Chinas Wasserkraft blickt auf eine über hundertjährige Geschichte zurück. Laut vorliegenden Daten erreichte die installierte Leistung des zentralchinesischen Stromnetzes Ende Dezember 2009 allein 155,827 Millionen Kilowatt. Die Beziehung zwischen Wasserkraftwerken und Stromnetzen hat sich von der direkten Auswirkung des Ein- und Ausspeisevorgangs eines einzelnen Kraftwerks auf den stabilen Netzbetrieb hin zur Auswirkung des Ein- und Ausspeisevorgangs einer einzelnen Einheit eines kleinen Wasserkraftwerks entwickelt, die im Wesentlichen keine wesentlichen Auswirkungen mehr auf den Netzbetrieb hat.
In der Vergangenheit dienten viele Funktionen und technischen Anforderungen unserer Wasserkraftwerke der Versorgung des Stromnetzes. Diese Aufgaben erhöhten nicht nur die Komplexität der Kraftwerkssteuerung und -sicherung, sondern auch die Investitionen in Ausrüstung und Management sowie die Arbeitsbelastung des Betriebs- und Managementpersonals. Mit der Trennung von Kraftwerken und der abnehmenden Bedeutung kleiner Wasserkraftwerke im Stromnetz haben viele Funktionen an praktischer Relevanz verloren und sollten nicht mehr von ihnen übernommen werden. Dies hat die Automatisierung kleiner Wasserkraftwerke behindert und zu höheren Investitionen in diesen Bereich geführt.
Nach dem Höhepunkt des Baus großer Wasserkraftwerke im Jahr 2003 geriet auch die Modernisierung kleiner Wasserkraftwerke aufgrund fehlender finanzieller Mittel ins Stocken. Der Mangel an reibungslosen Kommunikations- und Öffentlichkeitskanälen für kleine Wasserkraftwerke erschwert die Verbreitung fortschrittlicher Technologien und Ideen, was zu einem Wissensrückstand in der gesamten Branche führt.
In den letzten zehn Jahren haben einige Kleinwasserkraftwerke und deren Hersteller eigenständig über Managementmodelle und die technologische Weiterentwicklung von Kleinwasserkraftwerken diskutiert und diese untersucht. Dabei wurden vielversprechende Ideen entwickelt und Produkte mit hohem Vermarktungspotenzial hervorgebracht. 1. Bei einem Stromausfall kann das Kraftwerk direkt abgeschaltet werden. Bei Wasserverlusten an den Leitschaufeln kann das Ventil geschlossen werden, um den Wasserverlust im Leerlauf zu reduzieren. 2. Der Leistungsfaktor des Generators wird auf 0,85–0,95 erhöht, um die Investitionskosten zu senken. 3. Die Wahl von Isolationsmaterial der Klasse B für den Generator reduziert die Investitionskosten. 4. Generatoren unter 1250 Kilowatt können mit Niederspannungsaggregaten betrieben werden, um die Investitionskosten für Generatoren und elektrische Ausrüstung sowie die Betriebs- und Wartungskosten zu senken. 5. Die Erregerleistung wird reduziert. Dadurch sinken die Investitionskosten für Erregertransformatoren und -komponenten. 6. Die Ölversorgung der Bremsen und der oberen Rotoren erfolgt nach Druckreduzierung über den Hochdruck-Drehzahlregler. Das Ölsystem sowie die Mittel- und Niederdruck-Gassysteme können entfallen. Dadurch wird die Ausrüstung der Öl- und Gaskreisläufe reduziert. 7. Das Ventil wird elektrisch betätigt. Dies senkt die Investitionskosten für die Ventilbetätigung und vereinfacht die Ventilsteuerung. Dadurch werden die Betriebs- und Wartungskosten reduziert. 8. Das Laufwasserkraftwerk arbeitet mit konstant hohem Wasserstand. Dadurch werden die Wasserressourcen effizient genutzt. 9. Hochwertige und gut ausgestattete Automatisierungskomponenten ermöglichen einen unbemannten Betrieb. 10. Multifunktionale und hochintegrierte intelligente Geräte reduzieren den Bedarf an Sekundärausrüstung. 11. Die freie Inbetriebnahme, der freie Betrieb und die freie Wartung der Sekundärausrüstung werden gefördert. Dies ermöglicht dem Betriebs- und Managementpersonal des Kraftwerks ein angenehmes und zufriedenstellendes Arbeiten. 12. Die Integration von Betrieb und Wartung des Kraftwerks wird realisiert. Dadurch kann das Gesamtniveau von Betrieb und Management in der Kleinwasserkraftbranche schnell verbessert werden. 13. Die Niederspannungseinheit verfügt über einen integrierten Schutzschalter für den unbemannten Betrieb. 14. Die Niederspannungseinheit verwendet einen neuartigen, mikrocomputergesteuerten Drehzahlregler für hohen Öldruck. Es kann die grundlegende Automatisierungsausrüstung für den unbemannten Betrieb bereitstellen. 15. Anlagen mit einer Einzelleistung von weniger als 10.000 Kilowatt können im bürstenlosen Erregerbetrieb arbeiten. Die Erregerausrüstung kann vereinfacht und der Erregertransformator entfallen.
