抽水蓄能電站水泵水輪機CONTENTS目錄水泵水輪機機組類型及適用條件01機組主要參數(shù)02可逆式水泵水輪機工作特性03POWERPOINTDESIGNPart01水泵水輪機機組類型及適用條件四機式機組一臺水泵一臺水輪機一臺發(fā)電機一臺電動機三機式機組一臺水泵一臺水輪機一臺電機（電動機和發(fā)電機）可逆式一臺水泵+水輪機一臺發(fā)電機一、水輪機機組類型組合式混流式軸流式斜流失貫流式四機式機組一臺水泵一臺水輪機一臺發(fā)電機一臺電動機三機式機組一臺水泵一臺水輪機一臺電機（電動機和發(fā)電機）可逆式一臺水泵+水輪機一臺發(fā)電機一、水輪機機組類型組合式混流式軸流式斜流失貫流式二、組合式水輪機——四機式組合機組最早出現(xiàn)的抽水蓄能機組。特點：水泵和水輪機完全是按照電站兩種工況的參數(shù)要求進行設計和工作的，它能保證在任何情況下都使機組在高效率范圍內(nèi)工作。發(fā)電機和電動機均可按各自要求設計，使運行效果較好。但設備多、制造工作量大、機組結構復雜、成本高、電站工程量較大適用情況：小型抽蓄電站中或任何型式的蓄能機組不能滿足要求時布置形式：可按各自要求安裝在同一廠房或不同的廠房內(nèi)機組型式：立式、臥式（通常為抽水機組和發(fā)電機組單獨進行安裝）三、組合式水輪機——三機式組合機組特點：水泵和水輪機可分別按電站抽水和發(fā)電要求進行專門設計，保證高效率工作，比四機式機組結構上簡單一些。適用范圍：

800m以上的高水頭、水泵啟動對電網(wǎng)沖擊影響較大安裝布置：

臥式機組、立式機組臥式機組：將水泵和水輪機布置在電動發(fā)電機的兩端，同軸連接。有時水泵和水輪機對安裝高程要求不同，會在廠房布置上出現(xiàn)困難，有些在泵的吸入管上加增壓泵立式機組：適應了水泵和水輪機兩種工況對安裝高度不同要求，將泵安裝在水輪機的下面，減少了電站廠房的平面尺寸，但對水泵工況運行維護會帶來一些不便四、組合式水輪機的優(yōu)點（1）泵和水輪機都是按各自的參數(shù)分別設計的，能最大限度地保證在高效率區(qū)工作。（2）泵和水輪機的旋轉方向一致，兩種工況之間的切換操作可以縮短時間。（3）電機的旋轉方向不變，對軸承設計有利，在電氣設備上可以節(jié)省倒換相序的開關組。（4）機組由靜止啟動抽水時，可以用水輪機來啟動泵，而不需其他啟動設備。四、組合式水輪機的缺點(1)泵和水輪機都是獨立的設備，機組設備較多，尺寸較大，成本投資較高。（2）在泵上要裝一個聯(lián)軸器（機械式或液壓式或混合式），立式機組在泵的下面還要裝一個止推軸承，這將會使得機械設備增多。(3）泵和水輪機都需要單獨的蝸殼、尾水管和進口閥門，這會使得機械設備以及電站水工部分投資成本增加。（4）空轉的泵或水輪機轉輪，即使打進了壓縮空氣，仍存在一定量的損耗，這會影響整個機組的運行效率。四機式機組一臺水泵一臺水輪機一臺發(fā)電機一臺電動機三機式機組一臺水泵一臺水輪機一臺電機（電動機和發(fā)電機）可逆式一臺水泵+水輪機一臺發(fā)電機一、水輪機機組類型組合式混流式軸流式斜流失貫流式可逆式機組（當代主要機型）二機式機組：可逆式水泵水輪機、可逆式電動發(fā)電機組主要特點：優(yōu)點：把水輪機和泵這兩者合為一體，具有相反方向運行的功能，能適應兩種工況的水力特性要求，順針方向旋轉為水輪機，逆時針方向旋轉為泵，因此機組尺寸可以大大縮小，使機組結構更為簡單，節(jié)省材料，降低成本，并使安裝、運行、維護都變得簡單和方便。缺點：可逆式水泵水輪機轉輪在相同轉速下不能使兩種工況都在最優(yōu)效率區(qū)運行。當差別較大時，通常采用水泵和水輪機兩種工況為不同額定轉速，這樣給電動發(fā)電機的設計制造帶來一些困難，增加了成本?？赡媸綑C組——混流式單級：結構簡單，區(qū)別在于轉輪直徑增大，葉片數(shù)目減少，葉道較長，葉片形狀也有所改變，頂蓋和座環(huán)剛度和強度較高低水頭---水位波動---造成泵工況流量變化幅度很大，不易維持在高效率區(qū)運行。高水頭--機組轉速可以提高，不但機器尺寸縮小，且一系列水工建筑物都可減小尺寸，投資節(jié)約很多。）