阿尔斯通抽水蓄能电站简介

1.概述阿尔斯通是全球轨道交通、电力设备和电力传输基础设施领域的领先企业，以创新环保的技术而闻名。

阿尔斯通集团足迹遍布全球70余个国家和地区，员工总数逾93,500名。

2010/11财年中，集团订单总额高达191亿欧元，销售额209亿欧元，较上一财年分别增长了28%和6% 。

在追求业绩增长的同时，阿尔斯通极其注重环境保护，推动可持续发展。

为此，阿尔斯通全球40多个研发部门长久以来进行了不懈努力，2010/11财年集团投入研发投资总额超过7亿欧元（包括电网业务数据）。

阿尔斯通在中国积极为本地和全球市场提供全面的轨道交通、发电和电力传输解决方案。

阿尔斯通参与中国建设50多年，是中国轨道交通、电力设备和电力传输基础建设领域长期可靠的合作伙伴。

阿尔斯通与中国合作伙伴一起帮助客户在获得更高经济效益、更强竞争力的同时，积极推动环境保护。

阿尔斯通在中国拥有30余家实体和业务机构，员工人数约1万人。

2013年10月1日，阿尔斯通公司最大的水电设备生产基地在天津正式开业。

2.发展方向交通运输阿尔斯通交通运输通过为客户提供最全面的轨道交通设备、系统及服务来满足人们对可持续发展道路移动性不断增长的需求。

1978年第一列TGV 超高速列车的诞生，稳固了阿尔斯通在全球高速和超高速列车领域的绝对领导地位。

凭借其雄厚的技术实力，阿尔斯通研制的列车在2007年4月3日缔造了574.8 公里/小时的世界轨道列车最高速度纪录。

作为在全球铁路运输业创新和环保技术领域的领先者，阿尔斯通将生态设计原理充分运用到了其第四代超高速列车——AGV的设计、生产和回收再利用中，以有效降低其在生命周期内对环境所造成的影响。

通过使用复合材料、提高牵引功率以及改进列车的铰接方式等，阿尔斯通在将AGV超高速列车的重量和能耗均减少15%的同时也将列车行驶中产生的噪音降低了10分贝。

自上世纪50年代进入中国市场以来，阿尔斯通致力于成为中国轨道交通领域最忠实可靠的合作伙伴。

抽水蓄能电站发电电动机的特点及选型设计分析徐立佳(中国水电顾问集团中南勘测设计研究院)【摘 要】抽水蓄能机组与常规水轮发电机组相比差别较大，本文通过白莲河、黑麋峰两电站机组的设计实践，总结、分析发电电动机的选型设计和参数选择。

【关键词】发电电动机参数结构制动起动1概述抽水蓄能电站作为一种特殊的电源，由于具有工况转换多、运行方式灵活、反应速度快等优点，近年来在国内得到了相当规模的发展。

作为蓄能电站核心设备的抽水蓄能机组，无论设计条件还是结构形式都比常规水轮发电机组复杂得多，而我国对抽水蓄能机组技术的开发起步较晚，关键部件和技术大多依赖进口或国外的技术支持。

我院设计的白莲河和黑麋峰抽水蓄能电站均安装4台单机容量300MW的可逆式机组，白莲河电站机组由法国阿尔斯通公司中标；黑麋峰电站机组由东方电机股份有限公司供货、阿尔斯通公司提供技术支持，两工程的首台机组都将于2008年投运。

