中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：本節(jié)介紹可逆式（兩機(jī)式）抽水蓄能電站，二級(jí)可逆式水泵水輪機(jī)機(jī)組與抽水蓄能電站地下廠房。
二機(jī)可逆式水泵水輪機(jī)機(jī)組
可逆式（兩機(jī)式）抽水蓄能電站由一臺(tái)水泵水輪機(jī)與一臺(tái)電動(dòng)發(fā)電機(jī)組成，組成的機(jī)組稱為二機(jī)可逆式水泵水輪機(jī)機(jī)組，電動(dòng)發(fā)電機(jī)在上方，水泵水輪機(jī)在下方，二機(jī)軸通過聯(lián)軸器連接，見圖1。
圖1二機(jī)可逆式水泵水輪機(jī)機(jī)組
由于抽水蓄能電站基本都采用高水頭（400m以上）工作方式，故水泵水輪機(jī)都是混流式水泵水輪機(jī)。圖中水泵水輪機(jī)為單級(jí)，只有一個(gè)轉(zhuǎn)輪，目前單級(jí)水泵水輪機(jī)的工作水頭最高可達(dá)800m，一般混流式水泵水輪機(jī)工作范圍在500m左右。
多級(jí)可逆水泵水輪機(jī)
對(duì)于超過800m的抽水蓄能電站的混流式水泵水輪機(jī)要采用多級(jí)水泵水輪機(jī)，多級(jí)水泵水輪機(jī)相當(dāng)于多個(gè)單級(jí)水泵水輪機(jī)串聯(lián)使用，相鄰二級(jí)水泵水輪機(jī)之間用水道連接，所有轉(zhuǎn)輪共用一根轉(zhuǎn)軸，圖2是二級(jí)水泵水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2二級(jí)可逆式水泵水輪機(jī)
兩個(gè)轉(zhuǎn)輪共用一根轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸下端安裝在推力軸承上，推力軸承承擔(dān)轉(zhuǎn)輪的重量與水的推力，轉(zhuǎn)軸上端有導(dǎo)軸承，防止轉(zhuǎn)軸晃動(dòng)。每個(gè)轉(zhuǎn)輪有一套導(dǎo)水系統(tǒng)，由各自的接力器驅(qū)動(dòng)。
多級(jí)水泵水輪機(jī)一般按每級(jí)200m至300m設(shè)計(jì)，目前已有4至6級(jí)的多級(jí)水泵水輪機(jī)工作水頭達(dá)1000m至1400m。多級(jí)水泵水輪機(jī)很難在每級(jí)轉(zhuǎn)輪安裝導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，采用無導(dǎo)水機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，無導(dǎo)水機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)對(duì)抽水無影響，但作水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)無法進(jìn)行調(diào)節(jié)會(huì)使效率下降。
在圖3中用淺藍(lán)色箭頭線表示在水輪機(jī)工況時(shí)的水流方向，在抽水工況時(shí)則相反。水輪機(jī)工況時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（頂視），抽水工況時(shí)反時(shí)針旋轉(zhuǎn)（頂視）。
圖3二級(jí)可逆式水泵水輪機(jī)水流向圖
抽水蓄能電站地下廠房
為了防止空化，水泵水輪機(jī)機(jī)組要安裝在下水庫水面以下的地方。抽水蓄能機(jī)組的淹沒深度大于普通水輪機(jī)組，一般為50m至60m，例如廣州抽水蓄能的淹沒深度為70m，所以抽水蓄能電站多采用地下廠房。條件許可時(shí)采用中部式布置，把地下廠房建在上水庫與下水庫中間，可減小到上水庫壓力管道的長度，節(jié)省投資。圖4是抽水蓄能電站地下廠房示意圖。
圖4抽水蓄能電站地下廠房
主廠房一般并列幾臺(tái)抽水蓄能機(jī)組，圖中表示僅有一臺(tái)機(jī)組的廠房橫剖面布置狀況，安裝有二機(jī)二級(jí)可逆式水泵水輪機(jī)機(jī)組，包括二級(jí)水泵水輪機(jī)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)，球閥等主要設(shè)備，整個(gè)電站廠房挖掘后用鋼筋混凝土澆筑成。進(jìn)水主閥采用球閥，球閥可用于高水壓工作環(huán)境，球閥除了應(yīng)對(duì)故障與檢修要關(guān)閉外，在啟停時(shí)關(guān)閉主閥可縮短啟動(dòng)時(shí)間，在運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)主閥開度可輔助機(jī)組的變功率運(yùn)行。
除了水輪機(jī)工況時(shí)需要的調(diào)速系統(tǒng)外，大型電動(dòng)發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)系統(tǒng)是抽水蓄能電站不可少的，目前變頻啟動(dòng)方式在大型機(jī)組得到廣泛應(yīng)用，不但能平穩(wěn)的啟動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，還可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使水泵根據(jù)需要運(yùn)行在最佳狀態(tài)。
廠房的壓縮空氣系統(tǒng)由空氣壓縮裝置、管道系統(tǒng)和測量控制三部分組成，壓縮空氣主要用于液壓系統(tǒng)油罐充氣與轉(zhuǎn)輪室壓水用氣。轉(zhuǎn)輪室壓水使轉(zhuǎn)輪露出水面，減小電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的阻力。廠房的液壓系統(tǒng)提供球閥、接力器等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的動(dòng)力。
廠房還要安裝潤滑油路系統(tǒng)、輔助供排水系統(tǒng)、廠房供電力設(shè)備等，在圖中下方的混凝土空格中安裝這些設(shè)備。
電廠的主變壓器與開關(guān)站安裝在主廠房旁的洞室內(nèi)，電廠的控制室也設(shè)在主廠房旁的洞室內(nèi)，這些就沒在圖中表示。
圖5是二機(jī)二級(jí)可逆水泵水輪機(jī)機(jī)組的剖面圖，較清楚的表現(xiàn)了機(jī)組的結(jié)構(gòu)與布置。
圖5二機(jī)二級(jí)可逆水泵水輪機(jī)機(jī)組
原標(biāo)題:漲知識(shí) | 可逆式抽水蓄能機(jī)組與廠房
