抽水蓄能電站培訓教材資料課件

抽水蓄能電站培訓教材目錄一概論二抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點三抽水蓄能電站的組成局部四抽蓄電站設備簡介五機械連接根本知識六抽水蓄能機組的機械部件及結構七抽水蓄能機組的吊裝1、抽水蓄能電站工作原理電力的生產、輸送和使用是同時發(fā)生的，一般情況下又不能儲存，而電力負荷的需求卻瞬息萬變。一天之內，白天和前半夜的電力需求較高(其中最高時段稱為頂峰)；下半夜大幅度地下跌(其中最低時段稱為低谷)，低谷有時只及頂峰的一半甚至更少。鑒于這種情況，發(fā)電設備在負荷頂峰時段要滿發(fā)，而在低谷時段要壓低出力，甚至得暫時關閉，為了按照電力需求來協(xié)調使用有關的發(fā)電設備，需采取一系列的措施。1、抽水蓄能電站工作原理抽水蓄能電站就是為了解決電網頂峰、低谷之間供需矛盾而產生的，是間接儲存電能的一種方式。它利用下半夜過剩的電力驅動水泵，將水從下水庫抽到上水庫儲存起來，然后在次日白天和前半夜將水放出發(fā)電，并流入下水庫。在整個運作過程中，雖然局部能量會在轉化間流失，但相比之下，使用抽水蓄能電站仍然比增建煤電發(fā)電設備來滿足頂峰用電而在低谷時壓荷、停機這種情況來得廉價，效益更佳。除此以外，抽水蓄能電站還能擔負調頻、調相和事故備用等動態(tài)功能。因而抽水蓄能電站既是電源點，又是電力用戶；并成為電網運行管理的重要工具，是確保電網平安、經濟、穩(wěn)定生產的支柱。抽水蓄能電站有發(fā)電和抽水兩種主要運行方式，在兩種運行方式之間又有多種從一個工況轉到另一工況的運行立軸水泵水輪機測試臺

1、抽水蓄能電站工作原理轉換方式。正常的運行方式具有以下功能：(1)發(fā)電功能。常規(guī)水電站最主要的功能是發(fā)電，即向電力系統(tǒng)提供電能，通常的年利用時數(shù)較高，一般情況下為3000－5000h。蓄能電站本身不能向電力系統(tǒng)供給電能，它只是將系統(tǒng)中其他電站的低谷電能和多余電能，通過抽水將水流的機械能變?yōu)閯菽?，存蓄于上水庫中，待到電網需要時放水發(fā)電。蓄能機組發(fā)電的年利用時數(shù)一般在800～1000h之間。蓄能電站的作用是實現(xiàn)電能在時間上的轉換。經過抽水和發(fā)電兩種環(huán)節(jié)，它的綜合效率為75%左右。

1、抽水蓄能電站工作原理(2)調峰功能。具有日調節(jié)以上功能的常規(guī)水電站，通常在夜間負荷低谷時不發(fā)電，而將水量儲存于水庫中，待尖峰負荷時集中發(fā)電，即通常所謂帶尖峰運行。而蓄能電站是利用夜間低谷時其他電源(包括火電站、核電站和水電站)的多余電能，抽水至上水庫儲存起來，待尖峰負荷時發(fā)電。因此，蓄能電站抽水時相當于一個用電大戶，其作用是把日負荷曲線的低谷填平了，即實現(xiàn)"填谷"。"填谷"的作用使火電出力平衡，可降低煤耗，從而獲得節(jié)煤效益。蓄能電站同時可以使徑流式水電站原來要棄水的電能得到利用。

1、抽水蓄能電站工作原理(3)調頻功能。調頻功能又稱旋轉備用或負荷自動跟隨功能。常規(guī)水電站和蓄能電站都有調頻功能，但在負荷跟蹤速度(爬坡速度)和調頻容量變化幅度上蓄能電站更為有利。常規(guī)水電站自起動到滿載一般需數(shù)分鐘。而抽水蓄能機組在設計上就考慮了快速起動和快速負荷跟蹤的能力?，F(xiàn)代大型蓄能機組可以在一兩分鐘之內從靜止到達滿載，增加出力的速度可達每秒1萬kW，并能頻繁轉換工況。最突出的例子是英國的迪諾威克蓄能電站，其6臺300MW機組設計能力為每天起動3～6次；每天工況轉換40次；6臺機處于旋轉備用時可在10s到達全廠出力1320MW。(4)調相功能。調相運行的目的是為穩(wěn)定電網電壓，包括發(fā)出無功的調相運行方式和吸收無功的進相運行方式。常規(guī)水電機組的發(fā)電機功率因數(shù)為0.85～0.9，機組可以降低功率因數(shù)運行，多發(fā)無功，實現(xiàn)調相功能。

