俄罗斯水电革命

崔弘毅，周克发编 译

（1.国家能源局大坝安全监察中心，浙江杭州，310014；2.水利部大坝安全管理中心，江苏南京，210029）

俄罗斯水电革命

崔弘毅1，周克发2编 译

（1.国家能源局大坝安全监察中心，浙江杭州，310014；2.水利部大坝安全管理中心，江苏南京，210029）

俄罗斯电力生产商俄罗斯水电集团公司（Rus Hydro）属下的几个工程目前正在实施其更新改造计划，目前进展顺利，显然2014年水电行业将对俄罗斯国内电力行业带来较大的影响。

俄罗斯；俄罗斯水电集团公司；更新改造

相比2012年，2013年的前三个季度，俄罗斯电力生产商俄罗斯水电集团公司（Rus Hydro）的水电发电量增长了23%，其前9个月的水电发电总量达到了71.4 TWh（增长了23%）。

发电量增长的主要原因在于西伯利亚各主要水库的入库流量高于平均入库流量，补偿了伏尔加-卡马梯级水库低于平均水平的入库流量。同时，在远东地区还用水电替代了火力发电。到下一年，由于预期入库流量更大，且基于对俄罗斯水电集团公司发电设施持续推出了综合的现代化改造升级计划，这一数字还要增长。

1 现代化更新改造

2012年开始，一直到2025年，俄罗斯水电集团公司的现代化更新改造计划将会更换55%的水轮机，42%的发电机和61%的变压器。这些现代化的更新改造工程将会大幅提高俄罗斯水电集团公司所属发电设施的可靠性、效率和安全性，并且相比于2011年初，装机容量将会增加779 MW。

众多工程中，目前正在进行更新改造的是志古列夫斯科（Zhigulevskaya）水力发电厂，电厂的每台机组其容量将由115 MW增加至125.5 MW。在2013年底，第19号机组已投入运行，并且第3台机组将要开始更新改造工作。工程完工后，志古列夫斯科水力发电厂的总装机容量将达到2 488 MW，增加147 MW。

图1 俄罗斯志古列夫斯科水力发电厂的更新改造工程将使每台机组容量由115 MW增加至125.5 MW（图片来自俄罗斯水电集团公司）Fig.1 Refurbishment will increase the capacity of Russia's Zhigulevskaya hydropower plant from 115 MW to 125.5 MW.（Credit:Rus Hydro）

去年年底同时开始的还有萨扬-舒申斯克（Sayano-Shushenskaya）水力发电厂的一新机组，装机容量为640 MW。它是萨扬-舒申斯克水力发电厂2013年要投入试运行的第3台机组，也是第7台将要整体进入商业运行的机组，这是萨扬-舒申斯克水力发电厂补强加固工程和综合的现代化更新改造工程的一部分。目前，该设计装机容量为6 400 MW的水力发电厂实际装机为4 480 MW，有7台机组在运行中。3号机组和4号机组的修复工作还在持续过程中，计划分别于2014年3月和6月完工。

图2 设计装机容量6 400 MW的萨扬-舒申斯克水力发电厂目前有装机4 480 MW的7台机组在运行中（图片来自俄罗斯水电集团公司）Fig.2 The working capacity of the 6 400 MW Sayano-Shushen⁃skaya plant is 4 480 MW with seven units in operation（Credit: Rus Hydro）

图3 俄罗斯萨扬-舒申斯克水力发电厂3号机组和4号机组的修复工作计划于2014年6月完工（图片来自俄罗斯水电集团公司）Fig.3 Restoration of units No.3 and 4 at Russia's Sayano-Shushenskaya hydropower plant is due for completion by June 2014（Credit:Rus Hydro）

2014年年底完工时，萨扬-舒申斯克水力发电厂将全部装配上全新的最先进的设备，其改善的性能可满足所有安全和可靠性要求。新机组的使用寿命延长为40年，其最大效率现在达到了96.6%。并且，产能和空蚀特性得以提高。水轮机还配有更有效的过程保护系统，若控制参数出现任何不许可的偏离，系统将自动关停机组。

图4 俄罗斯萨扬-舒申斯克水力发电厂的航空图（图片来自俄罗斯水电集团公司）Fig.4 Aerial view of Russia's Sayano-Shushenskaya hydro⁃electric plant（Credit:Rus Hydro）

