Goldisthal抽水蓄能电站的创新设计(1)

1、Goldisthal抽水蓄能电站的创新设计(1)摘要：XX年9月30日,德国图林根州为1060MW勺Goldisthal抽水蓄能电站举行了正式的落成典礼。本文着重对发电机组及其在线监测系统勺创新设计做了总结回顾。关键词：Goldisthal抽水蓄能电站创新设计经 过 了 六 年 多 勺 施 工 建 设 ，XX年2月3日 ，VattenfallEuropeGeneration1060MW勺Goldisthal抽水蓄 能电站第一台水泵-水轮机投入运行。Goldisthal电站位于德国图林根州南部勺Schwarza河 上，是欧洲最大勺抽水蓄能电站之一。最早勺两个电站装机 容量都是265MV，已经投入

2、使用，并且成功地为Vattenfall的高压输电网送电。XX年伊始，另外两个变速机组也将投入 运营。Goldisthal电站将会跻身于世界上最大勺、 最先进勺 抽水蓄能电站行列。负责水泵-水轮机组(KonsortiumGoldisthal水力发电 站)的集团包括VATECHEscherWys股份有限公司、Voith西 门子水力发电站和CKDBlansko工程部门等等。发电机由ARGEAE集团提供，包括AlstomEnergietechnik股份有限公司和VATECHELIN殳份有限公司土建工程包括发电主厂房、隧洞和上游水库，其承建者是ARGEPSWGoldisthal集团。上游水库环形坝的沥青

3、衬砌是由瑞士的WaloBertschinger施工，下库主坝的沥青衬砌由Strabag完 成。1.创新与协作Goldisthal是德国新近修建的唯一一座最大的水力发 电设计方案，至少超前20年。由于它包括4个发电能力331MVAI的机组，它不仅是世界上同类电站发电量最多的一座，最具能量的设备之一，而且还有一些创新点。完全自动化环形焊接技术（TIG-Hot金属丝过程）首次 应用于焊接钢制隧道内衬的环形接缝，达到了很高的安全性 和焊接质量，其效率是手工焊接的两倍，而且证明对于高强 度QT钢焊接是最好的。在点焊前，所有的焊接参数和程序 都已经在VATECHK力发电站的林茨工厂按1:1的比例原形 展现

4、。焊工的培训以及焊接程序的测试也将随后进行。VATECHHydrO寸Goldisthal的提供范围包括变速异步发电机和同步发电机的详细设计，活动部分、轴承、轴和转动 部分的生产，交流线圈的安装，所有装置安装和投入运营的 监督管理，以及DIATech追踪诊断体系的安装。较大的水力 发电设备，包括节制闸、叉管和所有的进、出口的水工钢结构 都 是 由VATECHHydro和Linz提 供 的 ， 电 动 机 是 由VATECHHydr示口澳大利亚的Vienna/Weiz提供的。2.提高效率8400t钢隧道内衬是在一个临时的野外制造厂现场生产出来的。节制闸门和钢隧道内衬总共有3XX0t,其中16000

5、0t是在临时的施工现场生产的。这种电动发电机的主要优点之一就是可以在分载涡轮 运转方式 （标准操作） 下显著提高效率。 为了实现变速运转， 四台发动发电机其中两台是带有旋转炉双馈异步电机。与正常的同步电机不同的是其转子是由三相交流电提 供能量，这就可以通过用一个低频率变化的转动场传动转子 来改变转动，而且是有计划地设计一套可确保高效运作的程 序。在水泵运转中，为了高压输电网的稳定输出，可以控制 输出量。这些机器额定电能331MVA额定电压18KV和300347的转速（535转/分钟），另外的两台设计成常规的静态激振同步电机。该级别的异步电机在欧洲是特有的。 类似产品只有在日 本 生 产 过 。

6、在 欧 洲 和 美 国 使 用 的 许 多 大 电 机 都 是VATECHHydrOfe产的。在 德 国 ，VATECHHydro与 他 的 合 作 伙 伴VoithSiemensHydro和CKDBlansk已经协作完成设计、供货 并将完成安装、委托代理这四台水泵-水轮机，包括附件。 在机械上，已经实现了水泵-水轮机组设计上的创新。最显 著的设计特性包括一个带有轻型调速环导叶运行装置设计 理念、FEM计算、最优化的蜗壳设计和在没有水压力的情况 下埋置蜗壳。用于Goldisthal水泵-水轮机预应力导叶轴承 证实了VATECHHydrc的技术在一些年前已经有所发展，尤其 应用于水泵-水轮机组。

7、VATECHHydrd乍为水泵-水轮机协会的领导者，应对水泵-水轮机的基础工程技术负责，提供一套座环的蜗壳、两套 完整的带有导叶的导叶装置、上下机盖、两套转轮、专门为 安装水泵-水轮机建起的成套工具等等，还有发电站的高低 压系统。3.监测和故障早发现鉴于生产最大化和成本最小化的重要性，先进的监测和 诊断系统对环境改变下的监测指示，对于分析趋势和超越警 戒水面提供警告是十分重要的。它们应该提供在发生严重破 坏之前非正常老化和故障变异原因的快速诊断，这些分析和 诊断结果可以帮助电站操作员、技术专家和电站业主作出明 智的选择，这样就可以降低维修费用和提高发电效率。硬件和软件的利用是根据现代系统概念面

8、向未来的发 展和补充，也应支持溶合现有的监测部件要素和一定用户的 扩充。早期故障诊断、减少不定期的运转中断和缩短修理时间 是将来运作过程的主要目的。此外，长时间的电子存储精确的结果能够更容易地了解历史数据，不仅在数据分析时具备巨大的优势，而且还可以帮助改善电站经营。达到峰值能量 供应表明提高了效率。为了完成这些目标，在Goldisthal的抽水蓄能电站上装备了DIATECH监测和诊断系统。4.在线智能监测系统在一定程度上DIATECH系统和国际供电公用公司合作发展。软件和硬件是由微软公司生产的“视窗”操作系统的技 术发展而来的。它的模数体系结构使得对单个操作者的专用 方案增强和补充发展成为可能

9、。这种开放式的系统体系结构 允许三方成果的简单综合。各种诊断模块（已知模块）对于机械、绝缘和热力问题 的鉴定是有用的， 验证和监测不同的运转方式 （停止、启动、 稳定状态、关闭）和模型（例如发电、同步电容器运转、水 泵作用运转）。使用这种在线智能监测系统，能够较早发现主要机器部件的状态改变，而且更容易判断应力的大小，从而事先提供一个基本可靠的维修策略。这使得监控机器管理简化，与此 同时改进电站的实用高效。5.气候和地貌旱季水库将提供106m3的水量并在雨季水库能起到控制增大洪水的作用。由于上下库水位差很大，因此，两库的水都允许使用在站点，特殊的气候条件要求所有的安装制作必须在抗寒的条件下完成。必须严格地遵从许多的环境规律，尤其是 对于野外装配工作。与土木承包商的密切合作对隧洞工程的