Máy biến áp QDTB®

Máy tính trạm thủy điện nhỏ

Nhập cột áp và lưu lượng thiết kế để chọn loại tuabin (xung kích / Francis / Kaplan), máy phát, trạm biến áp tăng áp và nhận sản lượng điện năm, LCOE và BOM đầy đủ.

Bắt đầu tính toán Máy tính

Cách tính toán trạm thủy điện nhỏ

Công suất thủy điện là P = ρ·g·Q·H·η. Cột áp quyết định loại tuabin — xung kích (Pelton) trên 200 m, Francis từ 30–200 m, Kaplan/chân vịt dưới 30 m. Máy tính sẽ tính toán máy phát, trạm tăng áp 0,4→10,5 kV (hoặc 35 kV) và ước tính sản lượng điện năm theo phương pháp hệ số công suất.

Trạm thủy điện Francis 1,6 MW (lưới 10 kV)

Ví dụ tính toán 1 — Trạm thủy điện Francis 1,6 MW (lưới 10 kV)
Trạm thủy điện nhỏ · Francis
1570 kW
H 80 m · Q 2.5 m³/s · η 80% · máy phát 2000 kW
Điện năng năm
6,875 MWh
LCOE
$16.7/MWh
BOM ước tính (FOB)
POA
📦 Danh mục vật tư
Thiết bịModelThông số kỹ thuậtSL
Tổ máy tua-bin - máy phát thủy điện1570 kWFrancis · H 80 m · Q 2.5 m³/s · η 80% · bao gồm bộ điều tốc + kích từ · thiết bị mua ngoài (thiết bị mua ngoài)1
Máy biến áp tăng áp2222 kVA0.4/10 kV · ngâm dầu (GB/T 17467) · >1600 kVA ngoài danh mục1
Tủ vòng (RMU)10 kVSF6 RMU 630 A · 4 lộ · 10 kV1
Tủ đóng cắt hạ áp (GGD)0.4 kVmáy cắt đầu vào + các lộ ra · tủ hoàn chỉnh1
Bảo vệ & điều khiển (thứ cấp)rơ lebảo vệ vi xử lý 50/51/51N + đo đếm + giao diện SCADA1
Đường ống áp lực & bể áp lực (cửa nhận nước)H 80 mống dẫn nước + bể lắng trước cửa nhận nước + lưới chắn rác · xây dựng/thép (hệ thống dẫn nước)1
Cửa nhận nước & tời nângcửa vancửa van nhận nước + tời nâng · vận hành bằng tay / bằng động cơ1
Van bướm / van cổngDN632van cách ly ống dẫn nước (van cổng/van bướm) · DN chọn theo Q1
Kênh hạ lưuxây dựngKênh xả / ống xả tuabin (kênh hạ lưu) · công trình xây dựng hiện trường1
Cáp điệnHạ áp/Trung ápcáp ra máy phát + cáp cấp cao áp (khoảng cách tăng áp 2 km) · đi dây phân đoạn1
Cáp điều khiển & đo lườngĐiều khiểncáp điều khiển bộ điều tốc/kích từ/SCADA (phân đoạn cáp điều khiển)1
Nối đất & chống sétnối đấtphối hợp lưới nối đất trạm + cột thu lôi + SPD1
Nguồn tự dùng trạmphụ trợnguồn phụ trợ, hệ thống DC, chiếu sáng, báo cháy1
Tóm tắt
Tổng dự kiến (FOB Thanh Đảo, EXW) — thiết bị có giáPOA
📐 Sơ đồ một sợi (cấp mạch)
Sơ đồ đơn tuyến dạng mô-đun10 kV / 0.4 kV · 3 pha · 2222 kVA · một nguồn · sơ đồTHỦY ĐIỆNTHỦY ĐIỆN 2000 kW10 kV thanh cái trung áp(tủ trung thế tích hợp trong trạm biến áp)MÁY BIẾN ÁP2222 kVA0.4 kV thanh cái hạ ápTủ đóng cắt hạ áp (GGD)0.4 kV đầu vào + các lộ raLộ ra hạ áp 1 · 401 ALộ ra hạ áp 2 · 401 ALộ ra hạ áp 3 · 401 ALộ ra hạ áp 4 · 401 ALộ ra hạ áp 5 · 401 ALộ ra hạ áp 6 · 401 ALộ ra hạ áp 7 · 401 ALộ ra hạ áp 8 · 401 ACHÚ THÍCHQFmáy cắtCTmáy biến dòngTmáy biến ápSPDchống sét vanPFCBù hệ số công suấtDữ liệu thiết kếđầu vào 10 kVthanh cái 0.4 kVTủ đóng cắt hạ áp 0.4 kV đầu vào...không PFClộ ra 8THỨ CẤPCƠ BẢN · MODBUSĐẶC BIỆTscadaBản vẽ thi công thiết kế sơ đồ / mức độ khả thi bởi viện thiết kế có giấy phép.