2 Yegorkykskaya水电工程

另一个计划于2014年完工的工程是Yegorkyk⁃skaya水力发电厂新建的溢洪道。

作为库班河上各梯级水电站补强加固和现代化更新改造工程的一部分，该溢洪道的修建工程始于2013年。完工以后，将用于泄洪，代替原有的已使用了50年的旧溢洪道。旧溢洪道的泄洪能力稍小一些。

新溢洪道的泄流能力为120 m3/s，即便水轮机完全停机，也可保证泄水能完全通过。该水力发电厂的总过流能力为250 m3/s，甚至足以承受极端洪水。

该溢洪道将由整体浇筑混凝土建成，长517 m，宽17.6 m。

Yegorkykskaya水力发电厂于1956～1962年修建，工程包括一长1 320 m的复土填埋大坝、进水渠、塔式溢洪道、溢洪道泄水渠以及发电机厂房，其中有2台水力发电机组，总装机容量为30 MW。

库班河上梯级水电站的补强加固和现代化更新改造工作目前正由俄罗斯水电集团公司和阿尔斯通水电设备有限公司（Alstom Hydro）在实施，实施根据两家企业于2011年签署的一项协议。工程包括8座水力发电厂的综合性现代化更新改造和1座抽水蓄能电厂。9座梯级水电站的其中之一——Yegorkykskaya二级水力发电厂不在工程范围内，因为它是新建工程，2011年才开始试运行。阿尔斯通承担制造设备并监督安装工作以及启动前测试。关键要素是在涅温诺梅斯克（Nevinnomyssk）镇上完成了梯级水电站的自动化集中式控制。

3 博古尚斯卡亚（Boguchanskaya）工程

博古尚斯卡亚水力发电站的工程应于今年全部完工。俄罗斯水电集团公司和俄罗斯铝业联合公司（UC Rusal）签订协议共同开发博古尚斯卡亚能源与冶金综合设施（Boguchanskoye Energy and Metals Complex，BEMO）后，这项暂停工程的建设于2006年5月重新启动。工程包括博古尚斯卡亚水力发电厂，其多年平均发电量为17.6 GWh，还包括电解铝设施，其产能为每年600 t金属。

第8台机组于2013年年底投入试运行和商业运行。截至12月底，所有运行中的机组总装机容量为1998MW，低水位时，其工作容量为1362MW。

目前正在进行最后一台机组的测试准备工作。

4 Nizhne-Bureyskaya工程

Nizhne-Bureyskaya水电站计划在未来几年中进行试运行。Nizhne-Bureyskaya水库为Bureyska⁃ya电厂和Bureyskiy水电综合体二级电站的补偿水库。工程的设计装机容量为320 MW，平均年发电量为1 650 MkWh。除了发电外，该电站的另一重要功能将包括平均Bureyskaya电站不均匀的日泄水量并防止洪泛。Nizhne-Bureyskaya于2010年开始建设，是俄罗斯水电集团股份公司投资计划的优先工程之一。

俄罗斯水电集团公司的子公司Nizhne-Bureys⁃kaya水电站开放型股份公司最近与俄罗斯动力机械股份公司（Power Machines）签订合同，要其为本工程提供4台水力发电机组，每台机组的装机容量为80 MW。

根据该交易条款，动力机械股份公司将要设计、生产和提供4套水力发电机组，每套都含有一附带自动控制系统的转浆式水轮机、带有励磁系统的水轮发电机和辅助设备。该公司还需负责机组的安装工作。

该电厂水力涡轮机的设计采用的是环境友好型设计，即：叶片转动机械所在的叶轮腔内不会有机油填充进去，这就排除了机油泄露到水中的可能性。

机组的试运行计划于2015～2016年间进行。

5 Cheboksarskaya工程

俄罗斯动力机械股份公司还参与了Cheboksar⁃skaya水力发电厂的更新改造工程。去年11月，15号水力发电机组的叶轮检修工作宣告完成。

图5 俄罗斯动力机械股份公司参与了Cheboksarskaya水力发电厂的更新改造工程（图片来自俄罗斯水电集团公司）Fig.5 Power Machines is involved in the project to renovate the Cheboksarskaya hydroelectric project（Credit:Rus Hydro）

得益于这次更新改造工作，叶轮叶片转动角度将根据荷载和水压而变化，因而可实现在最少水量消耗时输出最大电力。

在完成全部建设和安装工作以及后续的调试测试后，改造后的水力发电机组计划于今年年初投入运行。

Cheboksarskaya电站水力发电机组的检修工作始于2007年，从7号叶轮叶片转动机械的改造开始。另外3组叶轮（分别为第16号、8号和4号水力发电机组的叶轮）的检修工作于2010～2012年实施。目前，该电站6号机组的卡普兰运行模式正在制造厂被重建。2016年年底前，还将改造另外5组水轮机。