1、抽水蓄能電站工作原理抽水蓄能機組在設計上有更強的調相功能，無論在發(fā)電工況或在抽水工況，都可以實現(xiàn)調相和進相運行，并且可以在水輪機和水泵兩種旋轉方向進行，故其靈活性更大。另外，蓄能電站通常比常規(guī)水電站更靠近負荷中心，故其對穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的作用要比常規(guī)水電機組更好。(5)事故備用功能。有較大庫容的常規(guī)水電站都有事故備用功能。(6)黑啟動功能。黑啟動是指出現(xiàn)系統(tǒng)解列事故后，要求機組在無電源的情況下迅速起動。2、抽水蓄能電站適用的電力系統(tǒng)？由于能源在地區(qū)分布上的差異，電網的構成也有所不同，大致可分為兩類：一類是以火電〔包括核電〕為主；另一類是以水電為主或水、火比例大致相當。根據我國各地區(qū)、各電網的具體情況，抽水蓄能電站適用于以下情況：2、抽水蓄能電站適用的電力系統(tǒng)？1〕以火電為主的、沒有水電或水電很少的電網。這些電網需要抽水蓄能電站承擔調峰填谷、調頻、調相和緊急事故備用。2〕雖然有水電，但水電的調蓄性能較差的電網。如具有年調節(jié)及以上能力的水電站比例較小，枯水期可利用水電進行調峰，汛期水電失去調節(jié)能力，假設要利用水電調峰，那么只能被迫采取棄水調峰方式。在這樣的電網，配備了抽水蓄能電站后，可吸收汛期基荷電，將其轉化為峰荷電，從而減少或防止汛期棄水，提高經濟效益并改善水電汛期運行狀況，較大地改善電網的運行條件。2、抽水蓄能電站適用的電力系統(tǒng)？3〕沿海地區(qū)的省份，不但火電比例較大，而且還有核電站。如廣東已有大亞灣核電站、浙江已有秦山核電站，江蘇的連云港核電站正在建設，遼寧、山東、福建等省正在籌建核電站。我國的核電站多是按基荷方式運行設計的，一那么是為保證核電機組的平安，再那么是為提高利用小時數(shù)，降低上網電價。為此，必須有抽水蓄能電站與之配合運行，如廣州抽水蓄能電站與大亞灣核電站配合的成功經驗。2、抽水蓄能電站適用的電力系統(tǒng)？4〕遠距離送電的受電區(qū)。如我國“西電東送〞工程，西部電源點和東部受電區(qū)之間的距離都在1000~2000km甚至2500km以上，除保證平安供電外，還應考慮經濟效益問題。輸電距離遠到一定限度后，送基荷將比送峰荷經濟，特別是電價改革后，上網峰谷電價差增大，受電區(qū)自然要求買廉價的低谷電，但不能解決缺調峰容量的矛盾。如在受電當?shù)刈越ǔ樗钅茈娬竞螅蓪⒌凸入娂庸こ杉夥咫?，經濟效益更好?、抽水蓄能電站適用的電力系統(tǒng)？5〕風電比例較高或風能資源比較豐富的省〔自治區(qū)〕。這些電網配備了抽水蓄能電站后，可把隨機的、質量不高的電量轉換為穩(wěn)定的、高質量的峰荷。3、抽水蓄能電站靜態(tài)效益？抽水蓄能電站在電網中由頂峰填谷作用而產生的經濟效益，稱為靜態(tài)效益。包括：1〕容量效益：抽水蓄能電站是調節(jié)電網負荷曲線頂峰和低谷之間差距的有效措施。負荷頂峰時段，它可以作為水電站發(fā)電，擔負電網尖峰容量；用電低谷時段，那么可作為電網用戶，吸收低谷電量抽水蓄能，減少負荷峰谷差。因此抽水蓄能電站可減少火電機組的日出力變幅，使其在高效區(qū)運行，增加發(fā)電量，并使核電和大型火電機組穩(wěn)定經濟運行。抽水蓄能電站一般無防洪、灌溉、航運等綜合利用要求，建設本錢低。建設周3、抽水蓄能電站靜態(tài)效益？期比常規(guī)水電站要短，運行費用比火電站要低。在電網中缺少調峰電源時，建設抽水蓄能電站可減少火電或其它類型電源的裝機容量，改變能源結構，減少總的電力建設投資。2〕能量轉換效益：抽水蓄能電站通過能量轉換，將本錢低的低谷電能轉換為價值高的峰荷電能。3、抽水蓄能電站靜態(tài)效益？3〕節(jié)煤效益：抽水蓄能機組的投人，使電網負荷分配得到調整，火電盡量擔負基荷和腰荷，從而使火電總平均煤耗下降。4、抽水蓄能電站的動態(tài)效益？