尽管通过国家对惠州、宝泉、白莲河3座抽水蓄能电站的16套抽水蓄能机组捆绑招标，国内厂家引进了技术，但设计、制造、调试和运行经验还在逐步积累过程中。

本文主要根据抽水蓄能机组的特点对发电电动机选型设计和参数的选择进行了总结和分析，希望能为今后大中型抽水蓄能电站的建设提供一些参考。

2发电电动机的特点(1)由于在电力系统中承担调峰、填谷、调频、调相及紧急事故备用任务，机组起停和工况转换频繁，一般每天至少要起停2次。

白莲河和黑麋峰两电站设计起停每天10次。

发电电动机需适应频繁变化的运行条件。

(2)在抽水工况下，机组作为水泵-电动机运行，在电网低谷时吸收电网富余的有功，将下库的水抽至上库，将电能转化为势能；在发电工况下作为水轮机-发电机运行，在电网高峰时将这部分势能转化为电能，两种工况的转向相反。

在电气主接线设计时可设置换向开关以实现电源相序的转换，发电电动机需按双向运转设计，其通风冷却系统和轴承结构都应能适应双向旋转。

(3)在抽水工况下，发电电动机作为同步电动机运行时，为使起动电流不至过大，减少对电网的扰动，必须有专门的起动措施。

最新盘点：世界十大抽水蓄能电站第一名丰宁抽水蓄能电站(在建)地点：中国河北省承德市时间进度：2013年开工电站装机总容量：3600兆瓦丰宁抽水蓄能电站是世界上最大的抽水蓄能电站，位于河北省丰宁满族自治县境内，总装机360万千瓦，分两期开发，其中二期工程装机6台300MW抽水蓄能机组，包括4台定速机组和2台变速机组。

同时，丰宁抽水蓄能电站也是2022年北京冬奥会绿色能源配套服务的重点项目，将为各类奥运赛事提供电力保障；第二名巴斯康蒂抽水蓄能电站地点：美国弗吉尼亚州时间进度：1977年开工，1985年运行电站装机总容量：3003兆瓦第三名德涅斯特抽水蓄能电站(在建)地点：乌克兰诺沃德涅斯特洛夫市时间进度：2009开工电站装机总容量：2947兆瓦第四名神流川抽水蓄能电站(在建)地点：日本长野县时间进度：1997年开工电站装机总容量:2820兆瓦第五名惠州抽水蓄能电站地点：中国广东省惠州市时间进度：2004年开工，2011年运行电站装机总容量：2448兆瓦第六名广州抽水蓄能电站地点：中国广东省广州市时间进度：1989年开工，2000年运行电站装机总容量：2400兆瓦第七名洪屏抽水蓄能电站(在建)地点：中国江西省靖安县时间进度：2010年开工电站装机总容量：2400兆瓦第八名阳江抽水蓄能电站(在建)地点：中国广东省阳春市时间进度：2015年开工电站装机总容量：2400兆瓦第九名梅州抽水蓄能电站(在建)地点：中国广东省梅州市时间进度：2015年开工电站装机总容量：2400兆瓦第十名长龙山抽水蓄能电站(在建)地点：中国浙江省安吉县时间进度：2015年开工电站装机总容量：2100兆瓦抽水蓄能小知识1、抽水蓄能是一种储能方式目前的储能装置大体可分为机械储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮)、电磁储能(超导、电容器)和化学储能(电池)。

相比于其他储能方式，抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点，因而得到了快速发展和广泛应用，是目前电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。

