dÔ h¹n chÕ ®−îc trong khu vùc thung lòng, trong khi chØ cÇn x©y dùng c¸c ®Ëp ng¾n nèi gi÷a c¸c qu¶ ®åi ®Ó ch¾n dßng s«ng. Hå chøa ®Ëp ΔH NM Ho II I Nói ®åi S«ng cò ®Ëp NM I Vïng ngËp n−íc II H×nh 1.2. S¬ ®å NMT§ kiÓu ®Ëp Nhμ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp cã c¸c −u ®iÓm sau: - Cã thÓ t¹o ra nh÷ng NMT§ c«ng suÊt rÊt lín, do cã kh¶ n¨ng tËn dông ®−îc toμn bé l−u l−îng cña dßng s«ng;
- Cã hå chøa n−íc, mμ hå chøa lμ mét c«ng cô hÕt hiÖu qu¶ ®Ó ®iÒu tiÕt n−íc vμ vËn hμnh tèi −u NMT§, ®iÒu tiÕt lò, phôc vô t−íi tiªu vμ nhiÒu lîi Ých kh¸c. C¸c nh−îc ®iÓm chÝnh cña NMT§ kiÓu ®Ëp: - Vèn ®Çu t− lín, thêi gian x©y dùng l©u; - Vïng ngËp n−íc cã thÓ ¶nh h−ëng nhiÒu ®Õn sinh th¸i m«i tr−êng (di d©n, thay ®æi khÝ hËu). Nhμ m¸y thuû ®iÖn kiÓu ®Ëp lμ lo¹i phæ biÕn nhÊt ®· x©y dùng trong thùc tÕ (trªn thÕ giíi còng nh− trong n−íc). ë n−íc ta c¸c NMT§ kiÓu ®Ëp còng lμ lo¹i chñ yÕu: Hoμ B×nh, Th¸c Bμ, TrÞ An, Th¸c M¬, ... CÇn nãi thªm lμ, cã thÓ x©y dùng nèi tiÕp rÊt nhiÒu NMT§ kiÓu ®Ëp trªn cïng mét dßng s«ng. Trong tr−êng hîp nh− vËy hiÖu qu¶ ®iÒu tiÕt vËn hμnh phèi hîp cña c¸c NMT§ sÏ tèt h¬n khi chØ cã mét NMT§ (xem ch−¬ng 4). 2. Nhµ m¸y thuû ®iÖn kiÓu kªnh dÉn Cét n−íc cña NMT§ cßn cã thÓ t¹o ra ®−îc b»ng viÖc sö dông c¸c kªnh dÉn. Tr−êng hîp chung nhÊt kªnh bao gåm 2 phÇn: phÇn ®Çu ®−îc x©y dùng d−íi d¹ng c¸c kªnh dÉn hë (cßn gäi lμ kªnh dÉn kh«ng ¸p). PhÇn nμy cã nhiÖm vô dÉn n−íc tõ n¬i mμ dßng chμy cã møc n−íc cao ®Õn n¬i mμ dßng ch¶y cã møc n−íc thÊp (vÞ trÝ x©y dùng NMT§) nh−ng gi÷ nguyªn møc n−íc (kªnh cã ®é dèc rÊt nhá). PhÇn cuèi lμ c¸c èng dÉn kÝn (cßn ®−îc gäi lμ kªnh dÉn cã ¸p). PhÇn nμy cã nhiÖm vô ®−a n−íc tõ trªn cao xuèng thÊp ®Ó ch¹y tuabin. Do dßng ch¶y trong èng kÝn b¶o toμn ®−îc cét ¸p thñy tÜnh nªn cét n−íc cña NMT§ cã thÓ ®−îc tÝnh nh− tõ møc n−íc cuèi kªnh dÉn hë (phÝa trªn èng dÉn