抽水蓄能電站具有調峰、調頻和調相等作用，還可承擔緊急事故備用，保證電網平安、穩(wěn)定運行。這些動態(tài)效益高于其靜態(tài)效益，主要包括：

1)調峰效益：抽水蓄能機組因為結構簡單，控制方便，可以隨需要增加功率或減少功率，因而有效地減輕了火電機組(包括燃氣輪機機組)的調峰負擔〔大型火力發(fā)電機組及核電機組不適于變化負荷下運行，并且有最小的出力限制，大型火力發(fā)電機組最小技術限制出力為額定出力70%左右，核電機組為80-90%左右〕。蓄能機組具有可以隨時將其出力謂整在額定出力的50～105或更寬大的范圍內用以適應電網的負荷需要，如此電網調度無需頻繁捐整火電機組之出力，使火電機組的3、抽水蓄能電站動態(tài)效益？負荷相對穩(wěn)定，從而節(jié)省火電廠的運行和維護費用。因此，蓄能電站抽水時相當于一個用電大戶其作用是把日負荷曲線的低谷填平了，即實現(xiàn)"填谷"。"填谷"的作用使火電出力平衡，可降低煤耗，從而獲得節(jié)煤效益。蓄能電站同時可以使徑流式水電站原來要棄水的電能得到利用。在整個運作過程中，雖然局部能量會在轉化間流失，但相比之下，使用抽水蓄能電站仍然比增建煤電發(fā)電設備來滿足頂峰用電而在低谷時壓荷、停機這種情況來得廉價，效益更佳。3、抽水蓄能電站動態(tài)效益？2)調頻效益：抽水蓄能機組調節(jié)靈活，出力變化可以從0到100%，可以快速起動，隨時增荷或減荷，起到調整周波的作用，有助于保持頻率并提高電網的穩(wěn)定性。調頻——在電網頻率下降至設定值時，蓄能機組會自動從水泵工況、調相工況和停機狀態(tài)轉為發(fā)電工況，把電網頻率調整到設定值。常規(guī)水電站自起動到滿載一般需數(shù)分鐘。而抽水蓄能機組在設計上就考慮了快速起動和快速負荷跟蹤的能力?，F(xiàn)代大型蓄能機組可以在一兩分鐘之內從靜止到達滿載，增加出力的速度可達每秒1萬kW，并能頻繁轉換工況。最突出的例子是英國的迪諾威克蓄能電站，其6臺300MW機組設計能力為每天起動3～6次；每天工況轉換3、抽水蓄能電站動態(tài)效益？40次；6臺機處于旋轉備用時可在10s到達全廠出力1320MW。3)負荷跟隨效益：電網負荷總是在不斷的變化，當負荷急劇變化時，抽水蓄能機組與火電或其它類型機組相比，其負荷跟隨很快，爬坡能力較強。4)旋轉備用(事故備用)效益：現(xiàn)代電網一般應儲藏一定量的備用容量，蓄能機組可以作為熱備用容量，用以應付不可預見的負荷需要，這樣可以節(jié)省火電機組的啟動費用，減少或防止備用火電機組低出力(負荷)時的運行費用。3、抽水蓄能電站動態(tài)效益？抽水蓄能機組作為水力機組可以方便地處于旋轉備用狀態(tài)，以利快速地承擔事故備用。抽水蓄能電站能夠快速啟動機組，迅速轉換工況，但因其水庫庫容較小，所起作用與具有較大庫容的常規(guī)水電站有所區(qū)別，一般只能擔任短時間的事故備用。在發(fā)電工況下，可利用抽水蓄能電站運行中的空閑容量，短時間內加大出力；在停機狀態(tài)下，亦可緊急啟動，從而到達短時應急事故備用的目的。在水泵工況下，可停止抽水，快速切換至發(fā)電工況。3、抽水蓄能電站動態(tài)效益？5)調相效益：抽水蓄能機組由于其結構上的優(yōu)點，可以方便地做調相運行?？梢韵螂娋W輸送無功用以提高電網電壓，也可以從電網中吸收無功用以降低電網電壓，這樣不但可以保持電網電穩(wěn)定而且可以減少電網的網損。3、抽水蓄能電站動態(tài)效益？不但在空閑時可供調相用，在發(fā)電和抽水時也可調相，既可以發(fā)出無功功率提高電力系統(tǒng)電壓，也可以吸收無功功率降低電力系統(tǒng)電壓，尤其是在抽水工況調相時，經常進相吸收無功功率，有時進相很深，持續(xù)時間很長，這種情況是其他發(fā)電機組達不到的，只有抽水蓄能機組才能做到。另外，抽水蓄能機組在調相運行完成后可以快速地轉為發(fā)電或抽水。3、抽水蓄能電站動態(tài)效益？6〕提高電網可靠性——蓄能機組的高度靈活性和快速啟動能力，可大大減少電網中強迫停運的時間和次數(shù)，因而可大大增加電網的可靠性。7〕特殊作用——為電網做特殊負荷作用，由于蓄能機組既可做為電源又可做為負荷，這可為大火電機組的調試投產提供負荷作用，保證火電機組的調試順利進行，防止了大火電機組甩負荷時對電網造成的劇烈沖擊。

5、抽水蓄能電站類型？按建設類型分：混合式抽水蓄能電站：常規(guī)水輪發(fā)電機組+抽水蓄能機組；純抽水蓄能電站：利用電站上下游水庫，就水庫抽水功能而言，與地面徑流發(fā)電無關，電站水體內的水體往復式循環(huán)，廠房安裝的全是抽水蓄能電站?；旌鲜匠樗钅茈娬荆喝缦聢D。其上水庫有一定的天然水流量，下水庫按抽水蓄能需要的容積在河道下游修建。在混合式抽水蓄能電站內，既安裝有普通水輪發(fā)電機組，利用江河徑流調節(jié)發(fā)電；又安裝有抽水蓄能機組，可從下水庫抽水蓄能發(fā)電，進行蓄能發(fā)電，承擔調峰、調頻、調相任務。