GIS组合电器简介GISgas insulated substation是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称;GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成,这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体,故也称SF6全封闭组合电器;GIS设备自20世纪60年代实用化以来,已广泛运行于世界各地;GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用,而且在特高压领域也被使用;与常规敞开式变电站相比,GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强,维护工作量很小,其主要部件的维修间隔不小于20年;目前,GIS国外生产厂家主要有ABB、东芝、三菱、日立、西门子、阿尔斯通等,国内生产厂家有西开、沈高、平高等;我国通过技术引进,消化吸收,目前已掌握500千伏GIS的设计制造技术;自主研发的1000千伏GIS包括核心部件灭弧室和操动机构将完全自主设计制造,预计2009年6月可提供产品;GIS制造技术在不断进步和发展,40多年来,各GIS生产厂家围绕着提高经济性和可靠性这两个主要目标,在元件结构、组合形式、制造工艺以及使用和维护方面进行了大量研究、开发;随着大容量单压式SF6断路器的研制成功和氧化锌避雷器的应用,GIS的技术性能与参数已超过常规开关设备,并且使结构大大简化,可靠性大大提高,为GIS进一步小型化创造了十分有利的条件;关于GIS安装、试验及设计的思考1 GIS概述 GIS的定义为：全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备;它是由短路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7 种高压电器组合而成的高压配电装置,全称为gas insulated substation;2 GIS的安装为了保证GIS安装的顺利进行,在施工设计阶段,设计人员需要认真考虑以下两个方面的问题,否则会给GIS的安装带来许多困难;首先是GIS的起吊方式;目前户内GIS的安装及起吊的荷载条件大多采用电动单梁桥式起重机;起重机起吊速度有两档,低速档主要用于设备就位时的调整;两档协调应用;如公伯峡 330kV GIS工程、棉花滩220kVGIS工程及一些电压等级更高的电站均采用这种起吊方式,实践证明是行之有效的;其次是GIS设备基础的预埋方式;通常GIS的载荷条件、留孔及预埋要求均由制造商提供,但基础的预埋方式是由设计方根据制造商提供的基本资料来确定的;目前较常用的基础预埋件有槽钢和螺栓两类;其中预埋螺栓的施工较简单,但调节性差,若螺栓遇到楼板钢筋,则需要调整螺栓位置,并在需要与之连接固定的设备支架上重新开孔,然后对开孔进行防锈处理;而预埋槽钢则不存在上述问题,因此应用较多;上述两方面应在设计中注意;在GIS安装期间,往往需要设计方代表在现场,此时设计人员应该了解GIS安装过程中的三大要素：即清洁度、密封性和真空度;因为GIS的结构特点决定了安装过程本身就是控制GIS运行后质量的最后一个关键阶段;大量的安装实践证明,保证清洁度是GIS总装和现场安装中最首要的任务;国内GIS安装现场的场地情况通常较差,为了防止起灰尘,安装前第一次清洁时应在场地洒水