kÝn) ®Õn møc n−íc phÝa sau NMT§. DÔ thÊy, cét n−íc cña NMT§ kiÓu kªnh dÉn cã thÓ rÊt lín nÕu nguån n−íc lÊy ®−îc xuÊt ph¸t tõ vÞ trÝ cao. Còng cÇn nãi thªm lμ s¬ ®å cÊu tróc cña NMT§ kiÓu kªnh dÉn nªu trªn nh»m minh häa nguyªn lý chung (trong ®ã kªnh gåm 2 phÇn). Thùc tÕ kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i cã phÇn kªnh dÉn hë. PhÇn nμy chØ ®−îc t¹o ra khi cã thÓ (víi ®Þa h×nh cho phÐp) vμ ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ (cã vèn ®Çu t− nhá h¬n èng dÉn kÝn). Cã tr−êng hîp phÇn kªnh dÉn hë
®−îc thay thÕ b»ng hÇm dÉn n−íc (h×nh 1.4). ¸p lùc n−íc trong hÇm cã thÓ lín h¬n ¸p suÊt khÝ quyÓn (do cã ®é dèc), nh−ng th−êng kh«ng lín. §Ëp thÊp BÓ ®iÒu tiÕt Kªnh dÉn ΔH Ho èng dÉn kÝn S«ng c¹n NM BÓ ®iÒu tiÕt Kªnh dÉn §Ëp thÊp NM S«ng c¹n H×nh 1.3. S¬ ®å NMT§ kªnh dÉn DÔ thÊy, −u ®iÓm næi bËt cña NMT§ kªnh dÉn lμ vèn ®Çu t− nhá, c«ng suÊt æn ®Þnh (Ýt phô thuéc vμo møc n−íc). §Þa h×nh thÝch hîp cho NMT§ kªnh dÉn lμ vïng nói ®åi, n¬i cã c¸c dßng s«ng (suèi) dèc ch¶y tõ trªn cao xuèng. Còng cã khi lμ n¬i cã 2 con s«ng ch¶y c¹nh nhau víi møc n−íc chªnh lÖch lín. Trong tr−êng hîp nμy kªnh ®−îc x©y dùng dÉn n−íc tõ dßng s«ng cã møc n−íc cao sang dßng s«ng cã
møc n−íc thÊp. Nhμ m¸y ®−îc x©y dùng gÇn bê s«ng cã møc n−íc thÊp vμ x¶ n−íc vμo dßng s«ng nμy. Cöa nhËn n−íc Th¸p ®iÒu ¸p HÇm dÉn n−íc H0 NM èng dÉn kÝn S«ng c¹n §Ëp thÊp NM Cöa nhËn n−íc HÇm dÉn n−íc Th¸p ®iÒu ¸p H×nh 1.4. S¬ ®å NMT§ kªnh dÉn (cã hÇm dÉn n−íc) Nh−îc ®iÓm chÝnh cña NMT§ kiÓu kªnh dÉn lμ kh«ng cã hå chøa n−íc, do ®ã kh«ng cã kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt n−íc vμ ®iÒu chØnh c«ng suÊt. Kh¾c phôc nh−îc ®iÓm nμy trong nhiÒu tr−êng hîp, víi ®Þa h×nh cho phÐp, ng−êi ta x©y dùng c¸c hå nh©n t¹o ë c¸c vÞ trÝ cao (cuèi cña c¸c kªnh dÉn hë). Tuy nhiªn khi ®ã vèn ®Çu t− tæng céng cña c«ng tr×nh l¹i t¨ng lªn.