純抽水蓄能電站:如下圖。其上池沒有水源或天然水流量很小，需將水由下池抽到上池儲存，用于電力系統(tǒng)負荷處于頂峰時發(fā)電。水在上池、下池循環(huán)使用，抽水和發(fā)電的水量根本相等。流量和歷時按電力系統(tǒng)調峰填谷的需要來確定。純抽水蓄能電站，一般沒有綜合利用的要求，僅用于調峰、調頻，故不能作為獨立電源存在，必須與電力系統(tǒng)中承擔根本負荷的火電廠、核電廠等電廠協(xié)調運行。

5、抽水蓄能電站類型？按調節(jié)規(guī)律分：日調節(jié)：每日中午、夜間抽水，上、下午、晚上負荷頂峰期發(fā)電，水庫的庫容量按每日調峰的發(fā)電量決定。如下圖，在電力系統(tǒng)低谷負荷時抽水蓄能電站利用系統(tǒng)多余電能由機組把下水庫的水抽到上水庫儲存，上水庫處于高水位。如下圖，在白天電力系統(tǒng)尖峰負荷時將上水庫的水放下由機組發(fā)電供給系統(tǒng)，上水庫處于低水位。

5、抽水蓄能電站類型？周調節(jié)：周一---周五每個工作日均有一定次數(shù)的抽水及發(fā)電，但每日的發(fā)電量大于抽水量，故上庫的水量逐日減少，到周末時上庫根本接近于防空。但周末工業(yè)負荷小，利用此時間段抽水，只周一，水庫又蓄滿水。按周調節(jié)設計水庫的庫容量比日調節(jié)水庫的庫容量大。

5、抽水蓄能電站類型？

季調節(jié)：利用徑流式水電站豐水期季節(jié)性電能抽到另一個水庫中蓄起來，到枯水期再放下來發(fā)電。年調節(jié)：多為混合式電站。

5、抽水蓄能電站類型？按廠房形式分：地面式、地下式、半地下式。按水頭上下分：低水頭〔100m以下〕，中水頭(100m-700m),高水頭〔700m以上〕。

5、抽水蓄能電站類型？按機組形式分：分置式〔四機式〕抽水蓄能電站。水輪發(fā)電機組與電動機帶動的水泵機組分開，而輸水系統(tǒng)與輸、變電系統(tǒng)共有。特點：造價高、廠房大、水泵及水輪機效率高。串聯(lián)式〔三機式〕抽水蓄能電站。水泵、水輪機共用一臺發(fā)電電動機，水泵、水輪機、發(fā)電電動機三者共置在一根軸上。特點：調節(jié)靈活，效率高、轉換工況不需停機，水泵、水輪機轉向相同，造價高，整體尺寸大。

5、抽水蓄能電站類型？可逆式〔兩機式〕抽水蓄能電站。水泵與水輪機合為一體---水泵水輪機，與一臺發(fā)電電動機連在一根軸上。特點：結構簡單、造價低，土建工程量小，水泵工況、發(fā)電工況轉向相反。現(xiàn)代抽水蓄能電站的主要機型。大局部使用混流式機組。5、抽水蓄能電站類型？抽水蓄能機組在設計上有更強的調相功能，無論在發(fā)電工況或在抽水工況，都可以實現(xiàn)調相和進相運行，并且可以在水輪機和水泵兩種旋轉方向進行，故其靈活性更大。3)絕緣結構：變壓器絕緣主要指外部絕緣和內部絕緣。而且便于直接與廠級或系統(tǒng)級上位機相連接，實現(xiàn)全廠的綜合控制，提高水電廠的自動化水平。輸電距離遠到一定限度后，送基荷將比送峰荷經濟，特別是電價改革后，上網峰谷電價差增大，受電區(qū)自然要求買廉價的低谷電，但不能解決缺調峰容量的矛盾。(1)對于一洞多機岔管引水的水電站，檢修時隔離機組與上游水道，保證機組檢修平安與其它機組正常運行。3、抽水蓄能電站動態(tài)效益？1〕容量效益：抽水蓄能電站是調節(jié)電網負荷曲線頂峰和低谷之間差距的有效措施。即停機過程可根據調保計算要求，靈活地實現(xiàn)折線關閉規(guī)律；壓縮空氣系統(tǒng)由空氣壓縮裝置(空氣壓縮機及其輔助設備)、管道系統(tǒng)和測量控制元件三局部組成。，即運動副。利用機械液壓拉伸的方法，使螺桿伸長，以拆卸或安裝螺母，并到達預期預緊的效果。在這樣的電網，配備了抽水蓄能電站后，可吸收汛期基荷電，將其轉化為峰荷電，從而減少或防止汛期棄水，提高經濟效益并改善水電汛期運行狀況，較大地改善電網的運行條件。5、多方驗證〔拉力、溫度、加熱時間、螺母轉角、螺桿伸長值相對應。廠房是放置蓄能機組和電氣設備等重要機電設備的場所，也是電廠生產的中心。

5、抽水蓄能電站類型？多級可逆式水輪機。更高水頭，提高比轉速，采用多級可逆式水輪機，可提高效率。6、抽水蓄能電站特點？1〕需要水但根本上不耗水，故其規(guī)模不象常規(guī)水電那樣取決于所在站址的來水流量和落差，而主要取決于上下池容積和落差，更主要的是取決于所在電網可供低谷時抽水的電量。2〕電站型式很多，適應性強，可視情況選定，在山區(qū)、江河梯級、平原均可修建抽水蓄能電站，關鍵在于因地制宜擇優(yōu)選擇。7、抽水蓄能機組的幾種拆卸方式?水輪機的幾種拆卸方式：上拆式、中拆式、下拆式。廣蓄一期為下拆式，廣蓄二期、天荒坪中拆式，十三陵為上拆式。采用不同的拆卸方式與機組總體設計有關，主要關系到機組拆卸時間、機組結構、廠房高度等。二、抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點