并用水揩净,在空气静止48h后才开始安装;作为电极的铝管在加工过程中难免会存在着表面毛刺和铝屑,这些微粒都是耐压实验中放电的来源,因此要特别注意保证铝导体的清洁;这就要求一方面强化对导体加工过程的清洁检查,防止出现死区；另一方面在总装前制造商应增加导体振动清洁的新手段,尽量把空心体内部死角的残留物清理出来,或者对安装前的导体做类似局部放电试验以检查出残留的铝屑和金属丝;某些国产GIS产品由于管理不严,出厂时GIS内还残留有杂物,加之许多安装现场管理不严,灰尘漫天,更增加了确保清洁度的难度,所以必须严格要求,精心施工;万家寨GIS就是因为GIS内杂物引起试验时三次放电,不得不又拆开进行局部清理,既增加了工作量,又影响了工期,这个教训值得引以为戒;密封性是GIS绝缘的关键,SF6气体泄露会造成GIS致命的故障;因此密封性检查应贯穿于整个制造和安装的始终;密封效果主要取决于罐体焊接质量,其次是密封圈的制造、安装调整情况;除上述两个关键因素外,真空度的要求是总装和安装过程中的第三个控制因素,是控制SF 6含水量的重要保证措施,它不仅能减少SF6气体本身的水分,也可减少罐内其它物体绝缘体、密封体内所含的水分,一般要求在充入SF6气体之前真空度要达到133Pa,再继续抽真空30min;水分对GIS运行的影响关键在于：如果没有将SF6气体控制在0℃以下,则在温度变化时绝缘体表面会形成凝露,所附着的水珠和SF6电弧产物发生反应生成HF等低氟化物,从而导致沿面的绝缘材料和金属表面劣化;如果将SF6露点的允许值控制在较低值,则在温度变化时绝缘体表面凝结的不是水珠而是冰晶,它对绝缘性能几乎没有影响;因此,在IEC及国际上均有规定：充入GIS的新气体在额定密度下其露点不应超过－5℃;3 GIS的试验GIS的试验包括型式试验、出厂试验及现场试验;其中型式试验是检验产品的正确性,验证GIS装置的各项性能；出厂试验是在每一间隔上进行的,以检验加工过程中是否存在缺陷；现场试验是检查GIS配电装置在包装、运输、储存和安装过程中是否出现异常现象行之有效的监测方法,是GIS在投运之前必须进行的,也是前两种试验无法替代的;试验结果表明：1现场绝缘试验中往往会发生零件松动、脱落、导电表面刮伤；2强烈的振动造成绝缘子开裂；3安装错位引起电极表面缺陷；4安装过程中造成导电微粒进入；5由于疏忽将工具遗忘在装置内；6原来潜伏在装置内的导电微粒在工厂试验时未能检测出来,后来在运输和安装过程中被振荡出来或漂浮在装置内等;这些因素都会导致绝缘故障;这些绝缘缺陷一般分为两大类：一是由自由微粒和灰尘诱发的绝缘事故,称为活动绝缘缺陷A类；二是由于安装运输中的意外造成的固定绝缘缺陷B类;据统计,SF6设备的绝缘事故有2/3都发生在未进行现场耐压试验的设备上;加拿大安大略水电局的运行经验表明,GIS的事故不仅多发生在未做现场绝缘试验的设备上,而且多发生在安装后投入运行的最初4个月内,这类事故约占总事故的67%;第一年事故率为次/年·间隔,之后为次/年·间隔;北美地区的调查报告认为,GIS运行后头一年事故率为4次/所·年,一年以后为次/所·年;因此,GIS经工厂装配、运输和现场安装之后,在投运前进行绝缘试验是十分必要的;4 