1. Der optische Faser-Wasserstandsmesser ist passiv, blitzgeschützt und einfach zu installieren. Er dient als Ersatz für den Wasserstandsmesser in kleinen Wasserkraftwerken. 2. Der optimierte, kostengünstige Mikrocomputer-Hochdruck-Drehzahlregler ist im Vergleich zu marktüblichen Modellen mit identischen technischen Daten, Funktionen und Materialien über 30 % günstiger. 3. Der Mikrocomputer-Hochdruck-Drehzahlregler für Niederdruckanlagen entspricht den nationalen technischen Normen für Niederdruckanlagen. Der Preis liegt bei 30.000 bis 42.000 Yuan pro Einheit für eine Drehzahlregelung von 300–1000 kg·m. Dieses Produkt hat sich als Ersatz für die Drehzahlregelung von Niederdruckanlagen etabliert. Dank seines hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnisses und seiner hohen Sicherheit ersetzt es manuelle elektrische Drehzahlregler und diverse Energiespeicher-Antriebe mit unzureichenden Sicherheitsvorkehrungen.
4. Der neue Hochdruck-Drehzahlregler für kleine Turbinen (Sonderentwicklung) eignet sich für den Betrieb und die Steuerung netzgekoppelter, nicht frequenzgeregelter Wasserkraftgeneratoren. Er kann mit dem integrierten Bedienfeld oder der intelligenten Steuerung der Niederdruckeinheit verwendet werden, um manuelles Anfahren, Netzanschluss, Lasterhöhung, Lastreduzierung, Abschaltung und weitere Vorgänge direkt an der Maschine oder per Fernsteuerung zu realisieren. Die Turbinendrehzahlregler haben insbesondere in den letzten zwei Jahrzehnten eine kontinuierliche Weiterentwicklung erfahren. Angetrieben durch die Fortschritte in der Computer-, Automatisierungs- und modernen Hydrauliktechnik haben sich Struktur und Funktion der Drehzahlregler grundlegend verändert. Mit dem stetigen Ausbau der Stromnetze hat die Leistung einzelner Turbinenaggregate 700.000 Kilowatt erreicht. Große Stromnetze und große Anlagen stellen immer höhere Anforderungen an Drehzahlregler, und die Drehzahlreglertechnologie entwickelt sich entsprechend weiter. Nahezu alle kleinen und mittelgroßen Turbinendrehzahlregler basieren auf dem oben beschriebenen Rahmen, Konzept und Aufbau. Für Anlagen mit einer Leistung von unter einigen tausend Kilowatt erscheint all das übertrieben. Bei ländlichen Wasserkraftwerken gilt: Je einfacher die Konstruktion, desto geringer die Anschaffungs-, Betriebs-, Nutzungs- und Wartungskosten – vorausgesetzt, Bedienung und Steuerung sind praktikabel. Denn einfache Anlagen können von jedem, unabhängig vom Bildungsstand, bedient werden. Im Falle eines Defekts ist die Reparatur ebenfalls unkompliziert. Bei einer Regelleistung von 300–1000 kg·m liegt der geschätzte Preis bei etwa 20.000 Yuan pro Einheit.