一從電站的樞紐布置來看，抽水蓄能電站有上、下兩個水庫。常規(guī)水電站一般僅有一個水庫。

二從安裝的機組來說，抽水蓄能電站有四機分置式(裝有水泵和電動機、水輪機和發(fā)電機)、三機串聯(lián)式(即電動發(fā)電機，與水輪機、水泵連結在一個直軸上)和二機可逆式(一臺水泵水輪機和一臺電動發(fā)電機聯(lián)結)。而常規(guī)水電站僅裝有水輪機和發(fā)電機。二、抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點三從靜態(tài)功能來說，抽水蓄能電站既能發(fā)電調峰，又能抽水填谷，而常規(guī)水電站僅能發(fā)電調峰。從動態(tài)功能來說，抽水蓄能電站和常規(guī)水電站均能承擔調頻、調相和事故備用等任務。但抽水蓄能電站在發(fā)電或抽水過程中，均可進行調頻、調相，尤其是在抽水工況調相時，經常進相吸收無功功率。二、抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點

四從投資構成來看，由于大型抽水蓄能電站的機組目前主要依靠國外技術或從國外進口，機電設備價格較高，往往機電設備的投資占總投資的一半或更多；而常規(guī)水電站的機組一般國內都能自已制造，機電設備投資大約占總投資的四分之一左右。二、抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點

五從在電網中的地位來看，由于抽水蓄能電站具有多種功能，電網常把它作為綜合管理的工具，往往在負荷中心附近尋找有條件的站址建設抽水蓄能電站。常規(guī)水電站受自然條件影響更大，在負荷中心附近不是到處能找到可以開發(fā)的站址的，由于水能資源豐富的地區(qū)往往遠離負荷中心，電站建成后需遠距離輸送電能到用電地區(qū)。二、抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點六設備和運行方面的不同1、雙向旋轉。由于可逆式水泵水輪機作水輪機和水泵運行時的旋轉方向是相反的，因此電動發(fā)電機也需按雙向運轉設計。在電氣上要求電源相序隨發(fā)電工況和驅開工況而轉換；同時電機本身的通風、冷卻系統(tǒng)和軸承結構都應能適應雙向旋轉工作。二、抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點2、需有專門啟動設施?？赡媸诫妱影l(fā)電機作電動機運行時，而必須采用專門的啟動設備(SFC)，從電網上啟動，或采用背靠背方式各臺機組間同步啟動。3、頻繁啟停。抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中擔任調峰填谷、調頻調相及事故備用的作用，一般每天要啟停屢次。天荒坪抽水蓄能電站每臺機組每天啟停8—12次，廣州蓄能水電廠機組啟停那么更加頻繁。二、抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點

4、保護配置不同。與常規(guī)水力機組相比，蓄能機組多了相序監(jiān)測、低頻保護、低功率保護、逆功率保護和低頻過流保護等特有的保護。二、抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點5、運行方式不同。常規(guī)水電站最主要的功能是發(fā)電，即向電力系統(tǒng)提供電能。蓄能電站不僅可以發(fā)電，還可在電網用電低谷時進行抽水，把多余的電能轉化為勢能儲存起來。抽水蓄能機組在設計上有更強的調相功能，無論在發(fā)電工況或在抽水工況，都可以實現(xiàn)調相和進相運行，并且可以在水輪機和水泵兩種旋轉方向進行，故其運行靈活性更大。此外，蓄能機組如果在抽水時遇電網發(fā)生重大事故，那么可以由抽水工況快速轉換為發(fā)電工況，即在一兩分鐘內，停止抽水并以同樣容量轉為發(fā)電。三、抽水蓄能電站的組成局部1〕上水庫:抽水蓄能電站的上水庫是蓄存水量的工程設施，電網負荷低谷時段可將抽上來的水儲存在庫內，負荷頂峰時段由水庫放下來發(fā)電。輸水系統(tǒng)是輸送水量的工程設施，在水泵工況(抽水)把下水庫的水量輸送到上水庫，在水輪機工況(發(fā)電)將上水庫放出的水量通過廠房輸送到下水庫。天荒坪抽水蓄能電站上水庫三、抽水蓄能電站的組成局部2.輸水系統(tǒng):連接上下水庫，由上庫進/出水口及事故檢修閘門井、隧洞或豎井、壓力管道和調壓室、岔管、分岔后的水平支管、尾水隧洞及檢修閘門閘門井和下水庫進/出水口組成。抽水蓄能電站有抽水和發(fā)電兩種工況，上(下)池的進水口在發(fā)電時是出(進)水口，但到抽水時變成進(出)水口，故稱進/出水口。天荒坪抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)圖天荒坪抽水蓄能電站工程示意圖三、抽水蓄能電站的組成局部3.廠房：廠房包括主、副廠房、主變洞、母線洞等洞室。廠房是放置蓄能機組和電氣設備等重要機電設備的場所，也是電廠生產的中心。抽水蓄能電站無論是完成抽水、發(fā)電等根本功能，還是發(fā)揮調頻、調相、升荷爬坡和緊急事故備用等重要作用，都是通過廠房中的機電設備來完成的。安徽省滁州瑯琊山抽水蓄能電站三、抽水蓄能電站的組成局部4.開關站及出線場三、抽水蓄能電站的組成局部5.下水庫抽水蓄能電站的下水庫也是蓄存水量的工程設施，負荷低谷時段可滿足抽水水源的需要，負荷頂峰時段可蓄存發(fā)電放水的水量。下水庫四、抽蓄電站設備簡介1.發(fā)電電動機發(fā)電電動機是既可用做發(fā)電機也可用做電動機的同步電機。作發(fā)電機用時，其運行原理如下:當勵磁繞組通以直流電源后，電機內就會產生磁場。水輪機帶動轉子轉動，那么磁場與定子線棒之間有相對運動，就會在定子線棒中感應出交流電勢。這些線棒聯(lián)成三相繞組，那么可在繞組出線端產生交流電動勢。1.發(fā)電電動機作同步電動機運行時，那么在定子三相繞組加以交流電，三相交流電流通過定子繞組時就會在電機內產生一旋轉磁場，當轉子上的勵磁繞組加上勵磁電流，旋轉磁場就帶動轉子，并按旋轉磁場的轉速來旋轉。由于水泵水輪機二種運行工況的水流方向相反，所以發(fā)電電動機二種運行工況旋轉方向必須相反。為此應使電動機運行時其旋轉磁場的旋轉方向與發(fā)電機運行時的旋轉磁場方面相反，這就需改變三相繞組相序排列，所以發(fā)電電動機需加裝相應的換相設備(換相刀閘)。