GIS外壳接地问题GIS的外壳接地方式有两种,一种是一点接地方式,另一种是多点接地方式;一点接地方式是在GIS外壳的每个分段中一端绝缘,另一端用一点接地的方式;在结构上,串联的壳体之间一般是在法兰盘处绝缘,对地之间是在壳体支座处缘绝缘;这种接地方式的优点是：因为长时间没有外壳电流通过,故即使电流额定值大,外壳的温升也较低,损耗也较小；因为没有电流流入基础部位,故土建钢筋中没有温升;当然它的缺点也很突出,即事故时不接地端外壳感应电压较高,外界的磁场也较强,当导体中流过的电流较大时,往往会使外壳钢筋发热,由于只有一根接地线,因此可靠性较差;目前国内GIS设计一般不采用这种外壳接地方式;多点接地方式是在GIS的某个分段内,用导体连接外壳和大地,并且采用两点以上的多点接地;一般在结构上,串联的法兰盘之间不设绝缘,设备的支座不绝缘,并用固定螺栓导通,接地线也装于壳体;多点接地的优点很多：外部磁漏少,感应过电压低；由于GIS 外壳有两点以上的接地点,因而可大大提高其可靠性及安全性；不需要使用绝缘法兰等绝缘层,施工方便；外壳和导体电流几乎抵消,因此外部磁场较小,使钢构发热和流过控制电缆外皮的感应电流都很小;由于外壳中有感应电流流过,因此外壳中的温升和损耗比一点接地方式大;但电站GIS工程中外壳损耗本身不大,因此在工程中可以忽略补给;例如：广州抽水蓄能电站GIS外壳的功率损耗为～m·ph,可以略去不计;5 GIS设计中有待完善的工作根据近年来GIS工程的设计经验,笔者认为在设计标准化中尚有一些空白点亟待解决;因为设计标准是整个设计过程的依据,设备接口标准是制造商的制造依据;首先是伸缩节的设置问题,尤其是在选用进口GIS设备时对伸缩节的技术要求;伸缩节主要是用来吸收GIS母线热胀冷缩、基础伸缩缝的位移、设备间的安装调整以及地震和操作引起的位移量,因此主要配置在母线与各设备、变压器进线、线路出线的连接等位置;而在水电站的厂房中,厂坝间的伸缩缝很多,每条伸缩缝的伸缩量无法准确测出,因此在GIS的招标设计中应对伸缩节提出较高的要求;如果采用进口GIS设备,国外厂家对伸缩节的看法不一,某些厂家认为完全可以满足设计要求的水平位移和垂直位移,而有的厂家认为土建伸缩缝与伸缩节关系不大;我国国标规定“制造厂应根据使用的目的、允许的位移量等来选定伸缩节的结构”,“在 GIS分开的基础间允许的相应位移不均匀下沉应由制造厂和用户商定”;为了确保在与外商的技术谈判中有据可依,更为了确保GIS设备运行的安全可靠性,在我国的标准中应增加伸缩节方面的量化计算和要求;其次是GIS接地线的材料和尺寸;这往往是与GIS外商谈判中讨论较多的问题;国外制造商都主张GIS室采用铜接地网和铜接地引线,因为铜的导电性和耐腐蚀性优于钢,但由于铜本身成本以及焊接成本都很高,因此我国电站大多采用钢接地网和钢接地线;目前国内超高压 GIS均采用铜接地引线;铜引线与钢接地网之间的连接需采用特殊方式,以防止钢与铜直接接触发生化学腐蚀现象;另外,国外厂家根据GIS的热稳定电流来计算接地线截面,并有具体的计算公式和曲线,计算的参数包括接地的短路电流、故障的持续时间、接地线相应的允许温升值,其中接地线熔断相应的允许温升值起决定作用,有些厂家采用的允许温升值为100℃,这样选出的接地线截面就小一些,而有些厂家采用的允许温升值为200℃,这样选出的接地线截面就大一些;我国的规范要求采用流经接地线的短路电流、导体的热稳定系数、故障持续时间进行接地导体的截面计算,因此,常常会出现接地截面不符合制造商要求的情况;对此我国规范中应就接地线的规格和尺寸作出相关规定; 上述问题是在GIS设计过程中不可避免的,也是亟待完善的,只有尽快制定出相应的标准,才可以保证设计质量和产品质量,并尽可能减少设计中的不完善环节及运行中的隐患;在标准制定之前,希望广大设计人员能了解这些问题,在设计过程中予以充分考虑,并借鉴其它电站的解决措施,尽可能保证设计质量;。