Mét vÝ dô ®iÓn h×nh cho NMT§ kªnh dÉn ë ViÖt Nam lμ thñy ®iÖn §a Nhim. Nhμ m¸y nμy ®−îc x©y dùng tõ nh÷ng n¨m 60 (cña thÕ kû tr−íc). Kªnh gåm 2 èng kÝn dμi gÇn 3 km dÉn n−íc tõ thung lòng trªn ®Ønh cao nguyªn §μ L¹t (hå §a Nhim) xuèng vïng ®Êt thÊp t¹o ra cét n−íc tíi 1020 m. Nhê cét n−íc rÊt lín nªn chØ víi l−u l−îng nhá c«ng suÊt nhμ m¸y ®· rÊt ®¸ng kÓ. 3. Nhµ m¸y thñy ®iÖn kiÓu hçn hîp vµ nguyªn t¾c chung n©ng cao c«ng suÊt cho c¸c nhµ m¸y thñy ®iÖn §Ëp Hå chøa H0 H'0 NM èng dÉn kÝn H×nh 1.5. Nhμ m¸y thñy ®iÖn kiÓu hçn hîp Víi nh÷ng ®Þa h×nh thÝch hîp, b»ng viÖc kÕt hîp x©y dùng dËp víi kªnh dÉn, cã thÓ t¹o ra NMT§ cã c«ng suÊt lín, vèn ®Çu t− l¹i nhá. S¬ ®å ®iÓn h×nh cña NMT§ kiÓu hçn hîp nh− trªn h×nh (1.5). Hå x©y dùng ®−îc ë vÞ trÝ cao trong khi cã vÞ trÝ thÊp h¬n ®Ó bè trÝ nhμ m¸y (n¬i ®Æt tua-bin n−íc vμ m¸y ph¸t). TËn dông chªnh
lÖch ®é cao phÝa d−íi ®Ëp cã thÓ n©ng c«ng suÊt nhμ m¸y lªn ®¸ng kÓ trong khi chØ cÇn ®Çu t− thªm dμn èng dÉn n−íc tõ trªn cao xuèng thÊp. èng dÉn kÝn b¶o toμn cét ¸p nªn cét n−íc vÉn ®−îc tÝnh tõ mÆt tho¸ng cña hå (trªn cao) ®Õn møc n−íc h¹ l−u phÝa sau nhμ m¸y. Ngoμi −u ®iÓm vÒ kinh tÕ, nhμ m¸y cßn tæ hîp ®−îc c¸c −u ®iÓm cña NMT§ kiÓu ®Ëp vμ kiÓu kªnh dÉn nh−: cã cét n−íc cao, c«ng suÊt æn ®Þnh, cã kh¶ n¨ng ®iÒu tiÕt nhê hå chøa. Nhμ m¸y thñy ®iÖn Yaly vμ nhμ m¸y thñy ®iÖn Huéi Qu¶ng (ch−a x©y dùng) lμ nh÷ng vÝ dô rÊt ®iÓn h×nh cña NMT§ kiÓu hçn hîp ë ViÖt Nam. Hå chøa n−íc cña NMT§ Yaly cã ®é cao 515 m (so víi møc n−íc biÓn). Ng−êi ta x©y dùng mét ®−êng hÇm dÉn n−íc tõ hå xuèng vÞ trÝ thÊp (305 m) dμi tíi h¬n 4km ®Ó cung cÊp n−íc cho nhμ m¸y (n¬i l¾p ®Æt c¸c tua-bin vμ m¸y ph¸t). §Ëp vμ hå t¹o ra cét n−íc kh«ng lín (15m) nh−ng cã ý nghÜa tËp trung l−u l−îng n−íc. HÇm kÝn tÝch lòy cét n−íc rÊt lín (thªm gÇn 200m), nhê thÕ c«ng suÊt cña NMT§ ®−îc n©ng lªn rÊt cao (720 MW). Tõ cÊu tróc cña c¸c NMT§ ®· nªu (gÆp phæ biÕn nhÊt trong thùc tÕ) dÔ thÊy ®−îc nguyªn t¾c chung n©ng cao c«ng suÊt cho c¸c NMT§: ®ã lμ c¸c biÖn ph¸p tËp trung l−u l−îng vμ tËp trung ®é dèc (cét n−íc). Hå chøa cho phÐp tËp trung l−u l−îng (cã thÓ cña nhiÒu dßng ch¶y) cßn ®Ëp vμ kªnh dÉn tËp trung cét n−íc. Thùc chÊt lμ tËp trung c¸c l−îng n−íc vÒ vÞ trÝ cao so víi n¬i cã thÓ x©y dùng nhμ m¸y (cμng thÊp cμng tèt). Trong ph−¬ng ¸n NMT§ kiÓu ®Ëp (h×nh 1.1) n¨ng l−îng lóc ®Çu cña khóc s«ng tõ I-I ®Õn II-II ph©n bè gÇn nh− ®ång ®Òu theo chiÒu dμi (®é dèc lßng s«ng gÇn nh− nhau). Nhê cã ®Ëp d©ng n−íc lªn cao, ®é dèc dßng ch¶y tr−íc ®Ëp gi¶m nhiÒu (chØ cßn l¹i b»ng ΔH), ®éng n¨ng dßng ch¶y còng gi¶m nhiÒu do tiÕt diÖn hå më réng (biÕn thμnh thÕ n¨ng). Khi vËn tèc n−íc ch¶y trong hå ®ñ nhá th× ΔH còng nhá, khi ®ã gÇn nh− toμn bé ®é dèc cña dßng ch¶y tËp trung vÒ phÇn cuèi (tõ tr−íc ®Ëp cho ®Õn mÆt c¾t II-II), nãi kh¸c ®i, n¨ng l−îng dßng ch¶y ®−îc tËp trung ®Õn phÝa tr−íc ®Ëp. Víi ph−¬ng ¸n sö dông kªnh dÉn, ®é dèc cña kªnh lμm thay ®æi mËt ®é ph©n bè n¨ng l−îng cña dßng ch¶y. PhÇn ®Çu cña kªnh cã ®é dèc rÊt nhá ®Ó n¨ng l−îng tËp trung vμo cuèi.
