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未来5年,我国将陆续建设荒沟、阳江、长龙山、文登、天池等一大批抽水蓄能电站,以哈电机为代表的国内企业已完全掌握抽水蓄能核心技术,并实现根本性跨越,使得国内市场的设备招标价格大幅下降,预计可为国家节省上百亿元资金。在机遇与挑战面前,哈电机将不断加快技术开发,全面提高产品制造质量,用先进优质机组助推国家电力装备技术继续保持世界高端地位。
4月12日,我国单机容量最大(37.5万千瓦)的抽水蓄能电站机组──浙江仙居电站首台机组成功并网发电,机组各项技术指标均优于设计值。哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司(简称“哈电机”)以卓越的技术实力,完成了这台具有完全自主知识产权的、国内单机容量最大的、447米高水头的水泵水轮机研制,助推抽水蓄能机组国产化实现了又一次重大飞跃。投运当天,业主做了一个简单直观的实验,将3枚硬币立于高速旋转的机组盖板上,硬币居然挺立未倒,再次证明了机组运行的高稳定性。
无独有偶,在日前招标的荒沟抽水蓄能项目中,哈电机在国内外6家同行企业参与的公开竞标中,凭借国际领先的技术再度赢得用户信任,将4台30万千瓦抽水蓄能机组全部收入囊中。而“分数极路比绕组”技术作为其中的重要研发成果之一,在填补了国内技术空白的同时,也成为塑造抽水蓄能高技术含量的又一“标尺”。
填补大型抽蓄机组技术“空白”
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“创新是引领发展的第一动力,创新兴则企业兴、创新强则企业强、创新久则企业持续强盛。”哈电集团公司董事长、党委书记邹磊如是说。哈电机积极贯彻集团公司发展战略,依托国家科技支撑计划、企业三年科技赶超计划等,一次次刷新着行业纪录。
抽水蓄能机组的主要研发难点集中在效率与稳定性同时兼顾的问题上,尤其是水力稳定性更是难中之难。在水泵水轮机运行不稳定区,业内也称之为“S区”和“驼峰区”,机组并网困难是公认的世界难题,以往的进口机组通常借助机械手段来实现机组并网,这样不但结构复杂,机组振动大,而且会严重影响机组的运行寿命和安全可靠性。哈电机打破了传统的机械思维方式,从水力设计的角度入手,在“S区”和“驼峰区”优化上取得重大技术突破,用水力设计方法解决了水泵水轮机不稳定区并网难题,大大降低了机组的振动,提高了机组的安全可靠性,此项水力设计技术达到世界领先水平。
此外,研究人员还研发出降低水泵水轮机无叶区压力脉动幅值技术、混流式水泵水轮机长短叶片转轮等独创成果,为水泵水轮机水力稳定性和效率的双向提高增加砝码,达到世界领先水平。
与常规水电机组相比,抽水蓄能发电电动机转子运行转速要高得多。在高转速下,发电电动机转子要频繁地承受机组启停、正反转过程中交变负荷和冲击负荷,对转子的结构安全性是一个巨大考验。
针对抽水蓄能机组转速高的特点,哈电机集中精力,各个突破,开发出了高转速向心式磁极绝缘托板结构,有效地阻止了可能出现的绕组接地情况的产生;提出了新的端点迭代法,有效解决了传统的端点迭代法在确定同步电机大功角稳态运行工况过程中收敛慢甚至不收敛的问题;采用“三斜结构”的可逆式同步发电电动机,具有半伞式密闭、自循环、全空气冷却、三相凸极等特点。
与此同时,哈电机还建立了功能强大的双向推力轴承试验台,实现了真机全模拟发电电动机工况的试验,开发出了适用于抽水蓄能机组的双向弹性金属塑料瓦推力轴承,进一步拓宽了双向推力轴承的可选技术范围。先进合理的结构,完全保证了机组结构性能的安全可靠。
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