⚙️ Sơ đồ hệ thống trạm thủy điện (cửa nhận nước → tuabin → máy phát → tăng áp → lưới điện)
SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TRẠM THỦY ĐIỆNcửa nhận nước -> tuabin -> máy phát -> tăng áp -> lưới điện (toàn chuỗi, sơ đồ)Cửa nhận nước / Đường ống áp lựcH = 80 mTurbineFrancis - 2.5 m3/sMáy phát điện2000 kW - 0.4 kV2000/5A52G0.4 kV thanh cái máy phátSPDMáy biến áp tăng áp2222 kVA - 0.4/10 kV87T49Tso lệch + nhiệtLưới điện10 kV đấu nối
CHÚ THÍCHMáy cắt (52)Dao cách lyCT (máy biến dòng)PT (máy biến điện áp)50/51Rơ le bảo vệ 50/51/51NkWhĐồng hồ đo (kWh)SPD (bảo vệ chống xung)Máy biến áp
🛡 Sơ đồ đấu nối chính trạm biến áp tăng áp (cấu hình bảo vệ)
CẤU HÌNH BẢO VỆ10 kV / 0.4 kV · 2222 kVA · vùng bảo vệ (sơ đồ)ĐẦU VÀO 10 kVCT 200/5A505151Nquá dòng / chạm đấtQFMÁY BIẾN ÁP2222 kVA · Z=6%8749CT 3000/5A505151NBảo vệ đầu vào hạ ápQF0.4 kV thanh cái hạ ápCT .../5A50/5151NLộ ra hạ áp 1401 ACT .../5A50/5151NLộ ra hạ áp 2401 ACT .../5A50/5151NLộ ra hạ áp 3401 ACT .../5A50/5151NLộ ra hạ áp 4401 ACT .../5A50/5151NLộ ra hạ áp 5401 ACT .../5A50/5151NLộ ra hạ áp 6401 ACT .../5A50/5151NLộ ra hạ áp 7401 ACT .../5A50/5151NLộ ra hạ áp 8401 ASơ đồ bảo vệ & tỷ số CT là sơ đồ / cài đặt cuối cùng minh họa theo IEC 60255 / IEEE 242.
⛰ Mặt cắt cửa nhận nước & ống dẫn nước áp lực (bể lắng → lưới chắn rác → ống áp lực → tuabin → kênh xả)
MẶT CẮT DỌC CỬA NHẬN NƯỚC & ĐƯỜNG ỐNG ÁP LỰCbể áp lực -> lưới chắn rác -> ống áp lực -> tuabin -> kênh xả (sơ đồ cao độ)H0cột áp tổng H = 80 mròngBỂ TRƯỚChồ chứa thượng lưumực nướclưới chắn rácống dẫn nướcDN791 x 10 mmlưu lượng ->TURBINEFrancisHẠ LƯUkênh hạ lưumực nước hạ lưuDỮ LIỆU ĐƯỜNG ỐNG ÁP LỰCCột áp tổng H80 mDN đường ống áp lựcDN791Độ dày thành10 mmChiều dài đường ống áp lực~100 mTổn thất ma sát~4% of HKÝ HIỆU:bể áp lực (thượng lưu) - lưới chắn rác (thanh) - ống áp lực (đường đậm) - tuabin - kênh xả (hạ lưu)Cột áp thực = cột áp tổng - tổn thất ma sát ~= 76.8 m (minh họa, xác nhận bằng nghiên cứu thủy lực & địa hình thực tế).
🏭 Mặt bằng nhà máy (khoang tổ máy / bộ điều tốc / bảng điều khiển / tăng áp / kênh xả)
MẶT BẰNG NHÀ MÁY ĐIỆN (BỐ TRÍ TỔNG THỂ)ngăn lộ tổ máy / bộ điều tốc / bảng điều khiển / sân nâng áp / sơ đồ kênh xả, không theo tỷ lệNHÀ MÁY ĐIỆN (mặt bằng)TURBINE + MÁY PHÁTtổ máy 2000 kWbánh công tác + trụcBỘ ĐIỀU TỐCthủy lực dầuBẢNG ĐIỀU KHIỂNbảo vệ + SCADAMBA TĂNG ÁP2222 kVAHẠ LƯUống xả -> kênhống xảlối đi bảo trìchiều dài nhà (tham khảo, theo bố trí tổ máy)GHI CHÚ BỐ TRÍKhoang tuabin nằm trên hạ lưu; bộ điều tốc và bảng điều khiển hướng về tổ máy để đi dây ngắn.Máy biến áp tăng áp đặt ngoài trời cạnh nhà máy; khoảng cách theo IEC 61936-1 (tham khảo).Bố trí tổng thể là bản vẽ thi công sơ đồ / minh họa do viện thiết kế có giấy phép thực hiện.
