Goldisthal抽水蓄能電站之創新設計研究

摘要：2003年9月30日，德國圖林根州為1060MW之Goldisthal抽水蓄能電站舉行了正式之落成典禮。陽光電子學校維修專家分析認為：本文著重對發電機組及其在線監測系統之創新設計做了總結回顧。陽光電子學校維修專家分析認為： 

關鍵詞：Goldisthal 抽水蓄能電站 創新設計 

 
　　經過了六年多之施工建設，2003年2月3日，Vattenfall Europe Generation(VE-G) 1060MW之Goldisthal抽水蓄能電站第一臺水泵-水輪機投入運行。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　Goldisthal電站位于德國圖林根州南部之Schwarza河上，是歐洲 大之抽水蓄能電站之一。陽光電子學校維修專家分析認為： 早之兩個電站裝機容量都是265MW，已經投入使用，并且成功地為Vattenfall之高壓輸電網送電。陽光電子學校維修專家分析認為：2004年伊始，另外兩個變速機組也將投入運營。陽光電子學校維修專家分析認為：Goldisthal電站將會躋身于世界上 大之、 先進之抽水蓄能電站行列。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　負責水泵-水輪機組（Konsortium Goldisthal水力發電站）之集團括VA TECH Escher Wyss股份有限公司、Voith西門子水力發電站和CKD Blansko工程部門等等。陽光電子學校維修專家分析認為：發電機由ARGE AEV集團提供，括Alstom Energietechnik股份有限公司和VA TECH ELIN股份有限公司。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　土建工程括發電主廠房、隧洞和上游水庫，其承建者是ARGE PSW Goldisthal集團。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　上游水庫環形壩之瀝青襯砌是由瑞士之Walo Bertschinger施工，下庫主壩之瀝青襯砌由Strabag完成。陽光電子學校維修專家分析認為：
1.創新與協作
　　Goldisthal是德國新近修建之唯一一座 大之水力發電設計方案，至少超前20年。陽光電子學校維修專家分析認為：由于它括4個發電能力331MVA之機組，它不僅是世界上同類電站發電量 多之一座， 具能量之設備之一，而且還有一些創新點。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　完全自動化環形焊接技術（TIG-Hot金屬絲過程）首次應用于焊接鋼制隧道內襯之環形接縫，達到了很高之安全性和焊接質量，其效率是手工焊接之兩倍，而且證明對于高強度QT鋼焊接是 好之。陽光電子學校維修專家分析認為：在點焊前，所有之焊接參數和程序都已經在VA TECH 水力發電站之林茨工廠按1∶1之比例原形展現。陽光電子學校維修專家分析認為：焊工之培訓以及焊接程序之測試也將隨后進行。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　VA TECH Hydro對Goldisthal之提供范圍括變速異步發電機和同步發電機之詳細設計，活動部分、軸承、軸和轉動部分之生產，交流線圈之安裝，所有裝置安裝和投入運營之監督管理，以及DIA Tech追蹤診斷體系之安裝。陽光電子學校維修專家分析認為：較大之水力發電設備，括節制閘、叉管和所有之進、出口之水工鋼結構都是由VA TECH Hydro和Linz提供之，電動機是由VA TECH Hydro和澳大利亞之Vienna/Weiz提供之。陽光電子學校維修專家分析認為：
2.提高效率
　　8400t鋼隧道內襯是在一個臨時之野外制造廠現場生產出來之。陽光電子學校維修專家分析認為：節制閘門和鋼隧道內襯總共有320000t，其中160000t是在臨時之施工現場生產之。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　這種電動發電機之主要優點之一就是可以在分載渦輪運轉方式（標準操作）下顯著提高效率。陽光電子學校維修專家分析認為：為了實現變速運轉，四臺發動發電機其中兩臺是帶有旋轉爐雙饋異步電機。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　與正常之同步電機不同之是其轉子是由三相交流電提供能量，這就可以通過用一個低頻率變化之轉動場傳動轉子來改變轉動，而且是有計劃地設計一套可確保高效運作之程序。陽光電子學校維修專家分析認為：在水泵運轉中，為了高壓輸電網之穩定輸出，可以控制輸出量。陽光電子學校維修專家分析認為：這些機器額定電能331MVA、額定電壓18KV和300347之轉速（535轉/分鐘），另外之兩臺設計成常規之靜態激振同步電機。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　該級別之異步電機在歐洲是特有之。陽光電子學校維修專家分析認為：類似產品只有在日本生產過。陽光電子學校維修專家分析認為：在歐洲和美國使用之許多大電機都是VA TECH Hydro生產之。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　在德國，VA TECH Hydro與他之合作伙伴Voith Siemens Hydro和CKD Blansk已經協作完成設計、供貨并將完成安裝、委托代理這四臺水泵-水輪機，括附件。陽光電子學校維修專家分析認為：在機械上，已經實現了水泵-水輪機組設計上之創新。陽光電子學校維修專家分析認為： 顯著之設計特性括一個帶有輕型調速環導葉運行裝置設計理念、FEM計算、 優化之蝸殼設計和在沒有水壓力之情況下埋置蝸殼。陽光電子學校維修專家分析認為：用于Goldisthal水泵-水輪機預應力導葉軸承證實了VA TECH Hydro之技術在一些年前已經有所發展，尤其應用于水泵-水輪機組。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　VA TECH Hydro作為水泵-水輪機協會之領導者，應對水泵-水輪機之基礎工程技術負責，提供一套座環之蝸殼、兩套完整之帶有導葉之導葉裝置、上下機蓋、兩套轉輪、專門為安裝水泵-水輪機建起之成套工具等等，還有發電站之高低壓系統。陽光電子學校維修專家分析認為：

