抽水蓄能机组水泵工况启动概述
抽水蓄能电站可逆式机组水泵工况启动过渡过程浅析
荷 ；３ 停 机 （ 负荷 ， 电机脱 离 电网 ， 轮机全 部 （） 卸 发 水
［ 稿 日期］ ２ ０— １０ 收 ０ ６０—８ ［ 者 简 介］ 韦 秋 来 （ ９ ４ ） 男 ， 北 浠 水 人 ， 级 工 程 作 １６一 ， 湖 高
［ ｅ ｏｄ］ ｐ ｍｐ ｄｓｏａ ｅｓａｉｎ ｎ ｅ ｔｒｐ ｍｐｏ ｅａｉｎｃ ｎ ｉｏ ；ｔ ｎ ｉ ｔ ｒ ｃｓ － ｙｗ ｒ ｓ ｕ ｅ —ｔｒｇ ｔｔ ；ｕ ｄ ｒ Ｋ ｏ ｗａｅ ｕ ｐ ｒｔ ｏ ｄｔ ｎ ｒ ｓ ｎ ｏ ｅｓ ｏ ｉ ａ ｅ ｐ
关闭， 机组 制 动 ） （ ） 电 机从 电 网切 除 时 的甩 负 ；４ 发
维普资讯
箜 鲞墨 塑
２０ ０ ６年 ４月
湖 北 电 力
ＶＩＯ Ａｒ．２００６ ｂ３ №２ ． ｐ
抽 水 蓄 能 电 站 可 逆 式 机 组 水 泵 工 况 启 动过 渡 过程 浅 析
韦秋 来
（ 莲 河 水 力发 电厂 ，湖 北 浠 水 白 程 的特 性 。 ４８ １） ３ ２ ８
Ａｎａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｅ Ｔｒ ｎ ｉｎ ｏ ｅ ｓ ｏ ｔ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｒｅ ｅ ｓ ｂ ｅ ｌ ｓｓ ｏ ｈ ａ ｓ ｅ ｔ Ｐｒ ｃ ｓ ｆ Ｓ ａ ｔｎ ｈ ｖ ｒ ｉ ｌ Ｕｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｍ ｐ Ｃｏ ｄ ｔｏ ｎ Ｐｕ ｐｅ — ｔ ｒ ｇ ｔ ｔｏ ｉ ｎ Ｗ ｔ ｒ Ｐｕ ｎ ｉｉ ｎ ｉ ｍ ｄ ｓｏ ａ ｅＳ ａ ｉ ｎ Ｗ ＥＩＱｉ 一 ｉ ｕ１ ａ
ｌ 抽 水 蓄 能 电站 的 特 点
随着 电力体 制改 革 的不断 深入 ， 网分 离 ， 厂 竞价
上 网 ， 别是 水 电项 目的 开 发 和抽 水 蓄 能 电站 的建 特 设 发展很 快 ， 并且具 有装 机容 量 大 、 电压 等级高 和 自 动化 程度 高 等特点 ， 水 蓄 能 电站 与 常 规水 电站 相 抽 比 ， 有工 况变 换多 、 停频 繁 等特点 。在 电力 系统 具 启
抽水蓄能电站首机首次水泵启动工况试验研究
抽水蓄能电站首机首次水泵启动工况试验研究王胜军;张国良;靳国云【摘要】The operating condition of turbines has been nostly applied infirst unit's initial startup in foreign large - scale punped - storage power station so far. However,this node often leads to long construction period and high cost,laying a great burden for the project owner. Thus,in view of the actual situation of Baoquan Punped - Storage Power Station,the research and startup experinent are conducted for first unit's initial startup node under punp condition. The results show that this startup node can be connonly used for the station without water in upper reservoir or lack of runoff,which is conducive to saving water filling cost and shortening construction period,so as to nake the project put into operation and generate econonic benefits ahead of tine. Therefore,the startup node under the operating condition of punp is preferable.%迄今为止，国外一些大型抽水蓄能电站首机首次启动试验大多采用的是水轮机工况启动模式。
水轮机、水泵水轮机和蓄能泵启动试验及试运行导则_概述说明
水轮机、水泵水轮机和蓄能泵启动试验及试运行导则概述说明1. 引言1.1 概述在水力发电和工业领域中，水轮机、水泵水轮机和蓄能泵是重要的设备，它们在能源转换和输送领域起着关键作用。
为确保这些设备的正常运行和安全性，启动试验及试运行导则是必不可少的。
本文旨在概述水轮机、水泵水轮机和蓄能泵启动试验及试运行导则。
文章将逐步介绍各个设备类型的启动试验介绍、装置和设备要求以及启动过程中需要注意的事项。
此外，还将提供有关试验和运行参数要点以及监测指标要点的详细信息。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分：引言、水轮机试验及试运行导则、水泵水轮机启动试验及试运行导则、蓄能泵启动试验及试运行导则以及结论。
引言部分提供了全面的概述，并对本文的结构进行了简要介绍。
2.3 目的本文旨在为工程师、技术人员和相关从业人员提供有关水轮机、水泵水轮机以及蓄能泵的启动试验与试运行导则的指导。
通过本文的阐述，读者将能够了解各个设备类型的试验过程、运行要求和注意事项，并能够更好地进行设备启动及运行的操作。
这将有助于提高设备效率、降低故障风险，并确保安全和可靠性。
总之，本文旨在促进水轮机、水泵水轮机以及蓄能泵等设备的有效使用和维护，为能源转换和输送领域的发展做出贡献。
2. 水轮机试验及试运行导则2.1 水轮机试验介绍水轮机试验是在完成水轮机的装配、安装和调整后进行的一系列测试工作，旨在验证水轮机的性能和可靠性。
通过试验，可以评估水轮机的输出功率、效率、启停过程等重要参数，并确保其正常运行。
