Lysebotn II kraftverk Fra stengt vannvei til full effekt på 60 sekunder. 8. mars 2016 Jonny Pedersen, Prosjekteringsleder Lyse Produksjon AS

Transkript

1 Lysebotn II kraftverk Fra stengt vannvei til full effekt på 60 sekunder 8. mars 206, Prosjekteringsleder Lyse Produksjon AS

2 Eksisterende Lysebotn II kraftverk Kraftverket ble satt i drift i for å forsyne Stavanger med strøm. Produserer kwh / år. Dette er nok til å forsyne omtrent boliger.

3 5388-byggeteknikk-donald.oversikt no.s0 Strandvatn Hrv +635,27 Lrv +69, ,5 Hoved- og revisjonsluke bxh= 3,5x5,5m +589,8 Stengeluke bxh= 3,5x5,5m +630 Svingetunnel Tunnel mot inntak Strandvatn Varegrind bxh= 8x8m Trykktunnel INNTAK STRANDVATN Tunnel mot trykktunnel +590 STENGELUKE Inntaksluke Strandvatn Stengeluke m.o.h. 800 Eksist. tappeluke Strandvatn Hrv +635,27 Lrv +69,27 m.o.h. 800 Inntaksluke Tverrslagsport Storetjern Lyngsvatn Eksist. tappetunnel fra Lyngsvatn 8m Svingetunnel Eksist. tunnel Strandvatn - Storetjern Hrv +635,27 Lrv +69, Ny parallelltunnel 45m Trykktunnel 45m Til eksist. Lysebotn kraftverk m LENGDESNITT VANNVEI LYSEBOTN II Adkomsttunnel 54m 2500 Kraftstasjon Tverrslagsport Lyngsvatn 500 Lysefjorden Hrv +687, Svingetunnel Lrv +637, Avlłpstunnel 45m m Hoved- og revisjonsluke bxh= 3,5x5,5m +626,9 Tverrslagsport Kraftstasjon Trafohall INNTAK LYNGSVATN -2,0 D= 2,6m -,0 Saltvannssperre Bjelkestengsel -0 Lysefjorden +/- 0-5,0 LYSEBOTN II KRAFTVERK SKJEMATISK OVERSIKT KRAFTSTASJON, TVERRSNITT 2 x 25 MVA -20,0 UTL P LYSEFJORDEN

4 Slik blir Nytt Lysebotn II kraftverk Nøkkelinformasjon: 7,5 km vanntunneler Tverrsnitt 45 m 2 Totalt km tunneler lastebillass tunnelmasse 00 arbeidere i 4 år Kontrakter inngått i 203 Settes i drift våren 208 Hoveddata: Turbiner: 2 x 85 MW Francis aggregat (økning på 60 MW) Brutto fallhøyde: meter Slukeevne: 2 x 30 m 3 /sek. Midlere årsproduksjon:,5 TWh, produksjonsøkning på 80 GWh Nedbørsfelt: 36 km 2 Magasinprosent: 70 % Kan forsyne ca boliger

5 Sjødeponi og småbåthavn

6 Lysebotn II kraftverk: Samme vann mer kraft! Ingen nye reguleringer Begrensede miljøkonsekvenser

7 3D modell av kraftstasjon

8 Montasje av innløpsrør og sugerør

9 Konseptvalg - Høytrykks Francis - Referanser Fallhøyde m Begrensninger + referanser Kapasitet i m3/s Lysebotn Grense Andritz Grense Voith og Alstom Andritz referanse Alstom referanse Voith referanse Rainpower referanse Antatt begrensning Voith Pumpeturbin Alstom pumpeturbin Lysebotn II kraftverk, 2 x 85 MW Francis

10 Hvorfor tilrettelegger vi for fasekompensatordrift? Ved å tilrettelegge for fasekompensatordrift oppnår vi mulighet for å levere en rekke egenskaper som er spesielle for vannkraftverk i Norge:. Anlegget kan kjøres som fasekompensator uten at turbinene forbruker vann. Dette betyr at at anlegget kan levere / importere reaktiv effekt, stabilisere spenning i nettet og levere kortslutningseffekt uten å forbruke vann. 2. Anlegget kan startes fra fasekompensatordrift med stengt vannvei til turbindrift med full effekt 370 MW på 60 sekunder. Slik start kan aktiveres manuelt fra operatørgrensesnitt eller automatisk ved for eksempel ved lav effekt eller ved kommando fra systemvern.