Còng cÇn nãi thªm lμ, do èng kÝn b¶o toμn ®−îc cét ¸p nªn chØ cÇn tËp trung n¨ng l−îng dßng ch¶y ®Õn tr−íc c¸c èng dÉn kÝn, toμn bé n¨ng l−îng sÏ ®−îc nhËn ë ®Çu ra. Lîi dông ®Æc ®iÓm nμy ng−êi ta cã thÓ chän c¸c vÞ trÝ thuËn lîi ®Ó tËp trung n¨ng l−îng, vÝ dô c¸c hå chøa, bÓ chøa n−íc trªn cao. §Ó tËp trung l−u l−îng, cã thÓ sö dông c¸c ®Ëp thÊp ®Ó chÆn vμ ®æi h−íng dßng ch¶y, còng cã thÓ dïng b¬m. H×nh (1.6) minh häa ph−¬ng ¸n tËp trung cét n−íc b»ng b¬m. Thùc chÊt ph−¬ng ¸n nμy lμ tËp trung l−u l−îng n−íc cã cét n−íc H1 vμo vÞ trÝ cã cét n−íc H2 so víi nhμ m¸y. B¬m cÇn sö dông n¨ng l−îng ®iÖn ®Ó n©ng cao cét n−íc tr−íc khi tËp trung vμo hå chøa, nh−ng bï l¹i cã thÓ tËn dông ®−îc nguån n¨ng l−îng cña c¸c dßng ch¶y n»m trªn ®Þa h×nh kh«ng thuËn lîi dÉn n−íc ®Õn nhμ m¸y. BÓ chøa n−íc Tr¹m b¬m H2 H1 NM H×nh 1.6. TËp trung n−íc b»ng b¬m 4. Mét vµi nhµ m¸y thñy ®iÖn d¹ng kh¸c a. Nhµ m¸y thñy ®iÖn thñy triÒu T¹i nh÷ng vïng bê biÓn cã møc n−íc thñy triÒu lªn xuèng chªnh lÖch lín ( >7m ), lîi dông dßng n−íc ch¶y vμo vμ ch¶y ra ë c¸c cöa vÞnh (tù nhiªn hoÆc nh©n t¹o), ng−êi ta x©y dùng c¸c nhμ m¸y thñy ®iÖn (NM§ thñy triÒu). VÒ b¶n chÊt, thñy
triÒu lμ hiÖn t−îng n−íc biÓn d©ng lªn h¹ xuèng theo lùc hÊp dÉn cña mÆt tr¨ng. Theo chu kú th¸ng (©m lÞch), t¹i nh÷ng khu vùc mÆt tr¨ng ®i ngang qua møc n−íc biÓn ë ®ã d©ng lªn, h¹ xuèng mét lÇn. Cã nh÷ng vïng bê biÓn møc n−íc thñy triÒu lªn xuèng chªnh lÖch rÊt lín nh− vïng Fandi (Cana®a) 19m, T©y B¾c Mü 10m, Arcgentina 11m, mét sè vïng biÓn ë Anh, Ph¸p tíi 14m . T¹i mét sè khu vùc bê biÓn thuéc LX cò còng cã møc thñy triÒu chªnh lÖch lín nh− vÞnh Pengin (13,4m), Tugur vμ Megen (10m) ... cã thÓ x©y dùng ®−îc nh÷ng NM§ thñy triÒu c«ng suÊt rÊt lín. ë ViÖt Nam thñy triÒu (6-8)m xuÊt hiÖn ë c¸c khu vùc biÓn Mãng C¸i, Hμ Tiªn. TiÒm n¨ng lý thuyÕt cña n¨ng l−îng thñy triÒu trªn tr¸i ®Êt rÊt lín (2,5 lÇn tiÒm n¨ng cña tæng c¸c dßng s«ng). V× thÕ NM§ thñy triÒu lμ ®èi t−îng