2.2 水轮机试运行导则为了确保水轮机的安全运行和有效利用，以下是水轮机试运行的导则：a. 在进行正式试验之前，必须对水质进行检测并确保符合设计要求。
同时，检查所有传感器、控制设备和测量仪器，并确保其正常工作。
b. 在试验准备过程中，应根据设计要求对喷口、射流孔和与进口相关的设备进行清洁，并消除可能影响试验结果的杂质。
c. 在开始试运行之前，应根据制造商提供的启动程序进行逐步操作。
大型抽水蓄能电站首机首次启动试验方式选择研究——水泵工况启动试验方式关注的主要技术问题
要技术 问题
（） ２ 采用水泵工况还是水轮机工况启动试验方 式， 都先在水泵压水工况下完成机组动平衡试验 ， 并 在水泵调相工况和抽水工况进行测试检查 ，再在水
轮机工况启动试验阶段对水轮机空载工况 、调相工 况和发电工况分别进行校核检查和调整配重 ，使机
收稿 日期 ：０ １ ０ — １ ２ １— ４ １ 作者简 介： 张玉 良（ ９ ４ ） ， １ ３ 一 ， 高级工程师， 男 从事水 电工程水机专业设 计和技术咨询工作。
大型抽水 蓄能 电站首机首次启 动试 验方式选择研 究
— —
水 泵 工 况 启 动 试 验 方 式 关 注 的 主要 技 术 问题
张 玉 良， 秀云 潘
（ 中水北 方勘测设 计研 究有 限责任公 司 ， 天津 ３０２ ） ０２２
摘 要： 对大型抽水 蓄能电站首机首次水泵 工况启 动试验方式关注 的主要技 术问题 ， 重点研 究了 ９ 技术难点和特 个
上库无天然来水或径流不足的抽水蓄能 电站 ，
首机首次采用水泵工况启动试验方式 ，事先应对主 要技术难点和特点问题进行分析研究 ，提 出分析意
安全启动 、 稳定抽水和安全停机的关键性技术指标 。 （） ３ 最低启动扬程 或异常低扬程下做水泵工况 抽水试验 ，主要检查导叶小开度 区的压力脉动和淹 没深度能否满足水泵工况安全启动和稳定抽水运行 的要求 。 １２ 水泵 工 况下 的机 组动 平衡试 验 问题 ．
动机组可稳定在任何转速下对机组各部位 的振动值 和轴摆度进行测量 、 计算和配重 ， 方法简便 ， 省时省 １１ 最低 启动 扬 程或异 常低 扬 程选 定 问题 ． 二是所检测到机组各部位的振动值和轴摆度 ， 只 最低启动扬程或异常低扬程是首机首次采用水 水 。 泵工况启动试验方式必需选 定 的重要特 征水 力参 由机组转动部件本身的机械不平衡所产生 ，可做到 试验结果精确度较高 。 这是 数。最低启动扬程或异常低扬程宜结合本 电站的工 比较精确的测量和配重 ， 水泵压水工况下做机组动平衡试验的有利条件 。 程实际 ， 根据下库蓄水位 、 引水输水系统充排水试验
抽水蓄能机组抽水工况启动方式分析
个 工作 周期 里 能连续 启动 ６次 。
ｓ ａ ｉ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｓａ ｔ ｇ ｍｏ ｅ ｉ ｂ ｉＺ ａ ｇ ｅ ｎ Ｓ ｏ ａ ｅ ｔ ｔ ｒ ｑ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｄ Ｈｅ ｅ ｈ ｎ ｈ ｗａ ｔ ｒ ｇ ｃ ｎ ｎ Ｐ ｗｅ ｏ Ｌｔ ． ａ ｄ ａ ｓ ｎ ｌ ｚ ｓ ｔ ｅ ｓ ａ ｔ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ａ ｄ ｏ ｒ Ｃ ． ｄ ， ｎ ｌｏ ａ ａ ｙ ｅ ｈ ｔ ｒ ｉ ｒ ｃ ｓ ｎ ｎ ｍａｎ ｓ ａ ｔｎ ｔ ｐ ｆｂ ｃ － ｏ ｂ ｃ ｔ ｒ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｉ ｃ ｕ ｉ ｔ ｒｉ ｇ ｓ ｅ ｓ ｏ ａ ｋ ｔ — ａ ｋ ｓ ａ ｔ ｄ ， ｎ ｎ ｌ — ｎ ｄ ｎ ｈ ａ ｌ ｒｆ ｕ ｔ ｆｔ ｔ ｒ ｉｇ ｍｏ ｅ ． ｉ ｇ ｔ ｅ ｆ ｍｉ ａ ａ ｌｓｏ ＷＯ ｓ ａ ｔｎ ｄ ｓ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｍｐ ｄ ｍｏ ｅ ｓ ａ ｔ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒ ｅ ｔ ｒ — ｙ ｗｏ ｄ ： ｕ ｅ ｄ ； ｔ ｓ ｉ ｆｅ ｕ ｎ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｓ ａ ｔ ｃ ｉｇ； ａ ｋ—ｔ ｎ ｂｃ Ｏ—ｂ ｃ ｔ ｒｉ ｇ； ａ ｍｏ ｉ ａ ｋ ｓ ａ ｔｎ ｈ ｒ ｎ ｃ
中图分类号 ： ＴＭ３ ２ １ 文 献标 志码 ： Ｂ 文 章编 号 ：０ １ ８ ８ ２ １ ） Ｏ一 ０ ９— ３ １ ０ —９ ９ （ ０ １ Ｓ ０ ０ ０
河 北张 河湾 蓄能 发 电有 限责任公 司（ 简称 “ 河 张
湾 电厂 ” 设 计 安 装 ４台 ２ ０Ｍｗ 的单 级 混 流 可 逆 ） ５ 式 水泵 水轮 发 电机组 ， 日调节 的纯 抽水 蓄能 机组 。 属 机组 在抽 水 工况 时（ Ｐ工 况） 的可靠 启 动 是 正常 运行 的 重要环 节 之一 。按 设 计 要 求 ， 张河 湾 电厂 机组 每 天 开停机 次数 设计 为 ８次 （ 停 机 按 一 次 算 ） 为 满 开 ，
抽水蓄能机组抽水工况的启动SFC
2）转子位置的识别 不论处于哪个启动阶段，采用哪种换相方式，控 制系统都需要知道转子的位置，以便确定为使 转子获得最大转矩应该通电的定子绕组相别， 从而确定应该导通的桥臂。以往采用感应型或 光电型的轴角传感器来测位，现在主流厂家采 用的是计算电机电压矢量的办法确定转子位置， 省去了传感器。以下的分析中均以无传感器的 方案为例。为了分析的方便，假定电机的极对 数为1，电角度与空间角度一致；假定逆变桥直 接连接到电机。这个分析的结果很容易推广到 多对极的电机和有输出变压器情况中去。
抽水蓄能机组抽水 工况的启动
1 启动方式概述
蓄能机组抽水工况的启动（1）
2
主要启动方式
对于多机式机组，由于抽水和发电的旋转方向一致， 可以用水轮机或辅助的小水轮机将机组启动到同步 转速，并入系统后，切换水路，使机组转为抽水工 况运行。对于两机式的可逆机组，由于抽水和发电 的旋转方向不同，必须采取另外的措施来启动机组。 在抽水蓄能技术发展的过程中，曾经和正在采用的可 逆式机组启动方式主要有以下几种： －全压启动 －降压启动 －同轴小电动机启动 －变频启动装置启动 －“背靠背”启动