11 Hvilke endringer medfører fasekompensatordrift?. Mer omfattende prosjektering, oppfølging, testing og systemutprøving. 2. Mindre modifikasjoner av apparatanlegg og magnetisering for å kunne kjøres som fasekompensator. 3. Omfattende kontrollanlegg med ekstra instrumentering, ekstra funksjonalitet og nye, komplekse start- stopp- og overgangssekvenser. 4. Mer omfattende nødstoppsystem (nødstyring). 5. Kompressoranlegg for nedblåsing av vann nivå i sugerør. 6. Omfattende røropplegg, ventiler og instrumentering for styring av vannivå i sugerør. 7. Større kapasitet på oljetrykksanlegg, servoventiler og røropplegg for hurtig åpning av hovedstengeventil. 8. Omfattende kjølevannsanlegg med individuelle pumper og styring / regulering for hver kjølekrets. 9. Strenge krav til sikkerhet vedrørende kjøling av labyrinttetning. Det er tap på,5 MW som skal fjernes under fasekompensatordrift. 0. Avlufting av tromme.. Vannsmurt akseltetning. 2. Trykkluftstyrt stillstandstetning.

12 Systemtegning (D) for turbin

13 Systemtegning (D) for kompressoranlegg

14 n-p-ac-0 Systemtegning (D) for kjølevannsanlegg Hovedtransformator (frekvensstyrt) n-vb-27 n-vb-25 n-p-fs-ac-04 n-p-fs-ac-03 n--2 n-- n-vb-28 n-vc-2 n-vb-26 n-vc- n-pt-06 PT FLENS FOR TILLØP TIL MULIG LUFTKOMPRESSOR TRANSFORMATOR Trafokjøler Trafokjøler n-ft-0 SJAKT FOR SUGERØRSLUKER.04 SYMBOL LISTE TILBAKESLAGSVENTIL PUMPE SPJELDVENTIL SKYVESPJELDSVENTIL TRYKKINDIKATOR PT TRYKKTRANSMITTER PS TRYKKBRYTER Generator (frekvensstyrt) n-vb-23 n-vb-2 n-p-fs-ac-02 n-p-fs-ac-0 n--0 n--09 n-vb-24 n-vc-0 n-vb-22 n-vc-09 n-pt-05 PT ANDRITZ REF. TEGNING Generator luftkjøling Øvre generator lager MENGDEMÅLER Generatorlagre, turbinlager oljetrykksanlegg n-vb-9 n-vb-7 n-p-ac-04 n-p-ac-03 n--08 n--07 n-vb-20 n-vc-08 n-vb-8 n-vc-07 n-pt-04 PT Nedre generator lager ANDRITZ REF. TEGNING Turbinlager HPU FLENS FOR RETUR FRA MULIG LUFTKOMPRESSOR n-p-dc-04 n--06 n-vb-6 n-pt-03 PT Sugerør luftkompressor Akseltetning n-vb-5 n-vb-3 n-p-dc-03 n-p-ac-02 n--05 n--04 n-vc-06 n-vb-4 n-vc-05 n-vb-2 Akseltetning NOTE Tegningsnummer M00N. n LIK FOR AGG., OG 2 FOR AGG DENNE TEGNINGEN ERSTATTER M084. n-vb- n-vc-04 n-p-dc-02 n--03 n-vb-0 n-pt-02 PT "N:\54\43\544325\DAK\Mekanisk\Arkfil\\M00N_H02.dwg - SJD - Plottet: , 3:52:55" Labyrinttetning AVLØPSTUNNEL Automatfilter n-vk-0 n-vb-0 n-vb-02 n-af-0 Automatfilter n-vb-03 n-vb-04 n-af-02 PT n-vb-09 n-vb-07 n-vb-05 HVAC (BARE FOR AGG. 2) n-pt-0 PS n-ps-0 n-p-dc-0 n--02 n--0 n-vc-03 n-vc-02 n-vc-0 KRAFTSTASJON OLJEUTSKILLER n-vb-08 n-vb-06 Spaltkjøling H DIVERSE OPPDATERINGER H AC PUMPER ERSTATTET MED DC PUMPER H FOR UTFØRELSE Revisjon Dato Beskrivelse Utarbeidet Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS som del av det oppdraget som fremgår nedenfor. Opphavsretten tilhører Norco må bare benyttes til det formål som oppdragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller formålet tilsier. LYSEBOTN II KRAFTVERK SYSTEMTEGNING KJØLEVANNSANLEGG D KJØLEVANNSANLEGG Oppdragsnummer Tegningsnummer SJD SJD SJD Målestokk M00N F