🛡 Bảo vệ máy phát & đường dây + đo lường (vị trí CT/PT)
BẢO VỆ MÁY PHÁT & ĐƯỜNG DÂY + ĐO ĐẾMso lệch / quá dòng / quá áp tổ máy + bảo vệ đường dây + điểm đo CT/PT (sơ đồ)MÁY PHÁT2000 kW / 2222 kVAGCT 87G87GSo lệch51G51N5927quá dòng / chạm đất / quá áp / thấp ápkWhđo đếm máy phát0.4kV/100VPT (điện áp)52G0.4 kV thanh cái máy phátTĂNG ÁP 2222 kVA87T49Tso lệch + nhiệt200/5ACT đường dây10kV/100VPT thanh cái52HV505151N27/59bảo vệ đường dây (quá dòng / chạm đất / điện áp)kWhđo đếm doanh thu (POI)LƯỚI ĐIỆN10 kVSPDVùng bảo vệ & vị trí CT/PT là sơ đồ / minh họa, cài đặt cuối cùng theo IEC 60255 / IEEE 242.
CHÚ THÍCHMáy cắt (52)CT (máy biến dòng)PT (máy biến điện áp)87Rơ le bảo vệ (87/50/51/51N/59/27)kWhĐồng hồ đo (kWh)SPD (bảo vệ chống xung)Nối đất
📊 Tính toán năng lượng thủy lực (P = ρ·g·Q·H·η)
Thông sốGiá trị
Cột áp thiết kế H80 m
Lưu lượng thiết kế Q2.5 m³/s
Hiệu suất tuabin η80%
Công suất P = 9.81 × Q × H × η1570 kW
Công suất mùa khô (40% lưu lượng)628 kW
Công suất mùa mưa (130% lưu lượng)2000 kW (giới hạn bởi máy phát)
🎛 Lựa chọn tuabin & máy phát (tiêu chí H/Q)
Thông sốGiá trị
Dải cột áp80 m → Francis
Quy tắc chọnXung kích >200 m · Francis 30–200 m · Kaplan <30 m
Hệ số chuỗi×1 (francis)
Máy phát (tiêu chuẩn)2000 kW (2222 kVA @ pf 0.9)
Hiệu suất máy phát95%
🏭 Sơ đồ trạm biến áp tăng áp
Thông sốGiá trị
Phía hạ áp0.4 kV thanh cái máy phát → GGD đầu vào
Tăng áp2222 kVA · 0.4/10 kV (GB/T 17467)
Thiết bị đóng cắt cao ápTủ vòng (RMU) · SF6 RMU 630 A · 4 lộ · 10 kV
Đấu nối lưới điệnđấu nối cục bộ 10 kV
📈 Sản lượng điện hàng năm & hệ số công suất
Thông sốGiá trị
Hệ số công suất (CF)50% (điều chỉnh 20–70%)
Điện năng năm6,875 MWh/năm
Giờ đầy tải4380 h/năm
LCOE (minh họa)$16.7/MWh
💧 Dải công suất theo mùa (mùa khô / mùa mưa)
Thông sốGiá trị
Mùa khô (40% Q)628 kW
Mùa mưa (130% Q)2000 kW
Giới hạn công suất máy phát2000 kW
Cơ sở thiết kế chắc chắnsử dụng đường cong lưu lượng - thời gian tại chỗ (nghiên cứu thủy văn)
🔧 Yếu tố cốt lõi vận hành & bảo trì
Thông sốGiá trị
Bánh công tác / vỏkiểm tra xâm thực & xói mòn
Bộ điều tốc & kích từhiệu chuẩn định kỳ
Vòng bi / phớtkiểm tra bôi trơn & rò rỉ
Lưới chắn rácvệ sinh định kỳ (rác)
Dầu máy biến ápLấy mẫu DGA theo GB/T 7252
Khoảng thời gian bảo dưỡng≈2 000–4 000 giờ vận hành (Francis)
📏 Cơ sở tiêu chuẩn (theo tiêu chuẩn)
Chủ đềTiêu chuẩn