發(fā)電電動機主要由定子、轉子、上機架、下機架、推力軸承、導軸承、制動系統(tǒng)、高壓減載裝置、冷卻系統(tǒng)等局部組成。2.水泵水輪機水泵水輪機包括水輪機和調速器、球閥等附屬設備和冷卻水系統(tǒng)、高壓氣系統(tǒng)等輔助設備。水泵水輪機本體由以下幾大部件構成：轉輪、主軸密封、水導軸承、導水機構、導葉、水輪機軸、中間軸、蝸殼、座環(huán)、頂蓋、底環(huán)、尾水管等。水泵水輪機的水機的調相運行系統(tǒng)分壓水系統(tǒng)、水環(huán)排水系統(tǒng)、蝸殼排氣系統(tǒng)和尾水水位測量系統(tǒng)。水泵水輪機3.進水主閥在水輪機過水系統(tǒng)中，裝置在水輪機蝸殼前的閥門統(tǒng)稱水輪機進水主閥。抽水蓄能電站一般都具有水頭高，壓力大的特點，進水主閥一般為過流球形形式，即球閥。進水主閥的作用：(1)對于一洞多機岔管引水的水電站，檢修時隔離機組與上游水道，保證機組檢修平安與其它機組正常運行。3.進水主閥(2)對于高水頭水電站，因其水頭高，壓力大，導葉漏水量大，設置進水主閥可減少能量損失。當機組發(fā)生故障時，迅速關閉進水主閥，截斷水流，防止發(fā)生飛逸事故。(3)對于長引水管道的水電站，因其充水時間長，延長了機組的啟動時間。裝設進水主閥可縮短重新啟動時間，提高機組運行的靈活性和速動性。3.進水主閥(4)投產初期，用做未投產機組壓力鋼管的堵頭，保證廠房平安。4.調速器系統(tǒng)水輪機調節(jié)系統(tǒng)是由水輪機調速器和調節(jié)對象(包括引水系統(tǒng)、水輪機、發(fā)電機及負載)共同組成的。調節(jié)的任務是根據負荷的變化不斷地調節(jié)水輪發(fā)電機組的有功功率輸出，以維持機組轉速(頻率)在規(guī)定范圍內。4.調速器系統(tǒng)對調速器必需的要求是保證調節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和相當好的速度調節(jié)過程質量。近年來，新投產的機組都采用了數(shù)字式電液調速器即微機調速器。調節(jié)參數(shù)的整定和修改都非常方便，運行狀態(tài)的查詢和轉換也很靈活。機組的開、停機規(guī)律可方便地用軟件程序實現(xiàn)。即停機過程可根據調保計算要求，靈活地實現(xiàn)折線關閉規(guī)律；開機過程可根據機組增速及引水系統(tǒng)最大壓力降的具體要求進行設定。而且便于直接與廠級或系統(tǒng)級上位機相連接，實現(xiàn)全廠的綜合控制，提高水電廠的自動化水平。5.壓縮空氣系統(tǒng)壓縮空氣系統(tǒng)由空氣壓縮裝置(空氣壓縮機及其輔助設備)、管道系統(tǒng)和測量控制元件三局部組成。水電站壓縮空氣的使用主要有以下幾個方面：電站油壓裝置壓力油罐充氣，是水輪機調節(jié)系統(tǒng)和球閥控制系統(tǒng)的能源；機組停機時的機械制動用氣；機組作調相運行時轉輪室壓水用氣；檢修維護室風開工具及吹污清掃用氣；離相封閉母線的微增壓用氣和水輪機主軸檢修密封供氣等。按照空壓機出口壓力等級，壓縮空氣系統(tǒng)可分為高壓壓縮空氣系統(tǒng)、中壓壓縮空氣系統(tǒng)和低壓壓縮空氣系統(tǒng)。調相壓水系統(tǒng)水泵水輪機在抽水之前，機組必須先作抽水調相工況運行。當機組抽水或抽水調相啟動時，需要靠SFC或BACKTOBACK進行逐步拖動，此時，利用壓縮空氣強制壓低轉輪室水位，使轉輪在空氣中旋轉，可以減少阻力，即減少電能的消耗，同時機組的振動也可以相應的減輕，機組轉速能快速到達額定轉速進行同期并網。機組調相運行中，需要轉向抽水時，轉輪室排氣之后翻開導葉,工況即可轉換，提高了機組的響應時間。機組作調相運行時的有功損耗與發(fā)無功功率有關，發(fā)電調相滿發(fā)時，轉輪在水中旋轉約為額定有功功率的15%左右，在空氣旋轉那么為4%左右，由此可見，調相壓水的經濟效益是很大的。調相壓水系統(tǒng)機組調相時的壓縮空氣是從專用的氣罐中引來，強制壓低尾水管中的水位。氣罐最小壓力，必須等于轉輪室所要求壓低的水位與下游水位之差。