15 S"llstand Start blokkert ESD / Nødstopp QSD-M / Hurtigstopp QSD-E / Stopp elektrisk feil Deblokkering S"llstand Startklar Normalstopp Kommando Tomgang uten spenning Frakobling Kommando Tomgang med spenning Kommando Turbindri6 Kommando Fasekompensatordri6 Start- og stoppsekvenser - Forenklet

16 Control "STANDSTILL NOT READY FOR START" A Faults Not Present A 0.0 Stop Relay Start Blocking Off Rev. F Stop Relay Start Blocking Is Off "STANDSTILL READY FOR START" B /02(A3) /02(C3) /02(D3) /02(E3) Start Conditions General Fulfilled Start Conditions No-Load with Voltage Operation Fulfilled Start Conditions Turbine Operation Fulfilled Start Conditions Condenser Mode Operation Fulfilled /02(A3) /02(C3) /02(D3) Start Conditions General Fulfilled Start Conditions No-Load with Voltage Operation Fulfilled Start Conditions Turbine Operation Fulfilled /02(A3) /02(C3) Start Conditions General Fulfilled Start Conditions No-Load with Voltage Operation Fulfilled /02(A3) Start Conditions General Fulfilled B.04 Start Choice Condenser Mode Operation Active.03 Start Choice Turbine Operation Active.02 Start Choice No-Load with Voltage Operation Active.0 Start Choice General Active Stop Relay Is On Stop Relay Is Off Rev. E Start Condenser Mode Operation Chosen Start Turbine Operation Chosen Start No-Load with Voltage Operation Chosen Start General Chosen 6.3 "Stop Sequence Completed" M05 "Turbine Bearing, Generator Bearing and HPU Cooling Water Pump On" C 6. Turbine Shaft Seal Water Supply Pump Is Off Turbine Shaft Seal Water Supply Pump Off Generator Air Cooling Cooling Water Pump Is Off Generating Unit Turbine Bearing, Generator Bearing and HPU Cooling Water Pump Is Off Main Transformer T Oil Pump Is Off Main Transformer T Cooling Water Pump Is Off Rev. G M0 "Generator UCB Oil High Pressure System On" C Turbine Stand Still Seal Pressure Stop M2 "Generator Brake Release" MKV2 AN00 YB0 Generator UCB Oil Vapour Separator On.05 MKV3 AN00 YB0 Generator LGB Oil Vapour Separator On MKA60 AN00 YB0 Generator Carbon Dust Separator On M08 "Turbine Shaft Seal Water Supply Pump On" D 6.0 Turbine Stand Still Seal On Generator Air Cooling Cooling Water Pump Off 6.2 Generating Unit Turbine Bearing, Generator Bearing and HPU Cooling Water Pump Off MKV2 AN00 YB02 Generator UCB Oil Vapour Separator Off MKV3 AN00 YB02 Generator LGB Oil Vapour Separator Off MKA60 AN00 YB02 Generator Carbon Dust Separator Off Main Transformer T Oil Pump Off Main Transformer T Cooling Water Pump Off Rev. G.08 Turbine Stand Still Seal Off Turbine Stand Still Seal Pressure Start M4 "MIV Open" D MEB60 CG303 XB0 MIV Spherical Valve 30 % Open Position Is Open E 6.09 Turbine Labyrinth Cooling Control Valve Closed Turbine Labyrinth Cooling Control Valve Close.09 MEX70 AA03 YB0 Turbine Quick Closing Device On MEX70 CP02 XG02 Turbine Pressure Switch Quick Closing Device Is On.0 Turbine Turbine Governor On Rev. G E Turbine Labyrinth Cooling Control Valve Is Open Turbine Turbine Governor Is On Turbine Rotational Speed n > 90 % M "Generator UCB Oil High Pressure System Off" M "Generator UCB Oil High Pressure System Off" Rev. F F Generator Brake Is On Generator Rotational Speed n = 0 rpm M3 "Generator Brake Apply" Rev. E Generator UCB Oil High Pressure System Is Off Turbine Turbine Governor Rotational Speed Control. On Turbine Turbine Governor Rotational Speed Control Is On MEB60 CG304 MIV XB0 Spherical Valve 00 % Open Limit Switch Is Open Rev. G F Turbine Rotational Speed n < 0 % 6.08 Wait Rotational Speed n < 0 % 2 "NO-LOAD OPERATION NO VOLTAGE" G MEB60 CG30 XB02 MIV Spherical Valve Closed Rev. G Turbine Turbine Governor Is Off MEX70 CP0 XG02 Turbine Pressure Switch Quick Closing Device Is Off M0 "Generator UCB Oil High Pressure System On" Turbine Rotational Speed n < 90 % M8 "Disconnection Normal" MEA20 CG00 XG02 Turbine Distributor Closed MEB60 CG30 XB02 MIV Spherical Valve Closed /02(C3) /02(D3) /02(E3) Start Conditions No-Load with Voltage Operation Fulfilled Start Conditions Turbine Operation Fulfilled Start Conditions Condenser Mode Operation Fulfilled 2.03 Start Choice Condenser Mode Operation Active /02(C3) /02(D3) Start Conditions No-Load with Voltage Operation Fulfilled Start Conditions Turbine Operation Fulfilled 2.02 Start Choice Turbine Operation Active /02(C3) Start Conditions No-Load with Voltage Operation Fulfilled 2.0 Start Choice No-Load with Voltage Operation Active Start Condenser Mode Operation Chosen Start Turbine Operation Chosen Start No-Load with Voltage Operation Chosen Rev. E G Turbine Turbine Governor Off M5 "MIV Close" Wait Rotational Speed n < 90 % 6.07 Turbine Monitoring Turbine Closing On MEX70 AA0 YB02 Turbine Quick Closing Device Off 2.04 Generator Field Breaker Close Generator Field Breaker Closed Main Transformer T 32 kv-side Voltage Present H M9 "Disconnection During Fault" Stop Relay Is On Stop Relay Is On 6.02 Stop Relay On 6.03 Stop Relay On M8 "Disconnection Normal" Generating Unit Active Power < 5 MW Generating