nghiªn cøu vμ x©y dùng ë rÊt nhiÒu n¬i. Z m Hmin Hmin Møc n−íc biÓn Cèng BiÓn Hmin Møc n−íc vÞnh Hmin VÞnh t NM P MW H0 VÞnh BiÓn t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t a) b) H×nh 1.7. Nhμ m¸y thñy ®iÖn thñy triÒu H×nh (1.7) m« t¶ cÊu tróc vμ ho¹t ®éng cña NM§ thñy triÒu ch¹y ®¬n. C«ng tr×nh chÝnh cña nhμ m¸y vÉn lμ ®Ëp ng¨n n−íc t¹i cöa vÞnh. Cã hÖ thèng cèng ®Ó ®iÒu khiÓn cét n−íc. HÖ thèng dÉn n−íc vμo tua-bin cña cña NM§ thñy triÒu th−êng cã
c¸c van mét chiÒu ®¶m b¶o cho n−íc ch¶y qua tua-bin theo mét chiÒu duy nhÊt trong khi n−íc vμo ra tõ biÓn ®Õn vÞnh ®æi chiÒu theo chu kú. §iÒu khiÓn cét n−íc b»ng hÖ thèng cèng theo thêi gian lªn xuèng cña thñy triÒu (t−¬ng øng víi ngμy ©m lÞch) lμ ph−¬ng thøc vËn hμnh c¬ b¶n cña NM§ thñy triÒu. CÇn lùa chän ®óng thêi ®iÓm chuyÓn ®æi ph−¬ng thøc vËn hμnh (h×nh 1.7,b): t1 - §ãng cèng, kh«ng ch¹y m¸y (chê ®Õn cét n−íc Hmin) ; t2 - §ãng cèng, ch¹y m¸y (ph¸t c«ng suÊt thiÕt kÕ) ; t3 - Më cèng, ngõng m¸y (n−íc vÞnh h¹ xuèng b»ng møc n−íc biÓn); t4 - §ãng cèng, kh«ng ch¹y m¸y (chê ®Õn cét n−íc Hmin) ; t5 - §ãng cèng, ch¹y m¸y (ph¸t c«ng suÊt thiÕt kÕ); t6 - Më c«ng, ngõng m¸y (n−íc vÞnh d©ng lªn b»ng møc n−íc biÓn); t7 - LÆp l¹i nh− giai ®o¹n t1. Do ph¶i cã c¸c thêi gian chê cét n−íc ®¹t ®Õn quy ®Þnh vËn hμnh nªn c«ng suÊt cña NM§ thñy triÒu ph¸t kh«ng liªn tôc vμ nhμ m¸y cÇn ®−îc nèi lμm viÖc víi hÖ thèng. Ngoμi ra, tua-bin cña NM§ thñy triÒu cßn cÇn ®−îc chÕ t¹o ®Æc biÖt ®Ó thÝch hîp lμm viÖc víi cét n−íc thÊp, nhê thÕ kho¶ng thêi gian lμm viÖc trong chu kú (øng víi H ≥ Hmin ) cã thÓ kÐo dμi. VÞnh th−êng cã thÓ tÝch rÊt lín, ®ñ n−íc cung cÇp cho nhiÒu tæ m¸y ®ång thêi vËn hμnh. V× thÕ c«ng suÊt tæng cña c¸c NM§ thñy triÒu cã thÓ rÊt lín, hμng n¨m cung cÊp cho hÖ thèng mét l−îng ®iÖn n¨ng ®¸ng kÓ. §Ó cã ®iÖn n¨ng ph¸t liªn tôc, ng−êi ta còng t¹o ra NM§ thñy triÒu lμm viÖc theo nhiÒu phÇn kh¸c nhau cña hå (vÞnh). Tuy nhiªn khi ®ã ®iÖn n¨ng tæng nhËn ®−îc