可逆式機組——混流式使用范圍最廣(工作水頭從30-700m）多級：高水頭（水頭過高時，水泵水輪機的比轉速將很低，轉輪的水力損失和密封損失都會變得很大從而導致轉輪的效率太低，因此需要多個轉輪來分擔）視頻展示可逆式機組——斜流式在水頭變化幅度較大的中、低水頭（水頭150m以下）電站中應用可以適應水頭變幅較大：導葉可以調(diào)節(jié)、轉輪葉片可以調(diào)節(jié)斜流式水泵水輪機的結構較復雜，制造工藝要求較高，機組造價相對較高。可逆式機組——斜流式在變水頭和變負荷工況下運行時，葉片轉角和導葉開度協(xié)聯(lián)動作，可以保持較高的機組效率。啟動比較方便：由于轉輪葉片幾乎能全關閉，在水泵工況下的啟動轉矩約為額定輸入功率的10%左右。不必設置專門的啟動設備。在容量較大的電力系統(tǒng)中，轉輪可以在葉片全關閉條件下帶水啟動。在容量較小的電力系統(tǒng)中，可以利用壓縮空氣把轉輪周圍的水面壓低后再啟動，機組達到額定轉速后，再排氣充水。010203軸面流道變化平緩，在兩個方向的水流流速分布都較均勻，故水力效率較高。和斜流式水輪機一樣，轉輪葉片是可調(diào)的，能隨工況變動而適應不同的水流角度，減小水流的撞擊和脫流，因而擴大高效率范圍。斜流可逆式水泵水輪機的水泵工況進口一般比相同轉輪直徑的混流可逆式機要小，能形成進口處更均勻的水流，有助于改進水泵工況的空化性能。在水力特性上有以下優(yōu)點：在轉輪體內(nèi)要安放轉槳機構，高水頭斜流式機葉片數(shù)可達11~12片，轉槳機構的設計相當復雜。01對于同一轉輪直徑的斜流可逆式水泵水輪機其導葉分布圓要大一些，導致座環(huán)和蝸殼尺寸全面加大。02轉輪體有很多加工面是在錐面上，給機械加工帶來難度增加造價。03在結構上有以下優(yōu)點：需要保證轉輪葉片頂部與轉輪量之間有固定的間隙，為此需裝設專用的監(jiān)視設備。04可逆式機組——貫流式海水漲潮時海洋水位比海灣水位高，機組以“?！鸀场钡姆较虬l(fā)電01視頻展示2視頻展示1可逆式機組——貫流式海水退潮時海洋水位比海灣水位低，機組就以“灣→海”的方向發(fā)電02可逆式機組——貫流式在電力系統(tǒng)有多余電能時，機組可以做水泵運行，把海灣里的水抽到海洋中去，降低海灣水位，以便下次漲潮發(fā)電時可以有更高的水頭03可逆式機組——貫流式如果漲潮的時間和電網(wǎng)負荷高峰的時間不一致，亦可以在負荷低谷時把海水抽到海灣里蓄起來，到負荷高峰時用來發(fā)電，機組此時是反向正轉抽水。04抽水蓄能機組型式型式四機分置式三機串聯(lián)式二機可逆式組成由各自獨立的抽水蓄能機組(水泵+電動機)和發(fā)電機組(水輪機+發(fā)電機)相互配合，獨立完成抽水發(fā)電功能由水泵、水輪機、發(fā)電電動機組成，三者串聯(lián)在同一軸上，水泵和水輪機可聯(lián)接在發(fā)電電動機的一端或分置在兩端由水泵水輪機和發(fā)電電動機組成特點抽水和發(fā)電分別由水泵機組和發(fā)電機組實現(xiàn)。設備多，占地大，電站的投資大且工程量大在實現(xiàn)水輪機功能和水泵功能時，兩種旋轉方向相同，機組轉換運行方式快。結構復雜，水輪機和水泵可以按照水電站的專門要求來設計，但是運行成本較高機組能夠實現(xiàn)雙向運行，一個方向旋轉能夠實現(xiàn)水輪機功能時，則相反方向實現(xiàn)水泵功能。機組結構緊湊，部件少，質(zhì)量輕，造價低，但機組設計難度大應用早期抽水蓄能有應用，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰目前應用較少目前的主流型式，現(xiàn)在抽水蓄能電站最常用機型水泵水輪機組型式型式混流式斜流式軸(貫)流式適用水頭/m30.00~800.0015.00~140.000.50~20.00特點水輪機工況下，水流沿垂直于主軸的方向進入轉輪，然后基本上沿主軸方向從轉輪流出；在抽水工況下，水流沿相反方向流動水流以傾斜于主軸方向進、出轉輪。轉輪葉片可以調(diào)節(jié)，能適應較大的水頭變化水流流向與機組主軸的方向基本一致。在潮汐電站中可以實現(xiàn)兩個方向發(fā)電、泄水、抽水應用結構簡單，適用的水頭范圍廣，應用最多適用于較低水頭且水頭變幅較大的抽水蓄能電站主要用于抽水蓄能型的潮汐電站可逆式水泵水輪機的選型原則根據(jù)電力系統(tǒng)的要求，確定單機容量、機組臺數(shù)及發(fā)電和抽水兩種工況的功率因數(shù)，水輪機工況最大輸出功率，水泵工況最大輸入功率。兩種工況的