2015/10/10 蓄能机组抽水工况的启动（1） 20
（5） 晶闸管逆变器 SFC的晶闸管逆变器也称为机桥，为三相全控逆变器， 每个桥含6个桥臂，用于将直流电流转换为频率可调 的交流电流。构成、触发方式、冷却方式与整流器 相似。 （6） 输出变压器 输出变压器使逆变桥的工作电压与机组电压相适配， 减少各桥臂串联的晶闸管元件的数量。SFC是一个 靠负载电压换相的电流源，输出变压器把机组电压 降为与逆变器适配的工作电压，以保证逆变器的换 相。输出变压器从5Hz开始就要投入运行。
抽水蓄能机组调相工况简介
抽水蓄能机组调相工况简介摘要：由于抽水蓄能机组在我国发展较晚，还有很多人，包括一些常规机组的建设者和运行人员都对抽水蓄能机组不太了解，本文简要的介绍抽水蓄能机组的特有工况：调相，以让更多的人增加对抽水蓄能机组了解。
关键词：抽水蓄能调相简介1、抽水蓄能机组发展简介在国外从最早的原始装置算起，抽水蓄能电站已有上百年的历史，但是具有近代工程意义的设施，则是近四五十年才出现的。
抽水蓄能建设早期是以蓄水为目的，在西欧的一些多山的国家里，利用工业多余电能把汛期的河水抽到山上的水库贮存起来，到枯水季节再放下来发电。
这相当于是季调节的抽水蓄能工程。
从刚开始蓄能电站使用的单独工作的抽水机组和发电机组，到将水泵与水轮机和一台兼作电动机与发电机的电机连接在一起的而形成的三机式机组，1937年在巴西安装的佩德拉机组和1954年在美国安装的弗拉特昂机组则是可逆式机组的先声。
从20世纪60年代起，可逆式机组就成为了主要的机型，开始得到广泛应用。
当时间进入到21世纪，无论是技术还是运营模式，抽水蓄能机组都得到的相当的发展。
2、抽水蓄能机组简介抽水蓄能机组由可逆式水泵式轮机和发电电动机，配以常规的辅助设备，如调速器、球阀、尾水事故闸门、上库检修闸门、下库检修闸门、励磁系统等。
另外，抽水蓄能机组还有其特有的、区别于常规机组的设备：（参见图1）换相开关或换相闸刀：由于水泵水轮机二种运行工况的水流方向相反，所以发电电动机二种运行工况旋转方向必须相反。
为此应使电动机运行时其旋转磁场的旋转方向与发电机运行时的旋转磁场方面相反，这就需改变三相绕组相序排列，所以发电电动机需加装相应的换相开关或换相闸刀SFC：变频启动装置，用于机组抽水调相工况启动，相当于抽水调相启动过程中的调速器；拖动闸刀和被拖动闸刀、启动母线：为了满足抽水调相启动而专设的电气连接；调相压水气系统：在机组抽水调相启动过程中和机组调相运行过程中，利用高压气将转轮室的水圧下去，使转轮在空气在旋转，即可以减少有功消耗，又可以减小机组的振动、噪音，减少对机组的损伤；监控系统：为了适应抽水蓄能机组的各种工况，监控增设了抽水、抽水调相、发电调相等工况及相互转换程序。
5-1抽水蓄能机组抽水工况的启动1SFC83
（4）平流电抗器 对于电流源型的SFC，电抗器是必不可少的 电流储能型设备，保证了SFC向负载提供 稳定的电流。平流电抗器有空气芯和铁芯 两种。 空气芯电抗器采用自然风冷却或强迫风冷却， 铁芯电抗器采用风冷却或水冷却。风冷却 空气芯电抗器的体积较大，必须独立布置。 采用水冷却的电抗器比较紧凑，可以安装 在柜内，和SFC的整流柜、逆变柜等组装 成一排，节省占地面积。装入柜内的电抗 器的水冷却方式与晶闸管的水冷却方式相 同，且与其组成统一的冷却系统。
2019/3/14 蓄能机组抽水工况的启动（1） 21
（7） 输出电抗器 输出电抗器可以限制可能出现的短路电流。 （8） 旁路开关 当被拖动机组转速低于额定转速的10%时， 由于电压和频率都很低，为了避免输出变 压器运行在过低频率下，也为使机组得到 较大的启动电流，通过旁路开关S2直接与 发电电动机绕组相连，当机组转速大于额 定转速的10%后，旁路开关S2断开，S1 合上，输出变压器接入。
2019/3/14 蓄能机组抽水工况的启动（1） 23
2.4 SFC的运行原理
1）简述 SFC运行的关键是成功实现逆变，而逆变成功 的关键是按照预订的顺序、实时实现闸管的 换相，即一个桥臂晶闸管关断、另一个桥臂 晶闸管开通，使电流从前者转移到后者。 开通晶闸管必须同时具备两个条件： --在阳极和阴极之间施加正向电压， --在门极施加触发脉冲。 晶闸管一旦开通，门极就失去控制作用，即使 触发脉冲已经撤除，只要正向电压存在，晶 闸管就会继续导通。 关断晶闸管必须采取以下两条措施中的一条： --在阳极和阴极之间施加反向电压， --关断给晶闸管供电的电流源或电压源。
2019/3/14 蓄能机组抽水工况的启动（1） 3
抽水蓄能机组抽水工况的启动
内将机组从静止状态加速到同步状态所需的最
大功率要求。 2020/6/15
蓄能机组抽水工况的启动（1）
8
机组在启动前，先要在转轮室内充入压缩 空气排水，以减少启动过程中的阻力转 矩。随着SFC输出频率的逐步上升，被 驱动机组不断加速。待转速达到同步转 速时，机组并入电网，断开与SFC之间 的连接。然后撤除转轮室的压缩空气， 注水造压，并依次打开进水阀和导叶， 开始抽水。
在抽水蓄能技术发展的过程中，曾经和正在采用的可 逆式机组启动方式主要有以下几种：
－全压启动 －降压启动 －同轴小电动机启动 －变频启动装置启动 －“背靠背”启动
2020/6/15
蓄能机组抽水工况的启动（1）
3
❖ 其中前两种为异步启动方式，机组直接（全压）或经阻 抗或变压器（半压）并入电网，转子的阻尼条相当于异 步电动机的鼠笼条，机组作为异步电动机被驱动加速。 转子转速接近于同步转速时，投入励磁，使机组拖入同 步。这种方式适用于中小容量机组，如果机组容量大， 则并网时对电网和机组自身的冲击都较大。
2020/6/15
蓄能机组抽水工况的启动（1）
17
（3） 晶闸管整流器 SFC的晶闸管整流器也称为网桥，为一个或两个三相全
控整流器，每个桥含6个桥臂，用于将来自电网的交流 电流转换为直流电流。 根据网桥的工作电压和晶闸管 的反向电压承受能力，每臂可能由几个晶闸管串联构 成，也可能只有一个晶闸管。如采用两个三相全控整 流桥器串联的方式，可以进一步减少注入到电网的谐 波含量。这种方案共有12个桥臂，相应的触发脉冲有 12个，所以也称为12脉波方案。