lu«n thÊp h¬n cña nhμ m¸y lμm viÖc theo chu kú ®¬n. Trªn thÕ giíi nhiÒu NM§ thñy triÒu ®−îc x©y dùng víi c«ng suÊt rÊt lín. NM§ thñy triÒu Rance (Ph¸p) víi c«ng suÊt 400MW, hμng n¨m cung cÊp tíi 500.000 kWh ®iÖn n¨ng. ë LX cò, sau khi x©y dùng thö nghiÖm NM§ thñy triÒu ®Çu tiªn 400kW vμo n¨m 1968 (ë vïng biÓn Baenxova) ®· x©y dùng hμng lo¹t NM§ thñy triÒu c«ng suÊt lín vμo nh÷ng n¨m 1981-1985. §iÓn h×nh lμ c¸c NM§ thñy triÒu Lumb 300 MW, Mezen vμ Tugur (10.000MW), Pengin 30.000 MW. Vïng vÞnh
Fandi cña Canada cã c¸c nhμ m¸y Kamberland 1000MW, Kouwid 4000MW. ë Anh cã nhμ m¸y ®iÖn thñy triÒu Severn 4000MW. b. Nhµ m¸y thñy ®iÖn tÝch n¨ng §©y lμ kiÓu NMT§ kh«ng sö dông n¨ng l−îng cña dßng s«ng mμ nhiÖm vô cña nã chØ lμ biÕn ®æi 2 chiÒu: ®iÖn n¨ng cña HT§ thμnh c¬ n¨ng cña n−íc vμ ng−îc l¹i. V× kh«ng sö dông n¨ng l−îng cña dßng s«ng nªn vÞ trÝ x©y dùng NMT§ tÝch n¨ng th−êng ®−îc chän ë nh÷ng n¬i cã vÞ trÝ cao thuËn lîi x©y dùng ®−îc hå, bªn c¹nh khu vùc thÊp lu«n cã n−íc (dßng s«ng, ®Çm n−íc hoÆc bê biÓn) ®Ó cã thÓ b¬m n−íc lªn hå vμ tho¸t n−íc cho nhμm m¸y. −u tiªn c¸c vÞ trÝ gÇn c¸c trung t©m phô t¶i ®Ó gi¶m tæn thÊt cho l−íi. §«i khi cã thÓ kÕt hîp x©y dùng víi NMT§ th−êng (kiÓu hçn hîp) ë nh÷ng dßng s«ng nhá nh−ng l¹i cã hå cao, dung tÝch rÊt lín ®Ó ph¸t triÓn thªm c¸c tæ m¸y lμm viÖc theo kiÓu tÝch n¨ng. Hå chøa n−íc Th¸p ®iÒu ¸p H0 NM H×nh 1.8. Nhμ m¸y thñy ®iÖn tÝch n¨ng H×nh (1.8) m« t¶ NMT§ tÝch n¨ng cã s¬ ®å gièng nh− NMT§ kiÓu hçn hîp. Sù kh¸c biÖt chñ yÕu ë ®©y lμ trong nhμ m¸y võa cã tua-bin n−íc võa cã b¬m. Tua-bin ®Ó quay m¸y ph¸t ®iÖn khi cÇn ph¸t ®iÖn n¨ng vμo HT§, cßn b¬m sö dông ®iÖn
l−íi ®Ó b¬m n−íc lªn hå. Ng−êi ta còng chÕ t¹o kiÓu tua-bin n−íc ®Æc biÖt, cã thÓ lμm viÖc c¶ ë chÕ ®é b¬m (m¸y ph¸t còng lμm viÖc ®−îc ë chÕ ®é ®éng c¬ ®ång bé). VÒ chÕ ®é lμm viÖc, NMT§ tÝch n¨ng ho¹t ®éng theo giê trong ngμy. Vμo nh÷ng giê cao ®iÓm cña phô t¶i hÖ thèng, NMT§ tÝch n¨ng sö dông n−íc cña hå ch¹y