Wasserkraftgenerator – Wasserkraftgenerator – Dongturbo Electric Company Ltd. (DTEC). Deutschland

Das elektrische System eines Wasserkraftwerks kann im Allgemeinen in mehrere Teile unterteilt werden, wie etwa Wasserkraftgeneratoren, Generatorspannungsausrüstung, Haupttransformatoren, Hochspannungsverteilungsgeräte, Hilfsstromversorgungssysteme und Erdungssysteme, wie in den durchgezogenen Linienkästen in der folgenden Abbildung dargestellt.

Der Wasserkraftgenerator und die Hauptstromleitungen sind wie das Herz und die Aorta des elektrischen Systems. Der Wasserkraftgenerator wandelt die von der Wasserturbine abgegebene rotierende mechanische Energie in elektrische Energie um, die die Quelle der elektrischen Energieabgabe des Wasserkraftwerks ist. Der Wirkungsgrad großer Wasserkraftgeneratoren kann im Allgemeinen etwa 98 % erreichen. Derzeit beträgt die maximale Kapazität der in China in Betrieb befindlichen Wasserkraftgeneratoren 889 MVA. Die Hauptstromleitungen dienen dazu, den Wasserkraftgenerator, die Generatorspannungsausrüstung, den Haupttransformator, die Hochspannungsverteilungsvorrichtung, das Stromsystem usw. auf geeignete Weise zu verbinden, um die Funktionen der Übertragung, Verstärkung, Sammlung, Verteilung und Übermittlung elektrischer Energie zu erfüllen.

Die Generatorspannungsausrüstung überträgt die vom Wasserkraftgenerator erzeugte elektrische Energie an den Haupttransformator. Der Rückfluss weist die Eigenschaften von hoher Spannung und hohem Strom auf. Das Hilfsstromsystem und die Erregervorrichtung der Einheit werden in der Regel von hier aus an die Stromversorgung angeschlossen. Derzeit werden die Spannungspegel von Generatoren in Wasserkraftwerken auf bis zu 24 kV eingestellt. Unter Berücksichtigung von Faktoren wie der Spitzenbeteiligung des Wasserkraftwerks und dem häufigen Schalten der Einheit wird der Generator-Generator-Leistungsschalter häufig am Auslass des Turbinengenerators installiert. Der Verbindungsleiter der Spannungsschleife des Generators der Großkapazitätseinheit ist normalerweise ein geschlossener Phasenbus.

Der Haupttransformator ist die Verbindung zwischen der Generatorspannungsausrüstung und dem Hochspannungsstromverteilungsgerät. Er erhöht die Generatorspannung auf die Übertragungsspannung, um den Übertragungsstrom zu reduzieren, wodurch der Übertragungsverlust und die Materialkosten des Stromnetzes effektiv reduziert werden. Im Allgemeinen gilt: Je größer die installierte Kapazität und je länger die Übertragungsdistanz, desto höher die Übertragungsspannung. Derzeit beträgt die Übertragungsspannung von Wasserkraftwerken in China bis zu 750 kV.

Das Hochspannungs-Stromverteilungsgerät wird verwendet, um die vom Haupttransformator gesendete elektrische Energie zu sammeln und sie über das Auslassfeld an das Stromnetz zu senden. Es umfasst hauptsächlich drei Arten von offenen Stromverteilungsgeräten, gasisolierte metallummantelte Schaltanlagen (GIS) und hybride Stromverteilungsgeräte. Da sich die meisten Wasserkraftwerke in Hochgebirgs- und Canyongebieten befinden, ist die Anordnung der Hochspannungs-Verteilungsgeräte oft eingeschränkt. Daher sind GIS mit der höchsten Zuverlässigkeit und der kompaktesten Anordnung, aber relativ hohen Kosten, die erste Wahl für Hochspannungs-Verteilungsgeräte in Wasserkraftwerken in China geworden. 800 kV. Hochspannungs-Abgangsleitungen von Wasserkraftwerken verwenden normalerweise Hochspannungsstromkabel oder gasisolierte metallummantelte Übertragungsleitungen (GIL).