6.靜止變頻啟動裝置(SFC)靜止變頻器起動是利用可控硅變頻裝置(SFC)產生從零到額定頻率的變頻起動電源，將發(fā)電電動機起動并同步拖動起來。根本結構主要分為四個局部：靜止變頻器起動適用于容量大、機組臺數(shù)多的大型抽水蓄能電站。因變頻器都是靜止元件，維護工作量小，工作可靠性高，設備布置比較靈活，每臺機組可公用一套。靜態(tài)變頻器的主要優(yōu)點是無級變速、啟動平穩(wěn)、反響速度快，具有很強的自診斷能力，但其所需控制設備比較復雜，元件質量要求高。靜止變頻器(SFC)用于機組抽水(抽水調相)工況啟動，主要由輸入單元、變頻單元、輸出單元、控制單元、保護單元及輔助單元幾局部組成。7.主變壓器

主變壓器由以下局部組成：1)鐵心：鐵心是變壓器的磁路，通常用含硅量約為5%外表涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。2)線圈：繞組是變壓器的電路局部，一般由外面包有絕緣紙的鋁線或銅線繞制而成。7.主變壓器

3)絕緣結構：變壓器絕緣主要指外部絕緣和內部絕緣。外部絕緣指高、低壓繞組引出油箱外時用的瓷套管，它是帶電的引線與接地的油箱間的絕緣。套管裝在油箱蓋上。套管中心穿有導電桿，下端伸進油箱，與繞組引線相連，上端露出油箱外，以便與外部電路連接。高壓引線一般用充油式或電容式套管。4)油箱及其它部件：油浸式變壓器油箱具有容納器身、變壓器油及散熱冷卻作用，它用鋼板焊成，呈橢圓桶狀。油箱內的變壓器油既是絕緣介質，又是冷卻介質。

8.監(jiān)控系統(tǒng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)是以微機為根底，以數(shù)據總線為通信介質，能遠方監(jiān)控，自動運行的智能型分層分布的開放式控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由調度級、電站控制級和現(xiàn)地單元控制級組成。9.滲漏排水系統(tǒng)滲漏排水系統(tǒng)包括滲漏集水井、排水泵和配套水位計等設備。滲漏排水的特征是排水量小，不集中，而抽蓄電站一般采用地下廠房，位置較低，積水不能靠自壓排出。因此需要設置集水井將滲漏水收集起來，然后用水泵抽出，從而保證廠房不致積水、潮濕。抽蓄電站滲漏排水集水井的水源主要有廠房圍巖滲水、SFC冷卻排水、機組頂蓋排水、高壓空壓機冷卻排水、主變壓器空載冷卻排水、蝸殼排氣/排水管來水、濾水器沖污排水等。五、機械連接根本知識機械聯(lián)接是將兩個或兩個以上物體聯(lián)接在一起的結構，常用的機械聯(lián)接分為兩類，一類稱機械靜聯(lián)接，被聯(lián)接的兩物體間沒有相對運動，位置固定不變；另一類稱機械動聯(lián)接，被聯(lián)接的兩物體間可以產生相對運動，如鉸鏈聯(lián)接。常稱的聯(lián)接一般指機械靜聯(lián)接。機械靜聯(lián)接又可分為不可拆聯(lián)接和可拆聯(lián)接兩種。不可拆聯(lián)接常見的有鉚接、焊接和膠接等?？刹鹇?lián)接的類型很多，如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接等。過盈聯(lián)接可做成可拆聯(lián)接，也可做成不可拆聯(lián)接。機械動連接→運動副機械靜連接→焊接、膠接、鉚接螺紋連接、鍵連接銷連接等連接的分類靜連接：在機器工作中，不允許零部件之間存在相對運動的連接。動連接：機器工作時，零部件之間可以有相對運動。例如：機構中，構件之間的連接，即運動副。靜連接可拆連接：不須毀壞連接中的任何一個零件就可拆開的連接。例如：螺紋連接、鍵連接。不可拆連接：至少毀壞連接中的一局部才能拆開的連接。例如：鉚接、焊接等。指的是零件的組合方式。連接1螺紋聯(lián)接1.1常用螺紋的類型、特點及應用1螺紋聯(lián)接牙型角。2螺紋聯(lián)接的根本類型和標準聯(lián)接件2.1螺紋聯(lián)接的根本類型1、螺栓連接裝拆方便螺栓受拉力普通螺栓連接螺紋連接的根本類型F0FpFF預緊力