Unit Reactive Power < 5 MWr Generating Unit Active Power Shutdown 6.04 Generating Unit Reactive Power Shutdown Disconnection During Fault Is On M9 "Disconnection During Fault" M8 "Disconnection Normal" M07 "Generator Air Cooling Cooling Water Pump On" M06 "Main Transformer T Cooling Water Pump On" Generator Cooling Water Pump Enable Control 2.05 Main Transformer T Oil Pump On Main Transformer T Cooling Water Pump Enable Control Generator Cooling Water Pump In Control Mode Main Transformer T Oil Circulation Present Main Transformer T Cooling Water Pump In Control Mode 2.06 Time Delay xx s Start H I QSD-E Is On QSD-M Is On Normal Stop Is On Disconnection Normal Is On Time Delay xx s Expired I 3 "NO-LOAD OPERATION WITH VOLTAGE" /02(D3) /02(E3) Start Conditions Turbine Operation Start Conditions Condenser Mode Operation Fulfilled Fulfilled /02(D3) Start Conditions Turbine Operation Fulfilled Rev. E 3.02 Start Choice Condenser Mode Operation Active 3.0 Start Choice Turbine Operation Active J MEB60 CG304 XB04 MIV Spherical Valve 00 % Open Limit Switch Is Open Start Condenser Mode Operation Chosen Start Turbine Operation Chosen J 5.09 Turbine Protection Turbine Operation On kv GIS 32TE Synchronization Start 32 kv GIS Monitoring Synchronization Start K 6.0 Turbine Turbine Governor Flushing Sequence Completed Turbine Labyrinth Cooling Control Valve Closed Turbine Turbine Governor Flushing Sequence On Turbine Labyrinth Cooling Control Valve Close Rev. G Turbine Turbine Governor Rotational Speed Control Is On MES0 AA2 XG02 Turbine Labyrinth Cooling Water Valve Closed Turbine Labyrinth Seal Cooling Water Pump Is Off Turbine Turbine Governor Rotational Speed Control On 5.08 MES0 AA0 YB02 Turbine Labyrinth Cooling Control Valve Close Turbine Labyrinth Seal Cooling Water Pump Off 32 kv GIS 32TE Closed 4 "TURBINE OPERATION" Rev. E /02(E3) Start Conditions Condenser Mode Operation Fulfilled Rev. E K MEB6 CG302 XB0 MIV Limit Switch Bypass Open Is Open Normal Stop Disconnection Normal Disconnection During Fault QSD-M QSD-E Is On Is On Is On Is On Is On MEB60 CG303 XB02 MIV Spherical Valve 30 % Open Position Is Open MEB6 CG302 XB0 MIV Limit Switch Bypass Open Is Open Start Choice Turbine Operation Chosen Low Frequency Present PT-02 Cooling Water System Pressure Transmitter Cooling Water Pressure LL MES CF00 Cooling Water System Labyrinth Cooling Cooling Water Flow LL MES5 CF00 Cooling Water System Labyrinth Cooling Cooling Water Flow LL Rev. G 4.0 Start Choice Condenser Mode Operation Active Start Condenser Mode Operation Chosen 4.02 Generating Unit Decrease of Active Power On L M4 "MIV Open" Generating Unit Active Power < 5 MW L Turbine Condenser Mode Operation Spiral Case Deaeration Is Off Turbine Condenser Mode Operation Blow-down Air Is Off MEA72 AA0 XG02 Turbine Spiral Case Release Control Valve Is Closed MEA72 AA2 XG02 Turbine Spiral Case Release Valve Is Closed M09 "Turbine Labyrinth Seal Cooling Water Pump On" M5 "MIV Close" 4.03 Turbine Turbine Governor Off 5.05 "Condenser Mode Operation Spiral Case Deaeration Off" 5.06 "Condenser Mode Operation Blow-down Air Off" 5.07 MEA72 AA0 YB02 Turbine Spiral Case Release Control Valve Close Rev. G MEB60 CG30 XB02 MIV Spherical Valve Closed Limit Switch Closed Turbine Turbine Governor Is Off 4.05 MEA72 AA0 YB0 Turbine Spiral Case Release Control Valve Open 4.04 MES0 AA0 YB0 Turbine Labyrinth Cooling Control Valve Open M Turbine Turbine Governor Condenser Mode Operation Is Off Rev. E MEA72 AA0 XG0 Turbine Spiral Case Release Control Valve Is Open MEA72 AA2 XG0 Turbine Spiral Case Release Valve Is Open MES0 AA2 XG0 Turbine Labyrinth Cooling Water Valve Is Open M 5.04 Turbine Turbine Governor Condenser Mode Operation Off 4.06 Turbine Turbine Governor Condenser Mode Operation On Turbine Protection Condenser Mode Operation On Turbine Turbine Governor Condenser Mode Operation Is On Rev. G M9 "Disconnection During Fault" M6 "Condenser Mode Operation Blow-down Air" N Stop Relay Is On 5.03 Stop Relay On QSD-M Is On Stop Relay Is On 5.02 Stop Relay On QSD-E Is On M8 "Disconnection Normal" Disconnection Normal Is On M9 "Disconnection During Fault" Disconnection During Fault Is On Rev. G Normal Stop Is On Low Frequency Present PT-02 Cooling Water System Pressure Transmitter Cooling Water Pressure LL MES CF00 Cooling Water System Labyrinth Cooling Cooling Water Flow LL MES5 CF00 Cooling Water System Labyrinth Cooling Cooling Water Flow LL Start Turbine Operation Chosen 5.0 Start Choice Turbine Operation Active Start Conditions General Fulfilled Start Conditions No-Load with Voltage Operation Fulfilled Start Conditions Turbine Operation Fulfilled M7 "Condenser Mode Operation Spiral Case Deaeration" 5 "CONDENSER MODE OPERATION" N O G F E D C B A Revision Date Marcel Scheuer Marcel Scheuer Marcel Scheuer Marcel Scheuer Marcel Scheuer Marcel Scheuer Marcel Scheuer Prepared Approved Lysebotn II HPP Generating Unit Functional Specification Main Sequence Doc. No. Page 0/26 O