Das Kraftwerksstromsystem bezieht Strom aus Einheiten, Stromnetzen usw. und versorgt Lasten (Punkte) wie Kraftwerkseinheitenbetrieb, Beleuchtung, öffentliche Geräte und Stromversorgungsgeräte im Staudammbereich entsprechend den Anforderungen der Kraftwerksanlagen mit Strom. Das Erdungssystem wird verwendet, um den normalen Betrieb des elektrischen Systems des Wasserkraftwerks und die Sicherheit von Personen und Geräten sicherzustellen. Derzeit nutzt das Erdungssystem des Wasserkraftwerks das Reservoirwasser, die Unterwasserstahlkonstruktion und den natürlichen Erdungskörper voll aus, um den Erdungswiderstand zu verringern. Das Hilfsstromsystem und das Erdungssystem sind wichtige Garantien für die Sicherheit, Zuverlässigkeit und den wirtschaftlichen Betrieb von Wasserkraftwerken. Ihre Ausrüstung und Verkabelung sind in verschiedenen Teilen von Wasserkraftwerken weit verbreitet.

Das Druckregelventil ist eine Sicherheitsvorrichtung des Wasserkraftwerks mit langem Druckumleitungstunnel. Wenn die Druckumleitungsleitung ΣLV / H größer als 15 bis 30 ist, sollte im Allgemeinen ein Ausgleichsbehälter installiert werden. Aufgrund des großen Umfangs der Tiefbauarbeiten und der langen Bauzeit kann die Verwendung eines Druckregelventils anstelle eines Druckregelbrunnens Investitionen sparen und die Bauzeit verkürzen.

Der Hauptkörper des Druckregelventils ist horizontal angeordnet, d. h. die Mittellinien des Wasserzulaufrohrs und des Ölzylinders verlaufen parallel zum Boden. Er besteht hauptsächlich aus dem Ventilgehäuse, dem Ventilstopfen, dem Hauptölzylinder, dem Führungsölzylinder und dem Luftergänzungsventil.

Das Ventilgehäuse ist aus geschweißtem oder gegossenem Stahl. Es besteht aus zwei symmetrischen Halbspiralrohren links und rechts. Es gibt drei offene Löcher, ein Ende ist der Wassereinlass, das andere Ende ist der Wasserauslass und das andere Ende ist für die Verbindung mit dem Hauptzylinder reserviert. Im Spiralrohr des Ventilgehäuses befinden sich feste Leitschaufeln, so dass das Wasser nach dem Eintritt einen kreisförmigen Strom bildet und im Ventilkörper miteinander kollidiert, um Energie abzuleiten, und dann in das Endwasser abgelassen wird, das eine gute Energieableitungsleistung aufweist. Um Vibrationen zu reduzieren, ist eine Luftergänzungsvorrichtung vorgesehen, so dass die Atmosphäre gleichmäßig in den Unterdruckbereich am Einlassende des Auslasskanals des Druckregelventils eintreten kann.

Der Ventilkegel besteht aus Gussstahl mit verchromter Oberfläche, um Rost vorzubeugen. Der Ventilkegel ist mit Druckausgleichslöchern versehen. Der Zweck besteht darin, den Wasserdruck auf beiden Seiten des Ventilkegels auszugleichen, um den Betriebsöldruck zu verringern.

Der Hauptölzylinder und der Führungsölzylinder werden zum Betätigen des Schalters des Ventilstopfens verwendet. Der Zylinder besteht aus Gussstahl und hat einen Kolben. Die Ölquelle vom Regler der Einheit ist jeweils mit der vorderen und hinteren Kammer des Hauptölzylinderkolbens verbunden. Wenn die Einheit normal arbeitet, fließt das Drucköl durch den Schließhohlraum, sodass sich das Druckregelventil im geschlossenen Zustand befindet. Wenn die Notabschaltung der Einheit oder der sofortige Lastabfall etwa 15 % überschreitet, fließt das Drucköl automatisch durch den Öffnungshohlraum, sodass sich das Druckregelventil öffnet, um den eingestellten Wasserfluss freizugeben und die Sicherheit der Einheit und des Drucktunnelsystems zu gewährleisten.

Das Zusatzluftventil ist am Ventilgehäuse installiert, wodurch die Atmosphäre beim Entleeren des Druckregelventils direkt in den Unterdruckbereich am Einlassende des Ablasskanals des Druckregelventils gelangen kann, um die Kavitation des Strömungskanals zu verringern und die Vibration des Druckregelventils zu reduzieren.

Zwischen dem Ventilstopfen und dem Ventilgehäuse wird eine harte Dichtung verwendet, d. h. ein Edelstahl-Wasserstoppring ist am Ventilstopfen befestigt, und am Ventilgehäuse wird ein abnehmbarer Edelstahl- oder Bronze-Wasserstopp verwendet (das Edelstahlmaterial mit einer anderen Härte als der Edelstahl am Ventilstopfen ist besser). Durch Feinschleifen zwischen den beiden wird ein enger Kontakt mit guten Wasserstoppeigenschaften erreicht. Alle Teile, die sich relativ zwischen dem Zylinderrohr und dem Kolben, zwischen der Kolbenstange und dem Ventilgehäuse bewegen, sind alle mit einem speziellen Gummiring abgedichtet.