❖ 与工业拖动中连续运行的SFC不同，抽水蓄能电 站的SFC是一种短时工作制的设备，只在水泵工 况启动的过程中运行，机组并网后即退出。的容 量是按照招标时要求的工作和间歇时间来设计的。
抽水蓄能机组抽水工况的启动SFC课件
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
10
按照整流器和逆变器的工作电压，SFC可以分为高－ 高接线方案和高 －低－高接线方案。
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
12
高-低-高方 案
6脉波
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
13
高-低-高 方案
12脉波
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
14
2. 3 SFC的构成
SFC装置一般由输入变压器（或输入电抗器）、 晶闸管整流器、平波电抗器、晶闸管逆变器、 输出变压器（或输出电抗器）等组成，见图。 该图为当前采用较多的高－低－高接线方案。
抽水蓄能机组抽水 工况的启动（1）
报告人 姜树德
1 启动方式概述
2019/9/11
蓄能机组抽水工况的启动（1）
2
主要启动方式
对于多机式机组，由于抽水和发电的旋转方向一致， 可以用水轮机或辅助的小水轮机将机组启动到同步 转速，并入系统后，切换水路，使机组转为抽水工 况运行。对于两机式的可逆机组，由于抽水和发电 的旋转方向不同，必须采取另外的措施来启动机组。
高－低－高接线方案的SFC的整流器经降压变压器接 到来自电力系统的电源，整流器的输入交流电压低 于其电源电压（大多数情况下是主变压器的低压侧 电压，亦即机组端电压）。输出侧经变压器升到机 组电压。
高－高接线方案的SFC的整流器经或电抗器或变比为 1的隔离变压器接到其供电电源，整流器的输入交流 电压与机组端电压相同。输出侧不需要接变压器， 而是经电抗器输出。
抽水蓄能机组调相工况简介
抽水蓄能机组调相工况简介摘要：由于抽水蓄能机组在我国发展较晚，还有很多人，包括一些常规机组的建设者和运行人员都对抽水蓄能机组不太了解，本文简要的介绍抽水蓄能机组的特有工况：调相，以让更多的人增加对抽水蓄能机组了解。
关键词：抽水蓄能调相简介1、抽水蓄能机组发展简介在国外从最早的原始装置算起，抽水蓄能电站已有上百年的历史，但是具有近代工程意义的设施，则是近四五十年才出现的。
抽水蓄能建设早期是以蓄水为目的，在西欧的一些多山的国家里，利用工业多余电能把汛期的河水抽到山上的水库贮存起来，到枯水季节再放下来发电。
这相当于是季调节的抽水蓄能工程。
从刚开始蓄能电站使用的单独工作的抽水机组和发电机组，到将水泵与水轮机和一台兼作电动机与发电机的电机连接在一起的而形成的三机式机组，1937年在巴西安装的佩德拉机组和1954年在美国安装的弗拉特昂机组则是可逆式机组的先声。
从20世纪60年代起，可逆式机组就成为了主要的机型，开始得到广泛应用。
当时间进入到21世纪，无论是技术还是运营模式，抽水蓄能机组都得到的相当的发展。
2、抽水蓄能机组简介抽水蓄能机组由可逆式水泵式轮机和发电电动机，配以常规的辅助设备，如调速器、球阀、尾水事故闸门、上库检修闸门、下库检修闸门、励磁系统等。
另外，抽水蓄能机组还有其特有的、区别于常规机组的设备：（参见图1）换相开关或换相闸刀：由于水泵水轮机二种运行工况的水流方向相反，所以发电电动机二种运行工况旋转方向必须相反。
为此应使电动机运行时其旋转磁场的旋转方向与发电机运行时的旋转磁场方面相反，这就需改变三相绕组相序排列，所以发电电动机需加装相应的换相开关或换相闸刀SFC：变频启动装置，用于机组抽水调相工况启动，相当于抽水调相启动过程中的调速器；拖动闸刀和被拖动闸刀、启动母线：为了满足抽水调相启动而专设的电气连接；调相压水气系统：在机组抽水调相启动过程中和机组调相运行过程中，利用高压气将转轮室的水圧下去，使转轮在空气在旋转，即可以减少有功消耗，又可以减小机组的振动、噪音，减少对机组的损伤；监控系统：为了适应抽水蓄能机组的各种工况，监控增设了抽水、抽水调相、发电调相等工况及相互转换程序。
可变速抽水蓄能机组水泵工况起动方式研究
可变速抽水蓄能机组水泵工况起动方式研究摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。
随着大量风能、太阳能等间歇性可再生能源并网发电运行，基于大容量电能存储技术的电力平衡控制已成为电网安全稳定运行与控制的迫切需求。
抽水蓄能电站具有调峰、填谷、调频及事故备用等功能，是当前解决电力系统调峰问题以及确保系统安全稳定运行的最为经济有效的手段之一。
由于定速抽水蓄能机组抽水工况只能采取“开机—满负荷—停机”控制方式，无法满足电网连续、快速、准确进行频率调节和调整有功功率的要求。
对此，变速抽水蓄能机组是解决问题的优选方案。
变速抽水蓄能机组具有一定程度的异步运行能力，通过相位、幅值控制可获得快速有功功率和无功功率响应，有利于电力系统稳定运行。
本文就可变速抽水蓄能机组水泵工况起动方式展开探讨。
关键词：可变速；水泵水轮机；能量特性；能量效益；功率调节；新能源引言近年来风电、太阳能等新能源大量装机、并网发电，其发电功率的随机性、波动性和间歇性使电网的稳定性受到了极大挑战。
可变速抽水蓄能机组可最大限度平抑新能源并网给电网带来的功率波动，极大提高电网稳定性，是节能耗、稳波动、增效益最有效的设备之一。
1变速机组的原理概述变频交流励磁调速系统由水泵-水轮机、发电-电动机、变频器、控制系统组成。
其中发电-电动机和变频器不同于常规同步电机的发电-电动机和变频器，发电-电动机为隐极转子，具有与定子绕组一样的三相分布励磁绕组。
变频器输出三相，低频大电流馈电发电-电动机励磁用的转子绕组，系统的组成如图1所示。
当绕组通三相励磁电流时，即使转子是在机械静止的条件下，也产生旋转磁场。
当机械转、定子电压频率、交流电流频率的百分数分别定义为Km 、K1、K2，可给出等式：Km +K2=K1；这就意味着机械转速加上交流电流频率等于电网同步转速。
机械转速不依赖于电网频率，是整个发电-电动机和水泵-水轮机和输出能量平衡的结果。
当水轮机输出和发电机输出平衡时，转速稳定。
抽水蓄能机组水泵工况启动概述