17 Hva er de største utfordringene med fasekompensatordrift?. Mer omfattende prosjektering, oppfølging, testing og systemutprøving. 2. Endret belastningsmønster på turbin med løpehjul. 3. Omfattende kontrollanlegg med ekstra instrumentering og nye, komplekse sekvenser: ü Voith Hydro må innføre nye, komplekse sekvenser som ikke er standard. Alle sekvenser vil bli testet i simulator som må utvikles. ü Hvilke feil kan oppstå i anlegget og hvordan skal disse håndteres? ü Lyse har selv utarbeidet funksjonsbeskrivelser basert på dokumentasjon fra og gjennomganger med de ulike leverandørene. Der er da kun Lyse som har komplett oversikt over den samlede funksjonaliteten for anlegget. ü Nødvendig med separat nødstoppsekvens for turbindrift og for fasekompensatordrift. ü Nye hjelpesystemer som skal styres og overvåkes. ü Omfattende kjølevannsanlegg med individuell styring og regulering av hver kjølekrets.

18 Hva er utfordringene med fasekompensatordrift? 4. Strenge krav til sikkerhet vedrørende kjøling av labyrinttetning (ventilasjonstap på,5 MW som skal fjernes). Kun kort stans av kjøling vil gi rask oppvarming av labyrinttetning med tilhørende problemer med klaringer = havari. 5. Nye tekniske løsninger gir nye utfordringer. Det vi har fokus på går bra. Det vi ikke har fokus på = stor risiko.

19 Takk for oppmerksomheten!