5. Integriertes Niederspannungs-Steuerpanel Das integrierte Niederspannungs-Steuerpanel ist speziell für Niederspannungs-Wasserkraftwerke konzipiert. Es umfasst Generatorausgangs-Leistungsschalter, Erregerkomponenten, intelligente Steuergeräte, Instrumente usw. und ermöglicht die optimale Konfiguration der Primär- und Sekundärausrüstung eines Wasserkraftgeneratorsatzes in einem einzigen Panel. Das Panel ist vollständig gekapselt und bietet ein hohes Schutzniveau. Es ist voll funktionsfähig und einfach zu bedienen. Es eignet sich für Niederspannungs-Wasserkraftgeneratorsätze mit einer Einzelleistung von unter 1000 kW. Die gesamte Anlage wurde vom Hersteller umfassend getestet und kann nach der Installation vor Ort in Betrieb genommen werden. Dies vereinfacht die gemeinsame Inbetriebnahme und reduziert die Kosten für Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung. Das integrierte Niederspannungs-Steuerpanel vereint Funktionen wie Steuerung, Messung, Generatorschutz, Erregersystem, Drehzahlregelung, sequentielle Steuerung, automatische Quasi-Synchronisierung, Temperaturüberwachung, automatische wirtschaftliche Stromerzeugung, Messung, Überwachungsinstrumente, intelligente Diagnose, Fernsteuerung, Sicherheitswarnung und weitere Funktionen. Das System unterstützt Fernüberwachungs- und -steuerungsfunktionen. Der Hintergrundrechner ermöglicht Fernmessung und -steuerung (z. B. Wasserstand im Vorbecken und Betriebsinformationen) sowie Managementfunktionen der Kraftwerksanlagen über Kommunikationsleitungen. Das System bietet außerdem Echtzeit-Datenabfrage, aktive Alarmierung bei Überschreitung elektrischer und nichtelektrischer Grenzwerte sowie Zustandsänderungen, Ereignisabfrage, Berichtserstellung und weitere Funktionen. Dieses Produkt dient als Ersatz für die Steuerungs- und Schutzabdeckung von Niederspannungsanlagen.
6. Intelligentes Steuergerät für Niederspannungsanlagen: Das Steuergerät für die Automatisierung von Niederspannungsanlagen integriert zwölf Hauptfunktionen, darunter die Steuerung des Anlagenablaufs, automatische Überwachung, Temperaturprüfung, Drehzahlmessung, automatische Quasi-Synchronisierung, automatische wirtschaftliche Stromerzeugung, Generatorschutz, Erregungsregelung, Drehzahlregelung, intelligente Diagnose, Fernsteuerung und Sicherheitswarnung. Es verfügt über Schutzfunktionen gegen Stromschnellunterbrechung, Überstrom, Überlast, Überspannung und Unterspannung, Frequenzschutz, Entmagnetisierungsschutz, Erregungsüberlastung, Überdrehzahl, Rückleistungsschutz und Schutz vor nichtelektrischen Störungen. 7. Niederspannungsanlagen mit hoher Kapazität: Angesichts der stetig steigenden Bau- und Betriebskosten kleiner Wasserkraftwerke und der kontinuierlichen Verbesserung der Generatorfertigungstechnologie hat die Anlagenleistung von Niederspannungsanlagen in meinem Land 1.600 Kilowatt erreicht und arbeitet einwandfrei. Das frühere Problem der Überhitzung wurde durch optimierte Konstruktion, Materialauswahl und Fertigungsprozesse erfolgreich gelöst. Ausgestattet mit einem integrierten Bildschirm und einem Mikrocomputer-Drehzahlregler, kann die Anlage vollautomatisch und ohne hochqualifiziertes Bedienpersonal betrieben werden. Die Steuerungs- und Regelungstechnik hat ein intelligentes Niveau erreicht.
Veröffentlichungsdatum: 27. Dezember 2024