Thử nghiệm mô hình tuabinIEC 60193 — tuabin nước (thử nghiệm nghiệm thu mô hình)
Nghiệm thu hiện trườngIEC 60041 — thử nghiệm nghiệm thu hiện trường cho máy thủy lực
Máy phát thủy điệnGB/T 15468 — thông số kỹ thuật cơ bản của máy phát thủy điện
Máy biến áp tăng ápGB/T 1094 — máy biến áp lực
🧮 Cách tính toán
1. Công suất P = ρ·g·Q·H·η = 9.81 × 2.5 × 80 × 0.80 = 1570 kW
2. Loại tuabin: H = 80 m → Francis (xung kích >200 m · Francis 30–200 m · Kaplan <30 m)
3. Máy phát: 1570 kW ÷ 0.95 → tiêu chuẩn 2000 kW (2222 kVA @ pf 0.9)
4. Tăng áp: 0.4 kV → 10 kV
5. Điện năng năm = 1570 kW × 8760 h × CF 0.50 = 6,875 MWh/năm
6. Sản lượng theo mùa: mùa khô 628 kW (40% lưu lượng) ~ mùa mưa 2000 kW (130% lưu lượng)
7. LCOE = (CAPEX×CRF + OPEX) ÷ sản lượng điện = $16.7/MWh (minh họa, hệ số chìa khóa trao tay 1.6)
📋 Ghi chú thiết kế
Cơ sở báo giá: Tổ máy phát-tuabin được báo giá theo kW từ danh mục tổ máy thủy điện (FOB Thanh Đảo, tổ máy hoàn chỉnh gồm bộ điều tốc + kích từ; bản nháp, chờ xem xét cuối cùng). Máy biến áp tăng áp sử dụng danh mục trạm biến áp kiểu hộp (≤1600 kVA); tủ đóng cắt lớn hơn và 35 kV được báo giá theo dự án (POA).
Cửa nhận nước & công trình xây dựng: Đường ống áp lực/bể áp lực, cửa nhận nước, van bướm, kênh xả và công trình phụ trợ nhà máy thuộc phạm vi xây dựng/cơ khí được báo giá theo từng dự án (POA) — chúng phụ thuộc nhiều vào cột áp tại chỗ, địa chất và bố trí cửa nhận nước.
Hệ số công suất: Sản lượng điện hằng năm tính theo phương pháp hệ số công suất (mặc định 50%, điều chỉnh 20–70%). Sản lượng thủy điện thực tế phụ thuộc vào đường cong lưu lượng theo mùa và phải được kiểm chứng bằng dữ liệu thủy văn tại chỗ.
Sản lượng theo mùa: Công suất mùa khô ước tính ≈628 kW (40% lưu lượng thiết kế) và mùa mưa ≈2000 kW (130% lưu lượng, giới hạn bởi công suất định mức máy phát). Dùng đường cong lưu lượng – thời gian để có thiết kế chắc chắn.
Cơ sở tính LCOE (minh họa): LCOE toàn phần phân bổ CAPEX trong 30 năm với lãi suất 7% và cộng thêm 2%/năm chi phí vận hành. Hệ số chìa khóa trao tay 1.6 bao gồm công trình xây dựng (cửa nhận nước, đường ống áp lực, nhà máy), lắp đặt và chạy thử — chi phí thực tế thay đổi nhiều tùy theo địa điểm.
Chế độ off-grid: Chế độ nối lưới bán toàn bộ điện năng phát lên lưới.
Vận hành và bảo trì: Vận hành và bảo trì định kỳ: kiểm tra bánh công tác/vỏ, hiệu chuẩn bộ điều tốc, bảo trì ổ trục & phớt, vệ sinh lưới chắn rác và lấy mẫu dầu máy biến áp. Chu kỳ bảo dưỡng thường là 2 000–4 000 giờ chạy máy đối với tổ máy Francis.
Xem xét thiết kế: Đây là tính toán sơ bộ. Kỹ sư thủy điện có chứng chỉ hành nghề phải kiểm tra lựa chọn tuabin, tổn thất cột áp đường ống áp lực, biên độ xâm thực và bảo vệ máy phát trước khi mua sắm.

