抽水蓄能电站水力机械十大关键技术要点探讨

抽水蓄能电站工况复杂，机组起停机频繁，水泵水轮机运行的水力稳定性至关重要，目前已引起国内外广泛的关注。现梳理了抽水蓄能电站水力机械十大关键技术要点，供业内朋友参考。

1. 抽水蓄能电站距高比

抽水蓄能距高比是指蓄能电站上、下水库水平距离与垂直高度的比值，该比值可大致说明抽水蓄能电站引水建筑物的相对长度。我国抽水蓄能电站的距高比集中分布在2~7之间，占总数的70%。一般来说，距高比越小，电站引水系统长度和投资越小，对电站指标较有利，但是距高比值和电站投资之间关系不是很敏感，如果距高比值太小往往也会对电站布置产生不利影响。

2. 抽水蓄能机组额定水头

抽水蓄能电站额定水头的确定直接关系到电站运行的稳定性和经济性。常规电站定义的额定水头，是水轮机发满额定出力的最小水头，额定水头一旦确定，转轮直径也就基本确定。抽水蓄能电站额定水头关系到水轮机和水泵两种工况的运行特性。常规水轮机额定水头一般在平均水头以下选择，而抽水蓄能电站的额定水头希望对应到水泵工况偏向小流量方向（即高水头区），以获得较好的运行稳定性。

3. 抽水蓄能机空化系数

抽水蓄能一般为地下厂房，为适应水泵工况的空化性能，安装高程较低，水轮机工况下的空化裕量足够大，因此通常主要对模型水泵工况的空化性能进行考核。空化性能参数有外特性参数和内部流态之分，分别称作临界空化和初生空化。

4. 抽水蓄能电站吸出高度

抽水蓄能电站吸出高度是确定水轮机安装高程最重要的参数，又是设计抽水蓄能电站厂房各部分高程的基础。如果水轮机安装高程确定偏高，即吸出高度计算值偏大，水轮机在运行时会发生汽蚀(也称空蚀)，造成水轮机过流部件破坏，出力和效率降低，严重时机组可能产生强烈振动。水轮机安装高程如果偏低，又会造成水电站厂房开挖深度和开挖工程量的增加,使投资增大。

5. 抽水蓄能机组水泵最大入力

抽水蓄能转轮的特性就是这样，最小扬程的时候才出现最大入力。关于水泵最大入力是有争议的，很多业内专家有不同的理解。有一种观点是完全不约束主机厂的最大入力，由厂家来结合水力模型研发情况来确定，其他的问题后续相应修改解决；另一种是略微不做约束，但不能让电气设备跨档（比如影响了主变容量或开关的选型）（参考某抽蓄对于同一厂家的水泵水轮机和发电电动机的容量匹配在不超过主变压机容量的前提下可由厂家推荐入力)；另一种是结合容量匹配因素并经过前期充分沟通，给出一个入力标书规定值，不允许超过。

6. 抽水蓄能机组飞逸转速

抽水蓄能（最大）飞逸转速，是指导叶全开，电机脱网不带励磁的情况下，水轮机能达到的最大稳态转速。最大瞬态转速，是指一管多机组合在运行中，有机组甩负荷，旁边在运行的机组过一定时间后也甩负荷，那后面甩负荷的机组能达到的最大转速。这个转速是瞬态的最高点，不是稳态的。

7. 抽水蓄能机组稳定性

水泵水轮机运行过程中的振动和压力脉动直接关系到机组乃至电站能否安全运行及充分发挥作用，影响电站的经济效益。引起水泵水轮机稳定性的原因很多，主要包括水力、结构、安装等方面。抽水蓄能机组稳定性认识

8. 抽水蓄能驼峰裕量和“S”特性余量

水泵水轮机最高扬程驼峰区安全裕度是水泵水轮机的关键参数，对水泵和水轮机总体性能（效率、入力、出力、空化、稳定性过渡过程）有重要影响。现招标文件一般都要求水泵水轮机能在水泵工况最高扬程下稳定运行，无有害振动和共振，要有一定驼峰裕度。

9. 抽水蓄能机组过渡过程

抽水蓄能电站工况复杂，机组起停机频繁，水泵水轮机运行的水力稳定性至关重要，目前已引起国内外广泛的关注。一些蓄能机组存在运行不稳定现象，特别是最大扬程与最小水头比值较大的蓄能电站。水泵水轮机运行过程中的振动和压力脉动直接关系到机组乃至电站能否安全运行及充分发挥作用，影响电站的经济效益。

10.抽水蓄能电站综合效率

抽水蓄能电站综合效率亦称 “抽水蓄能电站总效率 ”，即电站抽水效率与发电效率之乘积。抽水效率是指蓄能过程效率，即变压器、电动机、水泵和压力水管效率的乘积。发电效率是压力水管、水轮机、发电机和变压器效率的乘积。大多数抽水蓄能电站的综合效率能达到75%以上，一般75%到80%的效率，也就是消耗比产出高。