tua-bin, quay m¸y ph¸t ®iÖn ®Ó ph¸t ®iÖn vμo hÖ thèng cßn vμo nh÷ng giê thÊp ®iÓm cña phô t¶i - nhμ m¸y sö dông ®iÖn l−íi ch¹y b¬m ®Ó ®−a n−íc lªn hå. HiÖu qu¶ ho¹t ®éng cña NMT§ tÝch n¨ng rÊt lín. Nhê kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh c«ng suÊt nhanh trong ph¹m vi réng (tõ ©m sang d−¬ng) mμ HT§ lμm viÖc kinh tÕ h¬n: c¸c NMN§ ®−îc lμm viÖc æn ®Þnh trong ph¹m vÞ c«ng suÊt cã hiÖu suÊt cao, kh«ng ph¶i ®ãng c¾t lß (do ®ã kh«ng mÊt chi phÝ khëi ®éng), tæn thÊt ®iÖn n¨ng trªn l−íi còng gi¶m (theo chÕ ®é vËn hμnh tèi −u). Nãi chung c¸c hiÖu qu¶ trªn (tÝnh b»ng tiÒn) th−êng lín h¬n rÊt nhiÒu lÇn so víi chi phÝ tæn thÊt n¨ng l−îng (do 2 lÇn biÕn ®æi) ë chÝnh b¶n th©n NMT§ tÝch n¨ng. Cã thÓ hiÓu ®¬n gi¶n hiÖu qu¶ cña NMT§ tÝch n¨ng nh− lμ kh¶ n¨ng c¾t ®Ønh vμ bï ®¸y biÓu ®å phô t¶i tæng hÖ thèng. Nhê thÕ khi vËn hμnh tèi −u, chi phÝ vËn hμnh chung cña toμn hÖ thèng gi¶m nhiÒu, ®Æc biÖt trong tr−êng hîp cã mét tØ lÖ lín c¸c NMN§ lμm viÖc víi hiÖu suÊt thay ®æi (khi ®iÒu chØnh c«ng suÊt). Khi trong HT§ cã nhiÒu NM§ kh«ng mong muèn ®iÒu chØnh c«ng suÊt vμ kh«ng cã kh¶ n¨ng gi¶m thÊp c«ng suÊt (N§ than, NM§ nguyªn tö) th× vai trß cña c¸c NMT§ tÝch n¨ng cμng quan träng h¬n. Mét ®iÓm ®¸ng chó ý lμ tæn thÊt n¨ng l−îng qua 2 lÇn biÕn ®æi ë NMT§ tÝch n¨ng kh¸ lín (tíi gÇn 30%) vμ phô thuéc nhiÒu vμo cét n−íc. Cét n−íc cμng cao th× tØ lÖ tæn thÊt cμng Ýt (hiÖu suÊt biÕn ®æi l¬n h¬n), do ®ã vÞ trÝ cã hå cao sÏ thuËn lîi cho viÖc lùa chän x©y dùng NMT§ tÝch n¨ng. Trªn thÕ giíi ®ang cã mét sè l−îng lín c¸c NMT§ tÝch n¨ng vËn hμnh. HÇu nh− c¸c HT§ lín cã tØ lÖ ®¸ng kÓ c¸c nhμ m¸y nhiÖt ®iÖn vμ ®iÖn nguyªn tö ®Òu ®−îc nghiªn cøu x©y dùng NMT§ tÝch n¨ng. ë c¸c HT§ thuéc LX cò nhiÒu NMT§ tÝch n¨ng ®−îc x©y dùng ngay ngo¹i « c¸c thμnh phè lín (cung cÊp th¼ng ®Õn trung t©m phô t¶i) nh− Kiev (285 MW), Matxc¬va 1200 MW, Litva 1600 MW, Leningrad (1300 MW), Trung ¸ (2000 MW), §nhep (2200 MW), Kanhep (3600 MW). ë