Um die Steuerung des Druckregelventils zu realisieren, müssen ein spezielles Hauptdruckregelventil, ein Drosselventil und ein Öldruckrückschlagventil zur Steuerung im Hydrauliksystem installiert werden. Unter ihnen ist das spezielle Hauptdruckregelventil im Regler der Einheit installiert, was die zuverlässigste Form der Steuerung mit dem Druckregelventilregler darstellt. Die Struktur des speziellen Hauptdruckregelventils besteht darin, eine zusätzliche Ventilscheibe hinzuzufügen, um das Druckregelventil zu steuern.

Die Eigenschaften des Druckregelventils sind hauptsächlich Durchflusseigenschaften (Einzelheiten finden Sie in der Reihe der Konstruktionsdatensammlung).

Die Funktion des Druckregelventils besteht darin, das Druckregelventil schnell zu öffnen, während die Leitschaufel der Einheit schnell geschlossen wird, wenn die Einheit die Last ablässt, und den Durchfluss abzulassen, der reduziert werden muss, wenn die Einheit vom Druckregelventil geschlossen wird. Das heißt, nach dem Einbau des Druckregelventils kann die Änderung der Durchflussrate im Wasserumleitungssystem langsam erfolgen, wodurch der Wasserdruckanstiegswert verringert wird. Da andererseits die Einheit immer noch schnell geschlossen wird, was sicherstellt, dass der Ratenanstiegswert nicht zu hoch ist, ist das Druckregelventil eine der wirksamen Maßnahmen zur Reduzierung des Druckanstiegswerts des Umleitungssystems und des Ratenanstiegswerts der Einheit. Die Rolle des Ausgleichsbehälters.

„Unsere Sanierungs- und Serviceexperten lassen Ihre bewährte Wasserkraftanlage in neuem Glanz erstrahlen.“

Jedes bestehende Wasserkraftwerk hat seine eigene, spezifische Betriebshistorie und definierte zukünftige Betriebsstrategie. Heute sind lösungsorientierte Service- und Sanierungskonzepte erforderlich, um die Gesamteffizienz zu verbessern, die Betriebskosten zu senken, die Lebensdauer zu verlängern und Wasserkraftwerke fit für die Zukunft zu machen.

Steigerung der jährlichen Stromproduktion

Die Effizienz von Turbinen und Generatoren hat sich in den letzten Jahrzehnten deutlich verbessert. Dadurch sind Sanierungen zur Leistungssteigerung von Anlagen möglich und äußerst kostengünstig. Je nach den Umständen kann eine Modernisierung eines 40 Jahre alten Turbinenlaufrads bis zu 5 % mehr Effizienz und eine noch größere Steigerung der jährlichen Energieproduktion bringen. Die Gesamteffizienz eines Wasserkraftwerks kann beispielsweise durch digitale Regler optimiert werden.

LEBENSZEITVERLÄNGERUNG

Mit zunehmendem Alter der Wasserkraftanlagen beeinträchtigt Verschleiß die Effizienz der Anlage. Die Alterung wird durch bestimmte Betriebsmodi der Anlage beschleunigt, beispielsweise Start-Stopp-Zyklen, Abrieb durch große Mengen an Schwebstoffen wie Schlamm und Korrosion. All dies wirkt sich auf die Lebensdauer aus. Komponenten von Verbraucherprodukten und/oder Automatisierungs- und Steuerungssystemen müssen in der Regel zuerst ausgetauscht werden. Elektrische Hochspannungskomponenten wie Kabel, Umspannwerke und Transformatoren haben eine längere Lebensdauer. Die mechanische Alterung hingegen ist ein sehr langsamer Prozess, der jedoch die stationären Teile einer Turbine und eines Generators sowie strukturelle Elemente wie Druckrohre beeinträchtigt.

MODERNE MARKTANFORDERUNGEN

Heute stehen viele Wasserkraftwerke vor der Herausforderung, häufiger zu starten und zu stoppen, bei sehr geringer Teillast zu arbeiten und als rotierende Reserve oder als Schnellreaktionskapazität zu dienen, um beispielsweise das Übertragungsnetz zu stabilisieren. Typischerweise altern solche installierten Anlagen viel schneller als ursprünglich vorgesehen, da sie nicht für die Anforderungen des modernen Netzes ausgelegt sind.