由于合同规定要在2012年10月完成8个水力发电机组大修，俄罗斯动力机械股份公司和俄罗斯水电集团公司延长了其合作时间，旨在完成Che⁃boksarskaya电厂水力发电机组的更新改造工作。

8组定子及必要的设备都将被制造来完成水轮发电机。计划于2014年1月交付8组设备中的第1台，最后1台计划于2017年2月交付。

6 新的合资公司：伏尔加水电有限责任公司

另一个与俄罗斯水电集团公司一起合作的公司是福伊特水电集团（Voith Hydro）。2013年，两家公司宣布，计划成立一合资公司，即伏尔加水电有限责任公司（Volga Hydro LLC）。其中，俄罗斯水电集团公司将持有50%的股份外加1卢布，福伊特水电集团将持有50%的股份减去1卢布。

该合资公司将制造水轮机设备，其目标是成为一个创新的中心。

该合资公司总部设在俄罗斯联邦的巴拉科沃，它将致力于在新工程和工程的现代化更新改造方面发挥作用。

7 Zagorskaya抽水蓄能电站的事故

对俄罗斯水电集团公司来说，2013年也有负面消息。

9月17日，Zagorskaya抽水蓄能电站目前正在施工中的2号水轮机室发现了渗漏水。当时，有15个人在厂房内工作，最后都成功逃离。

在接下来的几小时内，水轮机室和附近的区域都被水淹没了。检查表明，厂房建筑物发生了沉降。发生厂房被淹事故是由于渗漏水通过损坏的伸缩缝和未完成的水管的进水口而导致。后续研究（包括在厂房建筑物右翼部分附近钻井）证实了土壤的侵蚀问题。土壤的侵蚀导致了建筑物的沉降。

根据初步数据，Zagorskaya抽水蓄能电站坝基土的侵蚀是因为电站防渗系统的性能不佳。防渗系统性能不佳的原因可解释为系统设计的特殊性和坝基土壤勘测方面存在问题。关于事故原因，最终结论只有当现场完全干透，对厂房进行完其他调查之后才能知道。

“软弱的坝基土壤和电站设计中欠缺测量仪器造成不能发现潜在问题。”俄罗斯水电集团公司在一份声明中表示。“Zagorskaya抽水蓄能电站的设施是独一无二的：它修建在软基上，因为在俄罗斯中部地区，坚硬的岩石基础不是非常普遍。”

事故发生后不久，水库就开始恢复运行。在尾水渠侧，于9月底10月初修建了一土石连接体，将电厂建筑物与下水库隔离开来并可开始逐步抽水。在厂房建筑完全干透后，将完成对设备的检查，预计时间为2月中旬。

水电设施的状态已经稳定。下一步将考虑把厂房恢复到合适位置的措施，然后，将对设备进行微调以准备电厂的试运行。 ■

[1]Russian hydro revolution[N/OL].International Water Power &Dam Construction,[2014-04-25].http://www.waterpow⁃ermagazine.com/features/featurerussian-hydro-revolution-4184460/.

向家坝电站岁修工作圆满完成

据中国长江电力股份有限公司2014年5月29日，向家坝电站7号机组顺利完成修后启动试验，标志着向家坝电站2013-2014年度岁修工作圆满收官。

本轮岁修从2013年11月25日开始，到2014年5月29日结束，历时186 d，是向家坝电厂建厂以来开展的首次机组大规模检修，经过设备的全过程诊断分析及状态评估，确定了检修内容包括6台次机组的标准C修，4台次机组流道固结灌浆处理等专项消缺，10回500 kV进出线、4段500 kV母线的年检，以及泄洪设施检修等工作。

目前，向家坝电站已进入防汛状态，焕然一新的设备严阵以待，全力迎接即将到来的金沙江主汛期。

With a programme of refurbishment well underway at projects owned by Russian power gener⁃ator Rus Hydro,the hydro industry looks set to make a big impact on the country's power sector in 2014.

Russia;Rus Hydro;refurbishment

TV753

A

1671-1092（2014）03-0067-04

2014-04-21

崔弘毅（1983-），女，重庆人，助理工程师，主要从事大坝安全方面的研究。

Title:Russian hydro revolution//by CUI Hong-yi and ZHOU Ke-fa//Large Dam Safety Supervision Cen⁃ter of National Energy Administration