Cách tính toán

Công thức cơ bản

P = 9,81 × Q × H × η (kW). Sản lượng điện năm = P × 8760 × hệ số công suất. LCOE = (CAPEX × CRF + OPEX) ÷ sản lượng điện năm (chi phí đầy đủ, chỉ mang tính minh họa).

Tiêu chuẩn áp dụng

IEC 60193 (thử nghiệm mô hình tuabin), IEC 60041 (nghiệm thu hiện trường), GB/T 15468 (máy phát thủy điện), GB/T 1094 (máy biến áp lực).

Câu hỏi thường gặp

Cột áp của tôi cần loại tuabin nào?

Cột áp trên 200 m phù hợp với tuabin xung kích (Pelton); 30–200 m dùng tuabin Francis; dưới 30 m dùng tuabin Kaplan hoặc chân vịt cánh cố định. Máy tính sẽ tự động chọn loại tuabin dựa trên cột áp của bạn.

Sản lượng điện năm được ước tính như thế nào?

Theo phương pháp hệ số công suất: công suất định mức × 8760 giờ × hệ số công suất (mặc định 50%, điều chỉnh 20–70%). Sản lượng thực tế phụ thuộc vào đường cong lưu lượng theo mùa của địa điểm.

Những thiết bị nào được tính giá trong BOM?

Tổ máy tuabin-máy phát (giá tham khảo theo kW), máy biến áp tăng áp, tủ hợp bộ vòng / thiết bị đóng cắt cao áp và thiết bị đóng cắt hạ áp. Bảo vệ & thứ cấp và, ở chế độ độc lập, máy phát diesel dự phòng và ắc quy hoàn thiện danh sách — máy biến áp lớn hơn và thiết bị đóng cắt 35 kV được báo giá theo từng dự án.

LCOE ở đây là gì?

Chi phí điện năng quy dẫn: CAPEX hàng năm (30 năm với lãi suất 7%) cộng OPEX, chia cho sản lượng điện năm. Đây là con số minh họa — hệ số chìa khóa trao tay 1,6 bao gồm công trình dân dụng (cửa nhận nước, đường ống áp lực, nhà máy).

Nhúng máy tính này

Sao chép mã iframe bên dưới để nhúng máy tính này vào bất kỳ trang web nào. Trang nhúng có noindex và phù hợp với mọi chiều rộng.

Máy tính liên quan

Kết quả là ước tính kỹ thuật để tham khảo. Thiết kế cuối cùng phải được xác nhận bởi kỹ sư địa phương có giấy phép dựa trên điều kiện thực tế và quy chuẩn áp dụng. Giá là FOB Qingdao (EXW) và không bao gồm vận chuyển, thuế hoặc lắp đặt.

Gửi báo cáo thiết kế đầy đủ của tôi

Nhận đầy đủ danh mục vật tư, sơ đồ một sợi, các bước tính toán và giá FOB dạng PDF — miễn phí, không cần đăng ký.

💬 Trò chuyện trên WhatsApp

Dữ liệu của quý khách được bảo mật. Không spam — chỉ phản hồi yêu cầu của quý khách.