保 持水压 的水位 专业上称 其为异 常低扬 程水 位。 水泵安 全启 动的 个条件就是 出口 水位不低于异常低扬程 水位。 保 持异常低扬程 的措施 就 是在水 泵出 口设置 阀门等措 施 ， 而抽 水蓄能机 组 用水轮 机 的导水 机 构导 叶充 当此措 施。 在 水泵造 压之前关 闭导 叶， 使 出水管道封 闭一定的 水位不低于异常低扬程 。 要使 水泵能 在打开导 叶的 瞬 间实现 成功 抽水 ， 而 不会导 致水 倒流 的 前提 条件就 是水泵 轮与导叶 之间的压 力要 高于导 叶后 出水管道 异常
， 水 泵 轮 ‘ ＆ ， 刁 ～ ’ ｗ ｆ Ｊ ＼ 。 、 Ｉ ． 卢 袖 功 率 冰襄艴与导 “ 耳 冉 ｒ ＿ 岳 ＼
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２ ． 充 气压 水 趋势 图中 （ 水泵轮 水位 ， 右坐标） 曲线在８ ０ 秒左右迅 速 下降表 明该 轮暴 露在 空气中。 这 样就需要 一套高压空 气压缩系统 ， 利 用压缩空气将 过程为充气压水 过程。 该 水位在水泵启动过程 中—直保持在相对 固定 的 水位 压低 直到泵 轮从 水中完全 脱离为止 。 这个 过程 就是 抽水蓄 能机组 位置 。 然后 （ 机组转 速 ， 左 坐标 ） 曲线表 示 机组转 速从 零逐渐升 高的额 水泵 工况启动的第一步： 充气压水。 定转速 。 该 过程表 示机 组在Ｓ Ｆ Ｃ 的拖 动下达 到额 定转速 。 在４ ６ ０ 秒左右 充 气压水 步骤 实现 了将水位 压到转 轮以下 某一位 置并 保持。 从高 开始打开排气 阀门排 气， 水泵轮 水位迅 速下降 ， 同时泵轮 与导叶 间压 力 压气 罐到转 轮室 的气管路设 置一个 大通径 的空 气阀， 还 要 并联 一个较 迅速升高 ， 此时 （ 有 功功率 ， 左坐标） 曲线也 增加， 经过 大约２ Ｏ 秒的延时 小通径 的空气 阀。 大通 径的空气阀作为主要充气 阀门， 实现水位 快速下 认为造压成 功， 接着快 速打开导 叶。 随 着消耗 有功功率的迅 速增加表 明 降。 当水位 下降 到要求高度 时， 关闭充气阀 门。 为 补充因转 轮密封 等处 水 泵工况启动成 功。 的漏 气， 需要 打开小 通径的阀 门补 气。 通过水位监 测 自 动 控制补气 阀门 ５ ． 总 结 的开关 实现 水位稳定在转 轮下某一范 围内， 确保水 泵成 功启动 。 综上所述 ， 水泵工况启动流 程总结如］ 充气压水 步骤完成后 ， 即可启动Ｓ Ｆ Ｃ 拖动机组 到额 度转速 。 首先机 组在静 止 状态进 入充气压水过 程。 第二， 机组 启动 过程 。 Ｓ Ｆ Ｃ 拖 动机 组从零 转 速到 额定 转速 并同期 ３ ． 捧 气 造 压 机组 同期并 网完成即可￣￣Ｓ Ｆ Ｃ 。 当机 组转 速达 到额 定转 速并且同期 并 网成功 之后 ， Ｓ Ｆ Ｃ 退 出并停 并网， 第 三， 排 气充水过 程。 关闭保持 水位的那 个充气 阀门， 打开 排气阀 机。 水泵 工况启动流 程就 进入排 气造压过 程 。 首先关 闭补气阀 门， 然后 打开 排气 阀门将转 轮下空气通 过排 气管路排 往 排水廊 道。 当空 气被 排 门使水泵轮 重新浸入 水中 当空气排尽立即关 闭排 气阀门 ， 进入造 压过 尽就进 入造压过程 。 程。 第 四， 造压过程 。 水 泵轮在水 中转 动使泵轮与 阀门之 间的压 力迅速 排气造 压为 整个 水泵工 况启动 流程 最重要 的步骤 ， 关系水 泵能否 当压 力高于设定值表 明造 压成功 ， 可以打开 阀门抽 水。 成功启动抽水 。 此过程也是 启动过程中最恶劣的过 程， 因为过程 中机组 升高 ， 会产生较 大振 动。 水 泵轮在混 有空气 的水中转 动是 产生振 动的 主要原 在实 际操 作过程 中， 判断造 压成 功的条件不只是压 力， 也有的 机组 因， 因此判 断空气是 否排尽就 非常重要。 当空 气完 全排尽才能关 闭排气 用 电动机 消耗有 功功 率来判 断。 压力升 高的过 程实 质上也反 映 电动 机 消耗 有功功率的升高 ， 两 者意义一样 。 阀， 才能保证造 压顺利进行。 判断 空气是 否排 尽的 通常做法 是根 据转 轮下水位高度 决定 ， 当转
抽水蓄能电站水泵调相工况转水泵工况控制流程优化
抽水蓄能电站水泵调相工况转水泵工况控制流程优化发表时间：2018-03-15T16:04:19.830Z 来源：《防护工程》2017年第31期作者：朱益鹏[导读] 随着我国电力系统的逐渐完善，对于电力设备的使用也需要不断的全面。
江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司江苏 213334摘要：随着我国电力系统的逐渐完善，对于电力设备的使用也需要不断的全面。
水泵调相工况转水泵工况是抽水蓄能电站重要而常见的工况转换，本文介绍了在抽水蓄能电站该过程调试中遇到的问题，并对其进行分析，在此基础上优化了控制流程，满足了机组控制要求。
关键字：抽水蓄能电站；水泵调相工况；转水泵工况；控制流程优化引言抽水蓄能电站的主要作用是对电网进行用电负荷的调峰填谷，以缓解峰谷差所带来的用电矛盾。
与常规水电厂相比，抽水蓄能电站一个最大的不同就是具有发电和抽水可逆式运行的特点，因此机组工况转换非常频繁。
要想让这些工况转换快捷有序，安全可靠地进行，就必须对监控系统控制进行科学设计，以实现监控系统对机组的有效科学控制。
1水泵调相工况转水泵工况的过程分析水泵调相工况转水泵工况是抽水蓄能机组一种常见的工况转换过程。
抽水蓄能机组必须被SFC或拖动机组从静止状态拖动至水泵调相工况后才能继而转换至水泵工况。
因此水泵调相工况转水泵工况是机组转轮由在空气中转动变为在水中转动，并带满负荷抽水的过渡过程，其中关键问题是机组排气回水的过程与主进水阀、水泵水轮机导叶的打开时间以及励磁和调速器等分系统工作模式转换的配合。
机组在水泵调相工况时，主进水阀、导叶处于全关状态，尾水水位被高压压缩空气压至水泵水轮机转轮以下，转轮在空气中向水泵方向旋转。
当工况转换开始以后，机组监控系统首先调用排气回水流程，停止向转轮内充入压缩空气，关闭充气阀和补气阀，然后关闭蜗壳平衡阀。