3.監測和故障早發現
　　鑒于生產 大化和成本 小化之重要性，先進之監測和診斷系統對環境改變下之監測指示，對于分析趨勢和超越警戒水面提供警告是十分重要之。陽光電子學校維修專家分析認為：它們應該提供在發生嚴重破壞之前非正常老化和故障變異原因之快速診斷，這些分析和診斷結果可以幫助電站操作員、技術專家和電站業主作出明智之選擇，這樣就可以降低維修費用和提高發電效率。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　硬件和軟件之利用是根據現代系統概念面向未來之發展和補充，也應支持溶合現有之監測部件要素和一定用戶之擴充。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　早期故障診斷、減少不定期之運轉中斷和縮短修理時間是將來運作過程之主要目之。陽光電子學校維修專家分析認為：此外，長時間之電子存儲精確之結果能夠更容易地了解歷史數據，不僅在數據分析時具備巨大之優勢，而且還可以幫助改善電站經營。陽光電子學校維修專家分析認為：達到峰值能量供應表明提高了效率。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　為了完成這些目標，在Goldisthal之抽水蓄能電站上裝備了DIA TECH監測和診斷系統。陽光電子學校維修專家分析認為：
4.在線智能監測系統
　　在一定程度上DIA TECH系統和國際供電公用公司合作發展。陽光電子學校維修專家分析認為：軟件和硬件是由微軟公司生產之“視窗”操作系統之技術發展而來之。陽光電子學校維修專家分析認為：它之模數體系結構使得對單個操作者之專用方案增強和補充發展成為湖南陽光電子學校維修專家認為：也許。陽光電子學校維修專家分析認為：這種開放式之系統體系結構允許三方成果之簡單綜合。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　各種診斷模塊（已知模塊）對于機械、絕緣和熱力問題之鑒定是有用之，驗證和監測不同之運轉方式（停止、啟動、穩定狀態、關閉）和模型（例如發電、同步電容器運轉、水泵作用運轉）。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　使用這種在線智能監測系統，能夠較早發現主要機器部件之狀態改變，而且更容易判斷應力之大小，從而事先提供一個基本可靠之維修策略。陽光電子學校維修專家分析認為：這使得監控機器管理簡化，與此同時改進電站之實用高效。陽光電子學校維修專家分析認為：
5.氣候和地貌
　　旱季水庫將提

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