抽水蓄能电站技术概况简介概要抽水蓄能电站（Pumped Storage Power Station，简称PSPS）是一种储能技术，通过利用地势高低差和水能将电力转化为潜在能量存储起来，然后在需要时将潜能能量转变为电能并输出到电网，从而实现电力的储存与调节。

下面是抽水蓄能电站技术的概况简介。

首先，抽水蓄能电站由上库和下库两个水池组成，两个水池之间有一条贯通两个水池的水轮机蓄能通道。

这个蓄能通道的上端连接着一台水轮发电机，下端连接着一台水泵机组。

当电力需求不高时，电网将过剩的电能用于驱动水泵，将上库中的水抽到下库中，将电能转化为潜在能量储存。

当电力需求增加时，可以通过开启水泵机组将下库中的水向上库中抽，通过水轮机将潜能能量转化为电能输出到电网。

其次，抽水蓄能电站的优势主要有以下几个方面。

首先，抽水蓄能电站具有较高的储能效率，通常可以达到70%以上。

其次，抽水蓄能电站的响应速度较快，可以在数分钟内完成从储能到输出的切换，具有较好的调节能力。

再次，抽水蓄能电站具有较长的寿命，通常可使用50年以上。

最后，抽水蓄能电站的建设和运行对环境影响较小，不会产生污染物排放和温室气体排放。

另外，抽水蓄能电站的应用领域非常广泛。

首先，抽水蓄能电站可以用于峰谷电价的调节。

在电力供需不平衡的情况下，可以利用抽水蓄能电站将低谷时段的电能储存起来，高峰时段释放输出，达到平衡供需，降低电力成本。

其次，抽水蓄能电站可以用于风力和太阳能发电的储能。

由于风力和太阳能发电具有波动性，利用抽水蓄能电站可以将风力和太阳能在储能时段储存，然后在供电需求高峰时段释放输出，增加可再生能源的可靠性和稳定性。

此外，抽水蓄能电站还可用于调节输电线路的频率和电压，提高电网的稳定性和可靠性。

最后，抽水蓄能电站的发展趋势主要有两个方向。

一方面，随着可再生能源的发展和普及，抽水蓄能电站对可再生能源的储能需求将会增加，更多的抽水蓄能电站将会被建设。

另一方面，随着技术的不断创新和突破，抽水蓄能电站的效率将会进一步提高，新型材料和控制系统的应用将会降低建设和运营成本。

天荒坪抽⽔蓄能电站——世界最⼤抽⽔蓄能电站⼯程总投资：136亿⼯程期限：1992年——2015年世界上第⼀座抽⽔蓄能电站于1882年诞⽣在瑞⼠的苏黎⼠，⾄今已有⼀百⼆⼗五年的历史。

但世界上抽⽔蓄能电站得到迅速发展，是在六⼗年代以后的事，也就是说从第⼀座抽⽔蓄能电站建成到迅速发展，中间相隔了近80年。

中国抽⽔蓄能电站建设起步较晚，六⼗年代后期才开始研究抽⽔蓄能电站的开发，1968年和1973年先后在中国华北地区建成岗南和密云两座⼩型混合式抽⽔蓄能电站。

在近40年中，前20多年蓄能电站的发展⼏乎处于停顿状态，九⼗年代初才开始有了新的发展。

⾄2005年底，全国（不计台湾）已建抽⽔蓄能电站总装机容量达到6122MW，年均增长率⾼于世界抽⽔蓄能电站的年均增长率，装机容量跃进到世界第5位,遍布全国14个省市。

在建的抽⽔蓄能电站装机约11400MW，预计⾄2010年，这些电站都将建成，到时抽⽔蓄能电站的总装机可到17500MW左右。

天荒坪蓄能电站是我国⽬前容量最⼤、⽔头最⾼的纯抽⽔蓄能电站，⾪属于华东电管局，承担华东电⽹的调峰任务。

电站位于浙江省安吉县天荒镇⼤溪村，接近华东电⽹的负荷中⼼，距上海、南京、杭州分别为175、180、57公⾥，离500KV瓶窑变电所34公⾥。

电站前期准备⼯作于1992年6⽉启动，1994年3⽉1⽇正式动⼯，1998年1⽉第⼀台机组投产，⼯程总投资73.77亿⼈民币,经过⼋年奋战，于2000年12⽉底全部竣⼯投产。

天荒坪电站是我国⽬前已建和在建的同类电站单个⼚房装机容量最⼤、⽔头最⾼的⼀座；也是亚洲最⼤、名列世界第⼆的抽⽔蓄能电站(⼆期⼯程完成后将为世界第⼀)。

电站枢纽主要包括上⽔库和下⽔库、输⽔系统、中央控制楼和地下⼚房等部分组成。

电站上⽔库位于海拔908⽶的⾼⼭之巅，是利⽤天荒坪和搁天岭两座⼭峰间的千亩⽥洼地开挖填筑⽽成，并有主坝和四座副坝及库岸围筑，整个上⽔库呈梨形。

⼤坝为沥青混凝⼟斜墙⼟⽯坝，，最⼤坝⾼72m，平均⽔深42.2⽶，库容量885万⽴⽅⽶，相当于⼀个西湖。