在上述过程完成后打开排气阀，使转轮内的空气排出，尾水锥管内的水位逐渐上升，当水位上升至与转轮相接触后，机组便进入造压阶段。
抽水蓄能机组泵工况分阶段启动及经济运
抽水蓄能机组泵工况分阶段启动及经济运发表时间：2019-06-28T10:19:58.967Z 来源：《防护工程》2019年第7期作者：朱冲[导读] 随着国家的发展，各领域的不断提高。
为了提高大功率缺失下抽水蓄能机组参与故障恢复的能力，提出了抽水蓄能机组分阶段有功控制方法。
江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司江苏 213334摘要：随着国家的发展，各领域的不断提高。
为了提高大功率缺失下抽水蓄能机组参与故障恢复的能力，提出了抽水蓄能机组分阶段有功控制方法。
首先，基于抽水蓄能电站运行特点，构建了抽水蓄能机组参与有功控制的数学模型；其次，为满足大功率缺失下断面和频率的控制需求，提出了考虑机组安全运行约束的抽水蓄能机组分阶段有功控制方法；最后，结合在特高压受端省级电网的应用实践，验证了所述方法在大功率缺失下提升抽水蓄能机组响应能力的有效性。
关键词：抽水蓄能；机组泵；工况分阶段启动；经济运引言国外抽水蓄能电站（简称抽蓄电站）的出现已有一百多年的历史，我国在上世纪60年代后期才开始开发，虽然起步比较晚，但起点却较高，近年建设的大型抽蓄电站技术已达到世界先进水平，例如：广蓄电站总装机容量2400MW，为世界上最大的抽蓄电站。
1概述抽水蓄能电厂相对于核电厂和风电厂来说，其运行成本低，稳定性高，容量大，因此在电网系统中具有重要地位。
近年来，我国逐渐加大了抽水蓄能电站的建设力度，对稳定电力系统、促进经济稳步发展具有重要作用；然而，我国工农业生产和生活对电能的需求逐渐增加，抽水蓄能电站面临巨大的运行压力，如何做好机组保护工作，确保电站的安全运行就显得十分必要。
2抽水蓄能电厂机组保护2.1理论概述抽水蓄能电站是利用低估时期富裕电力做抽水工作，将水从下水库抽至上水库，这一过程是电能转化为势能的过程；在用电高峰期，将水从上水库下放，利用水的势能对发电机组做功，产生电能，补充高峰期时段电力的不足。
由以上原理可知，抽水蓄能电厂机组需要具有良好的启、停反应机制，灵活的负荷调节能力，通过科学调度，达到调峰填谷、事故备用的目的。
52抽水蓄能机组抽水工况的启动2背靠背23
2024/1/5
背靠背启动
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背靠背启动过程中机组参数的变化（泰山）
2024/1/5
背靠背启动
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附录
十三陵电站的启动接线
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背靠背启动
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十三陵电站启动的特点
• 1）换相和同期在高压侧实现。 • 2）SFC启动和背靠背启动在低压侧实现。 • 3）抽水启动时，需由起励变提供励磁电源，
2024/1/5
背靠背启动
1
低压侧背靠背启动
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背靠背启动
2
高压侧背靠背启动
2024/1/5
背靠背启动
3
电动机转速随电源（发电机）频率由零上升而加速
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背靠背启动
4
1 概述
我国的抽水蓄能机组“背靠背”启动多采用低压“背 靠背”方式。为了减少启动过程中的阻力转矩， 大
都采用转轮室充气压水的方式。启动过程中拖动电 机输出功率取决于要求的启动时间。启动时间越短， 则输出功率越大。如果要求的启动时间与SFC启动相 同，则“背靠背”启动的功率仅为被拖动机组额定 功率的6%～10%左右。
蓄能机组抽水工况的启动（1）
22
连接的另一台机组，使之与事故机组同时
停机、灭磁。在确认两台机组都已灭磁后， 拖动机组的LCU发令跳开GCB。
2024/1/5
背靠背启动
16
“背靠背”启动的跳闸闭锁
机组GCB跳闸回路中引入拖动机组转速信号， 当转速低于设定值时，断开GCB的跳闸回路， 避免低频跳断路器。
ABB公司GCB跳闸回路的转速信号闭锁设定为 50%额定转速。AC POWER公司的闭锁设定 为96%额定转速。
（3）拖动机组转速达到40%额定转速时，调速器开 始按照预设的升速曲线自动调整开度。升速曲线 斜率为1.388(r/min)/s。
张河湾电站机组抽水工况启动方式简介
张河湾电站机组抽水工况启动方式简介姜树德（北京勘测设计研究院）【摘 要】 叙述张河湾抽水蓄能电站可逆式机组采用的以变频启动装置启动为主、“背靠背”启动为辅的启动方式。
【关键词】 变频启动 “背靠背”启动 抽水工况 张河湾抽水蓄能电站1 可逆式机组启动方式概述在抽水蓄能技术发展的过程中，曾经和正在采用的可逆式机组启动方式主要有以下几种：（1） 全压启动；（2） 降压启动；（3） 同轴小电动机启动；（4） 变频启动装置启动；（5） “背靠背”启动。
其中前两种为异步启动方式适用于中小容量机组，如果机组容量大，则并网时对电网和机组自身的冲击都较大。
同轴小电动机启动方式增加了机组总高度，影响轴系稳定，并有可能成为确定厂房高度的关键因素。
正常运行时小电机随机组空转，降低机组的效率。
此外，小电动机启动用的液态变阻器，增加了厂房布置的难度。
这种方式过去在国外采用较多，但新建的蓄能电站已经较少采用，国内则从未用过。
事实上，现在国内外最常用的启动方式只有静态变频启动装置(以下简称SFC)启动和“背靠背”启动。
张河湾抽水蓄能电站采用的就是以SFC启动为主，“背靠背”启动为辅的方案。
2 变频启动2.1 张河湾电站SFC的构成抽水蓄能电站的SFC是一种短时工作制的设备，它只在水泵工况启动的过程中运行，机组并网后它即退出。
它的容量是按照招标时要求的工作和间歇时间来设计的。
SFC的功能是将工频50 Hz的输入电压，转化为频率在0~50Hz范围可调的输出电压。
SFC的容量，一般为被启动电机容量的6%～10%。
机组转速、飞轮矩、额定容量和用户要求的启动时间及机组各部分损耗均会影响到SFC装置的容量选择。