普通螺栓連接鉸制孔用螺栓連接

2螺紋聯(lián)接的根本類型和標準聯(lián)接件雙頭螺柱聯(lián)接：這種聯(lián)接是利用雙頭螺柱的一端旋入較厚的被聯(lián)接件中，另一端與螺母旋合，拆卸時只擰下螺母，不擰下螺柱。它一般適用于被聯(lián)接件之一較厚不便穿孔，或由于結構限制必須采用盲孔的場合。雙頭螺柱連接：被連接件之一較厚〔可常拆卸〕2螺紋聯(lián)接的根本類型和標準聯(lián)接件螺釘聯(lián)接：螺釘直接擰入被聯(lián)接件的螺紋孔中。這種聯(lián)接在結構上比雙頭螺柱簡單、緊湊，其用途和雙頭螺柱相似，但不宜經常裝拆，以免損壞被聯(lián)接件的螺孔。螺釘連接：被連接件之一較厚(不常拆卸〕2螺紋聯(lián)接的根本類型和標準聯(lián)接件3螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接件的種類很多，大都已經標準化，設計時應盡量按標準選用。3螺紋聯(lián)接件3.1螺栓：螺栓的頭部形狀很多，但最常用的是六角頭螺栓。六角頭又分為標準六角頭和小六角頭兩種。冷鐓工藝生產的小六角頭螺栓具有材料利用率高，生產本錢低，機械性能好等優(yōu)點，但由于頭部尺寸較小，不宜用于經常裝拆和強度低、易銹蝕的被聯(lián)接件上。常用螺栓材料為Q215、Q235、35、45等碳素鋼.對于要求強度高、尺寸小的螺栓可采用合金鋼制成。當螺栓不用與螺母配合使用時，也可作為螺釘使用。3.2雙頭螺柱：它的兩端均制有螺紋，中部為光桿。其中旋入螺孔的一端稱為座端，另一端為螺母端。其公稱長度為ｌ。，一般可分為Ａ型和Ｂ型兩種。3螺紋聯(lián)接件3.3螺釘：根據用途不同，螺釘可分為緊定螺釘和聯(lián)接螺釘兩種。它與螺栓不同之處在于螺釘?shù)念^部形狀較多，必須留有按扳手或起子的位置，且用于聯(lián)接時不必與螺母配合使用。緊定螺釘末端要頂住被聯(lián)接件之一的外表或相應的凹坑，所以末端也具有各種形狀。3螺紋聯(lián)接件3.4螺母：螺栓及雙頭螺柱都需要和螺母配合使用。螺母的形狀很多，常用的有六角螺母和圓螺母。六角螺母應用最廣，按要求又有厚薄的不同，扁螺母用于尺寸受到限制的地方，厚螺母用于經常裝拆易于磨損的場合。圓螺母一般尺寸較大，常用于軸上零件的軸向固定。3.5墊圈：它的作用是保護被聯(lián)接件外表免于刮傷，增大螺母與被聯(lián)接件的接觸面積，降低支承面的擠壓應力，遮蓋被聯(lián)接件不平的接觸外表。墊圈種類很多，常用的有平墊圈、斜墊圈、彈簧墊圈、止動墊圈和球面墊圈等。4螺紋聯(lián)接的預緊與防松4.1螺紋聯(lián)接的預緊預緊的目的是保證聯(lián)接的可靠性和密封性，防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對滑移。控制預緊力的方法很多，通?？捎脺y力矩扳手或定力矩扳手來控制預緊力的大小。4.2螺紋聯(lián)接的防松從理論上講，螺紋聯(lián)接都能滿足自鎖條件，在靜載荷和溫度變化不大時不會自行松脫。但是在交變、沖擊和振動載荷作用下，聯(lián)接仍可能失去自鎖作用而松脫，使聯(lián)接失效，造成事故。為了使聯(lián)接平安可靠，必須采用有效的防松裝置。螺紋聯(lián)接防松的根本問題在于防止螺旋副的相對轉動。防松的方法很多，按工作原理不同可分為以下三類：4螺紋聯(lián)接的預緊與防松1〕摩擦防松這類防松措施是使擰緊的螺紋之間不因外載荷變化而失去壓力，始終有摩擦力防止聯(lián)接松脫。這種方法不十分可靠，故多用沖擊和振動不劇烈的場合。常用的有以下幾種?！?〕對頂螺母〔2〕尼龍圈鎖緊螺母〔3〕彈簧墊圈4螺紋聯(lián)接的預緊與防松2〕機械防松：這類防松裝置是利用各種止動零件來阻止擰緊的螺紋零件相對轉動。這類防松方法十分可靠，應用很廣?！?〕開口銷與槽形螺母〔2〕止動墊圈〔3〕串聯(lián)鋼絲3〕