大型抽水蓄能机组首次启动调试技术应用

叶春雨

摘 要：在社会经济的快速发展下，我国的抽水蓄能电站建设也获得相应的发展，日益增加其建设的规模，在电网运行中需要投入抽水蓄能机组的使用，新投入的机组为获得可靠安全的运行，需要建立完善的启动试验程序，以对制造和安装检验机组的质量及电网运行的稳定作出安全性的保障。本文就大型抽水畜能机组首次抽水工况启动调试技术作出具体分析的探讨。

关键词：单级可逆式水泵;水轮机组;现场启动调试;研究;应用

大型的抽水蓄能电站，在进行电动发电机的启动和立轴单级混流式水轮机的调试时，机组的启动方式成为需应对的关键性技术问题。特别是对于首台机第一次确定上下水库水位和选择启动的方式，其次是现场水泵启动的调整应用和试验程序的启动，值得相关技术人员展开进一步的和思考和探究。

一、电站首机启动方式分析

通常来说，由地下厂房、上下水库、开关站等构成抽水蓄能电站系统。通过两机一洞的形式对引水系统的布置，在进水口位置设置相应的球阀。电站变压器和电动机组采用一機一变形式一次接线，在主变低压侧同时设置换相开关来完成发电和抽水之间的换相，电动机出口的断路器作用于同期并网。机组电动工况通过调相压水系统和SFC静止变频器装置来进行零转速启动。

二、首台机组第一次启动调试分析

（1）利用尾水对引水流道通平压充水后，再零扬程下以水泵水轮机工况方式启动，在向上水库充水，以满足后续机组整体调试工作。

（2）利用在尾水系统通过外加充水方法，来对引水系统的充水和平压，然后进行供水系统或上水库充水水泵的形式，向上水库存和引水系统的完成充水，上水库充水位需达到电动发电机工况和水泵水轮机的最低对应的水位要求，通过自动分段或是手动分段方式，对上水库不断的实施充水作业，再对机组整体调试工作交替完成。

（3）利用充水泵向上水库充水，直至上水库水位满足设计的最低水位要求，对于首机第一次遵循水轮机的启动方式，进行达到蓄水量的要求，满足必要的空载试验的调试，通常为24至36小时之间的有效时间，再利用水泵进行抽水和调试，完成后续所有调试项目。

（4）首台机组蓄水量要满足首台机以水轮方式启试调试时的所有调试项目，且至少满足发电工况启动前的调试工作。

三、首台机组第一次调试启动方式的选择

上面提到的四种启动技术方式，结合它们各自的技术特点，及实际的工程实况、技术过程、经济成本等作出以下分析总结：方式（1）对主机和附属设备，在主机招标文件中要求设计方面要达到各项运行情况的技术标准，通常需要进行零扬程方式对抽水系统的启动，在此方式的运行的过程和范围上，相比于正常工作的流程和范围存在很大的差异性，另外运行过程中存在有严重的气蚀性和振动性，危害较大。虽然可进行模型的启动试验，但如果对真机进行此方式的运用，会存在较大的差距，所在不具备此调试条件时也可以不选取此方式;方式（2）需要极大的用水量，和常规水轮发电机组类似，对升流、并网试验和空载试验可以一样的完成，但此方式的机组启动会涉及上水库工期提充充蓄水和外加需要充水费用的增加，如要提前半年完成工期，需要增加20多万元的投资费用，所在此方式采用机率不大。

四、首台机组水泵工况首次启动调试时技术应用的问题

（一）在水泵抽水时突然断电的工况问题

如果发生突然断电的情况时，导叶采取两段斜率紧急关闭的特点来进行控制，设定5%以下球阀的关至，此目的是为保证输水道内的水压变化和转速剧变达到设计允许值范围内，如果因为拒动的导叶、机组逆转、或是产生倒流的引水等都需要在保证在调试设计范围内，在相应流量下最高扬程和低扬程下，在紧急过渡时，球阀正常运行但导叶拒动的情况下，基于限值内的水击压力和输水系统水压，不致于形成倒流的引水系统水体。如若真的发生有倒转，其速度也不高，因而属于安全范围内;不管是突然断电还是正常停机的情况下，水泵抽水工况都会导致球阀联动和导叶关闭规律的关闭规律，可采取两段正常关闭斜率或导叶根据正常关闭的斜率卸载方式来降至30MW的功率，关球阀并将导叶关至3%以下跳GCB的手段来作为正常停机情况下采取的措施。

（二）最低启动扬程下水泵抽水工况的稳定性

对尾水管锅壳泄压及一转轮室排气孔的个数和位置，要引起充分的重视，以对能够无死角的通畅排气作出有力的保证措施。通常来说转轮室排气孔和尾水管会在顶盖或底环下进行安装设置，在蜗壳顶部设置泄压排气孔。另外，从水泵抽水压水充气、平压和启动、提成气回水及开导叶等过程中，要合理控制各程序的衔接时间，对测试过程进行认真的分析，并作出更完善的优化是至关重要的。进行对SCP～PO的排气顺序，应先关闭尾管再开启蜗壳顶盖，进行充气压水和补气阀，开至30%～40%的球阀，以每秒3.3%控制导叶开启的速度，另外关掉排气阀的顶盖，对集水井和排水廊道排放水和气的时间的减少，实现对项目调试的最大优化。

五、结语

结合上述对抽水蓄能电站首机启动方式的论述、调试方法和注意事项的分析，通过水泵工况启动方式、水泵抽水向上水库的调试和蓄水，提供给以后的交替运行的调试和水轮机空载试验有利的条件，从安全角度和技术层分析看出是实际可行的。目前对于抽水蓄能电站首机首次启动，水泵工况启动成为首选方案，也期待在日后的发展中对其技术不断的完善和优化。

参考文献：

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