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中国三峡大坝装机容量世界第一,为什么年发电量却落后于第二?

“全世界最大的水电站发电量不是全球第一”

这个话题引发了众多朋友讨论,在我们的印象中,三峡大坝无论是规模还是装机容量,都是妥妥的全球第一,现在有人告诉你发电量不是全球第一,是不是有种被欺骗的感觉?

而事实上还真就是这样,在三峡建成前,伊泰普水电站是全球最大的水电站,但在三峡建成后,伊泰普装机容量(1400万千瓦,三峡2250万千瓦)屈居第二位,但它的年发电量依然压过三峡一头!为何装机容量第一的三峡发电量不如伊泰普?

伊泰普水电站

三峡大坝的发电机组到底装在哪里?

三峡大坝位于长江三峡西陵峡内的宜昌市夷陵区三斗坪,下游38千米处就是葛洲坝水电站,三峡大坝属于混凝土重力大坝,坝长2335米,底部宽115米,顶部宽40米,坝顶高度185米,正常蓄水位175米,通航船闸上下游水头落差113米,是全世界最大的水利工程!

上文这些数据你应该能大概了解一个三峡大坝的规模,那么各位关心的水电站又是装在哪里呢?先上一张三峡大坝的资料图,各位是否能判断出水力发电机组的安装位置:

请问发电机组装在哪个位置?也许有朋友会猜不就是冒出水正在发电的中间位置吗?当然相信更多的朋友已经猜到发电机组是在中间泄洪道的两侧!

左岸14台70万千瓦发电机组

右岸12台、右岸地下6台70万千瓦机组

总计2240万千瓦,这不还少10万千瓦呢,去哪了?因为还有2台5万千瓦的电源机组,总计2250万千瓦。

三峡的发电机组主要由德国福伊特(VOITH)公司、美国通用电气(GE)公司、德国西门子(SIEMENS)公司组成的VGS联营体和法国阿尔斯通(ALSTOM)公司、瑞士ABB公司组成的ALSTOM联营体提供

相信各位一定很好奇,为什么三峡要搞那么多供货商,这不应该同意供货方便维修维护么?但其实看到如下的条款你就明白这是为什么了!

签订供货协议时,都已承诺将相关技术无偿转让给中国国内的电机制造企业。

70万千瓦的机组有多大?各位看看水轮机就知道了

水力涡轮

转子

与常见的小型发电机不一样,三峡70万千瓦的发电线圈在定子上,转子上也有励磁线圈,但电流不大,如果70万千瓦输出的是18KV的电压,那么定子的电流会是22453A,如果是35KV,那么电流会在141454A左右(一般大型发电机电压不会超过35KV)!

水力涡轮和定子的结合工作方式

这个电流会大到让你傻眼,不过定子上电阻很低,也有强大的散热回路,大型发电机常用用的散热方式水氢氢冷却,定子用水冷,因为不需要转动,冷却回路设计方便,而转子高速转动用氢气冷却,内部循环,通过热交换器向外部交换,氢气纯度要求96%以上,以免发生爆炸!

2012年7月4日,三峡电站最后一台机组正式交付并网发电,三峡工程正式全面建成投产

为何伊泰普水电站能盖过三峡一头?

从此前公布的一份发电量来看,尽管伊泰普水电站在三峡电站建成后装机容量屈居第二,但年发电量仍然高居榜首!

世界20大水电站

尽管三峡水电站排名第一,但年发电量却是第二,实在有些憋屈,这究竟是怎么回事?

准确地说发电量和装机容量之间有关系,但却不是线性关系,因为发电量还和很多因素相关,比如如下几个因素:

1、年径流量

2、坝体前后水位落差

三峡所在的长江的年径流量约为9600亿立方米,三峡所在的上游年径流量大约在3000亿立方米,三峡的径流量不会小!伊泰普水电站所在巴拉那河径流量为5582亿立方米,伊泰普水电站坝址所在年径流量2860亿立方米,两者流量还是三峡水水电站稍胜一筹。

长江流域

那么水头高度呢?三峡的前后落差大约是113米,而伊泰普水电站则是120米,两者以伊泰普水电站稍胜一筹,按理来说应该差不多,但是伊泰普水电站依然要比三峡高,难不成真的是设计和管理上有所不足?

伊泰普水电站引水管

其实在上文中还是少考虑了一个很重要的选项,那就是汛期和枯水期之间的径流量差,长江的汛期集中在5-10月,占全年径流量的70%以上。

巴拉那河是南美第二大河,汛期则集中在10月-2月,汛期和枯水期差异也比较大,汛期大约45000立方米/秒,枯水期也能达到6200立方米/秒,而长江枯水期甚至不足4000立方米/秒!

枯水期的武汉天兴洲

另一个相关的则是库容,三峡水库库容大约393亿立方米,伊泰普水电站的水库库容约为290亿立方米,两者与径流量相比都小得很,比如即使是枯水期,库容满也就十几天时间,所以想要用库容来发电确实有些困难,主要还是径流量比较均衡!

不过如果用科学管理和搭配库容调节,那么三峡水电站也能将发电效率提高,而且三峡水电站最大的优势是装机容量巨大,比伊泰普水电站高出1/3,这个巨大的优势搭配科学的管理,从2014年起就已经超过伊泰普水电站!

总的来说,三峡水电站全球第一的说法并不过分,毕竟现在总装机容量和年发电量均已经吊打伊泰普,很多自媒体说事的资料还停留在十年以前!