一般要求SFC装置的容量应满足在4.0～5.0 min内将机组从静止状态加速到同步状态所需的最大功率要求，张河湾电站的合同要求从静止状态加速到同步状态所需的时间不大于5.0 min；SFC应能连续启动4台机组，并留有两次启动失败后再启动的裕度。
大型抽水蓄能电站首机首次启动试验方式选择研究(二)——首机首次水泵工况启动试验方式关注的主要技术
张玉良， 潘秀云
（ 中水北 方勘 测设计 研 究有 限责任 公 司 ， 天津 ３０ ２ ） ０ ２ ２
摘
要： 对大型抽水蓄能电站首机首次水泵工况启 动试 验方式关 注的主要技术 问题 进行了探讨 ， 点研 究了 ９个技 重
术难点和特点问题 ， 提出了分析意见和初 步结论 。 关键 词 ： 抽水蓄能 ； 首机首次 ； 水泵工况 ； 动试 验 ； 启 技术问题
西 北 水 电 ・ ０ ２年 ・ 刊 １ ２１ 增
文 章 编 号 ：０ ６ ２ １ ２ １ ） １ １０ － ６０（０２ ｓ— ０９ ５ ６ —Ｏ
６ ９
大 型 抽水 蓄 能 电站 首机 首次 启 动试 验 方式选 择 研 究 （ ） 二
一
首 机 首 次 水 泵 工 况 启 动 试 验 方 式 关 注 的 主 要 技 术 问 题
ｍａｙ ｏ ｃｕ ｉｎ ｒ ｒ ｖｄ ｄ． ｒ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ｓ ａ ｅ ｐ ｏ ｉ ｅ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｍｐ ｄ ｓｏａ ｅ；ｆ ｓ ｎ ｔｆｒｔｔｍｅ；ｐ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ｏ ｄ ｔ ｎ；ｓａ ｔｐ ｔ ｓ；ｔｃ ｎｃ ｌｉｓ ｅ Ｐｕ ｅ ｔｒ ｇ ｉ ｔｕ ｉ ｓ ｉ ｒ ｉ ｕ ｐｅａｉ ｃ ｎ ｉｉ ｎｇ ｏ ｔｒｕ ｅｔ ｅ ｈ ｉａ ｓｕ
—ห้องสมุดไป่ตู้—
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（ ）最 低启 动扬 程或 异常 低扬 程必 须经 过水 泵 １ 水 轮机 模 型验 收试 验 验 证 和机 组 设 备 供 货商 确 认 ， 并 提供 相应 扬程 下水 泵抽 水工 况 的导 叶开度 、 流量 、 功率 、 率 、 效 空化 特性 和压力 脉 动特性 等最 终模 型试
抽水蓄能电站的首机启动方式
抽水蓄能电站的首机启动方式何永泉（上海华东水电工程咨询有限公司）摘要：抽水蓄能电站的第一台机组采用水轮机工况首次启动是较好的启动调试方式，对于纯抽水蓄能电站，如水头较高，能采用施工水泵预先向上库充水的，也可以用这一方法进行调试，至少可以用水轮机工况先转动。
但对于机组水头低、容量大的抽水蓄能电站，若采用专门的上库充水装置，需要的费用高、时间长，应该采用水泵工况首次启动。
关键词：抽水蓄能水泵工况变频启动首次启动抽水蓄能电站与常规水电站不一样，具有发电、抽水、发电调相、抽水调相等不同的运行工况。
现在我国建设的抽水蓄能电站工程有不少上水库没有天然来水，电站首次启动调试期间上水库如何充水，机组用何种方式首次启动，需要根据具体情况来确定。
目前抽水蓄能电站的首台机组大多采用水轮机工况启动，对于上库无来水的电站就要增设专门的充水设备，待上库充有足够的调试用水以后，首台机组才能启动。
在设备合同中都有机组能以电动机工况首机启动要求，但至今国内没有电站真正实施过。
根据国外介绍，一些抽水蓄能电站上水库建在山顶，没有天然来水，首机多采用电动机工况启动方式。
如日本的喜撰山、奥多多良木、南原、奥清津，美国的路丁顿、布伦汉姆-吉尔博、卡斯泰克，比利时的COO-TROIS PONTS和西班牙的拉莫拉抽水蓄能电站等。
1 抽水蓄能电站机组的首机启动方式国内已建和在建抽水蓄能电站第一台机组的首次启动分别采用了下列几种方式：（1）首次以水轮机工况启动，在完成水轮机工况调试后再进行水泵工况调试。
广州抽水蓄能电站和桐柏抽水蓄能电站的上水库都有天然来水，在调试前上库已储备了发电调试的用水量，因此完全可以先进行发电调试，再进行抽水调试。
这是最理想的首机启动方式，与常规的水电站机组启动一样，在完成了机组的动平衡后，可以先做机组的升流升压试验，并对升压设备作零升试验，以检查机组的性能和校核继电保护接线的正确性。
（2）首次以水轮机方向转动做机组的动平衡，然后进行抽水工况调试，当水泵工况向上库充有足够的水后，再进行发电工况调试。
抽水蓄能机组起动中的若干问题
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂａｅ ｎｔｅ ｏ ｅａｉｎｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｏ ａ ｈ ａ ｇ ｉｇ ｓｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｈ ｐ ｒｔ ｘ ｅ ｅ ｃ ｆ ｎ ｕ ｎ ｐ ｎ ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｎ ｈｓ ｎｉ ｕ ｅ ｔｒｇ ｏ ｅ ｌ ｔ， ｏ ｉ Ｔｉ ａ ｇｈ ｕ ａ ｄ Ｓ ｉａ ｌ ｐ ｍｐ ｄ ｓ ａ ｅｐ ｗ ｒｐａ ｓ ｎ ｏ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒａ ａｙｅ ｈ ｔｒ— ｐ ｐｏ ｅｓｓ ｃ ｓＧＯ， Ｏ ｄｔｅ “ ｌｃ ｔｒ” ｔ． ｗ ｉｈｉ ｏ ｈｓ ａ ｅ ｎ ｌｚｓｔｅｓ ｔ ｕ ｒｃ ｓ ｕ ｈａ ａ Ｐ ａ ｈ ｂａ ｋ ｓ ｔ，ｅｃ， ｈｃ ｓｃ ｍｍｏ ｓｄ ｉ ｕ ｅ ｄ ｎ ａ ｎｕ ｅ ｐ ｍｐ — ｎ
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（ 水 调 相 工 况 和水 泵 工 况 ） １个 暂 态 （ 水 泵 工 况 ） １个 抽 ， 溅 和 特 殊 运 行 工 况 （ 黑起 动 ” 行 工 况 ） 此 外 ， 型 抽 水 蓄能 电 “ 运 。 大 站 机 组 的水 泵 起 动 还 涉 及 到 静 止 变 频 器 （ｔｔ ｒｑ ｅ ｃ Ｓａｉ Ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ
２ Ｎ ｎｉｇＮ ｒＡ ｔｍ ｔ ｒｃｓ Ｃ ｎ ｏ Ｃ ． ｔ．Ｎ ｎｉｇ ｉ ｇｕ２ ００ ） ． ａｊ ａｉ ｕｏ ａｉ Ｐｏｅｓ ｏｔ ｌ ｏ Ｌｄ， ａｊ ａ ｓ １０ ３ ｎ ｃ ｒ ｎ Ｊｎ
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抽水蓄能机组水泵工况启动概述
【摘要】近年来抽水蓄能电站在国内大量兴建，引发越来越多的人关注。
但由浅入深介绍该型机组特点的文章为数不多，本文力求以浅显的原理介绍抽水蓄能机组的特点，以供非此专业人士快速熟悉抽水蓄能机组之用。
由于作者水平有限，请各位专业人士不吝赐教，给予斧正。
【关键词】抽水蓄能机组；充气压水；变频启动装置；排气充水；排气造压
引言
抽水蓄能机组与常规水轮发电机组最大的区别就是不仅可以发电，还可以反向旋转以水泵的形式抽水。
当电网电能超过负荷需求时，启动机组以水泵工况运行将下库水抽到上库暂时存放起来；当电网电能低于负荷需求时，启动机组以发电工况运行利用存储在上库的水能发电供给电网。
机组将电能以水力势能的形式临时存储起来，实现了电能的存储，故而称为蓄能机组。
抽水蓄能机组有效的均衡了电网负荷的峰谷差，确保电网的安全经济运行。
机组的水泵工况启动较发电工况启动更为复杂，以下将进行详细说明。
1、水泵启动方式
抽水蓄能机组水泵工况运行实质上是同步电动机运行。
众所周知，同步电动机不可以直接启动，目前最为经济便捷的启动方式是变频启动方式。
因此，抽水蓄能电站几乎均设置一台静止变频启动装置（SFC）。
SFC拖动机组从零转速到额定转速，实现了同步电动机的平稳启动。
这只是为启动机组提供了可能性，光有SFC还不能立即实现机组水泵方式启动。
为了尽量提高机组调节电网峰谷差能力，抽水蓄能机组容量被尽可能地增大。
但受目前技术所制约，国内大型抽水蓄能机组单机容量最高已达300MW，即将向400MW，甚至更高的容量发展。
然而就300MW容量机组来说，其转动惯量已达数百（kN·m）数量级。
转动惯量越大，需要的启动转矩就越大，SFC 的容量也越大，而SFC的造价随着容量增加成倍增加。
因此，为尽量降低SFC的容量，人们想方设法减轻机组启动的阻力矩。
水泵如能在空气中被启动，阻力矩的减少将是非常可观的。
2、充气压水
为实现水泵在空气中启动，在SFC拖动机组启动之前，需要将水泵轮暴露在空气中。
这样就需要一套高压空气压缩系统，利用压缩空气将水位压低直到泵轮从水中完全脱离为止。
这个过程就是抽水蓄能机组水泵工况启动的第一步：充气压水。
充气压水步骤实现了将水位压到转轮以下某一位置并保持。
从高压气罐到转轮室的气管路设置一个大通径的空气阀，还要并联一个较小通径的空气阀。
大通径的空气阀作为主要充气阀门，实现水位快速下降。
当水位下降到要求高度时，关闭充气阀门。
为补充因转轮密封等处的漏气，需要打开小通径的阀门补气。
通过水位监测自动控制补气阀门的开关实现水位稳定在转轮下某一范围内，确保水泵成功启动。
充气压水步骤完成后，即可启动SFC拖动机组到额度转速。
3、排气造压
当机组转速达到额定转速并且同期并网成功之后，SFC退出并停机。
水泵工况启动流程就进入排气造压过程。
首先关闭补气阀门，然后打开排气阀门将转轮下空气通过排气管路排往排水廊道。
当空气被排尽就进入造压过程。
排气造压为整个水泵工况启动流程最重要的步骤，关系水泵能否成功启动抽水。
此过程也是启动过程中最恶劣的过程，因为过程中机组会产生较大振动。
水泵轮在混有空气的水中转动是产生振动的主要原因，因此判断空气是否排尽就非常重要。
当空气完全排尽才能关闭排气阀，才能保证造压顺利进行。
判断空气是否排尽的通常做法是根据转轮下水位高度决定，当转轮最高位液位开关闭合后再增加适当延时时间，即认为空气已经排尽，然后关闭排气阀门进入造压过程。
水泵的固有特性决定了大型水泵在开始抽水之前泵轮出口要承受一定的水压，该水压使水泵开始抽水时电动机电能平稳地转化为机械能。
否则功率突增不仅会使电动机承受较大的电流，还会使水泵轮产生巨大的机械振动带来机械损害的可能。
保持水压的水位专业上称其为异常低扬程水位。
水泵安全启动的一个条件就是出口水位不低于异常低扬程水位。
保持异常低扬程的措施就是在水泵出口设置阀门等措施，而抽水蓄能机组用水轮机的导水机构导叶充当此措施。
在水泵造压之前关闭导叶，使出水管道封闭一定的水位不低于异常低扬程。
要使水泵能在打开导叶的瞬间实现成功抽水，而不会导致水倒流的前提条件就是水泵轮与导叶之间的压力要高于导叶后出水管道异常低扬程产生的水压。
使水泵轮与导叶间压力升高的过程就是造压过程。
实际上当排气阀门关闭后，造压过程在很短时间内即完成。
当监测到水泵轮与导叶之间的压力高于某一压力值，即可打开导叶实现抽水。
随着导叶逐渐打开直到最大开度，水泵轮输出的机械能逐渐达到最大。
4、实例分析
以下以国内某抽水蓄能电站水泵启动过程中各参数变化趋势图进一步说明水泵工况启动过程。
趋势图中（水泵轮水位，右坐标）曲线在80秒左右迅速下降表明该过程为充气压水过程。
该水位在水泵启动过程中一直保持在相对固定的位置。
然后（机组转速，左坐标）曲线表示机组转速从零逐渐升高的额定转速。
该过程表示机组在SFC的拖动下达到额定转速。
在460秒左右开始打开排气阀门排气，水泵轮水位迅速下降，同时泵轮与导叶间压力迅速升高，此时（有功功率，左坐标）曲线也增加，经过大约20秒的延时认为造压成功，接着快速打开导叶。
随着消耗有功功率的迅速增加表明水泵工况启动成功。
5、总结
综上所述，水泵工况启动流程总结如下。
首先机组在静止状态进入充气压水过程。
第二，机组启动过程。
SFC拖动机组从零转速到额定转速并同期并网，机组同期并网完成即可停止SFC。
第三，排气充水过程。
关闭保持水位的那个充气阀门，打开排气阀门使水泵轮重新浸入水中。
当空气排尽立即关闭排气阀门，进入造压过程。
第四，造压过程。
水泵轮在水中转动使泵轮与阀门之间的压力迅速升高，当压力高于设定值表明造压成功，可以打开阀门抽水。
在实际操作过程中，判断造压成功的条件不只是压力，也有的机组用电动机消耗有功功率来判断。
压力升高的过程实质上也反映电动机消耗有功功率的升高，两者意义一样。