可逆式抽水蓄能机组与厂房

可逆式抽水蓄能机组与厂房Reversible Unit and Underground Hydropower House 本节介绍可逆式（两机式）抽水蓄能电站，二级可逆式水泵水轮机机组与抽水蓄能电站地下厂房。

二机可逆式水泵水轮机机组

可逆式（两机式）抽水蓄能电站由一台水泵水轮机与一台电动发电机组成，组成的机组称为二机可逆式水泵水轮机机组，电动发电机在上方，水泵水轮机在下方，二机轴通过联轴器连接，见图1。

图1 二机可逆式水泵水轮机机组

由于抽水蓄能电站基本都采用高水头（400m以上）工作方式，故水泵水轮机都是混流式水泵水轮机。图中水泵水轮机为单级，只有一个转轮，目前单级水泵水轮机的工作水头最高可达800m，一般混流式水泵水轮机工作范围在500m左右。

多级可逆水泵水轮机

对于超过800m的抽水蓄能电站的混流式水泵水轮机要采用多级水泵水轮机，多级水泵水轮机相当于多个单级水泵水轮机串联使用，相邻二级水泵水轮机之间用水道连接，所有转轮共用一根转轴，图2是二级水泵水轮机的结构示意图。

图2 二级可逆式水泵水轮机

两个转轮共用一根转轴，转轴下端安装在推力轴承上，推力轴承承担转轮的重量与水的推力，转轴上端有导轴承，防止转轴晃动。每个转轮有一套导水系统，由各自的接力器驱动。

多级水泵水轮机一般按每级200m至300m设计，目前已有4至6级的多级水泵水轮机工作水头达1000m至1400m。多级水泵水轮机很难在每级转轮安装导水机构，采用无导水机构结构，无导水机构结构对抽水无影响，但作水轮机运行时无法进行调节会使效率下降。

在图3中用浅蓝色箭头线表示在水轮机工况时的水流方向，在抽水工况时则相反。水轮机工况时顺时针旋转（顶视），抽水工况时反时针旋转（顶视）。

图3 二级可逆式水泵水轮机水流向图

抽水蓄能电站地下厂房

为了防止空化，水泵水轮机机组要安装在下水库水面以下的地方。抽水蓄能机组的淹没深度大于普通水轮机组，一般为50m 至60m，例如广州抽水蓄能的淹没深度为70m，所以抽水蓄能电站多采用地下厂房。条件许可时采用中部式布置，把地下厂房建在上水库与下水库中间，可减小到上水库压力管道的长度，节省投资。图4是抽水蓄能电站地下厂房示意图。

图4 抽水蓄能电站地下厂房

主厂房一般并列几台抽水蓄能机组，图中表示仅有一台机组的厂房横剖面布置状况，安装有二机二级可逆式水泵水轮机机组，包括二级水泵水轮机，电动发电机，球阀等主要设备，整个电站厂房挖掘后用钢筋混凝土浇筑成。进水主阀采用球阀，球阀可用于高水压工作环境，球阀除了应对故障与检修要关闭外，在启停时关闭主阀可缩短启动时间，在运行时调节主阀开度可辅助机组的变功率运行。

除了水轮机工况时需要的调速系统外，大型电动发电机的启动系统是抽水蓄能电站不可少的，目前变频启动方式在大型机组得到广泛应用，不但能平稳的启动电机旋转，还可调节转速，使水泵根据需要运行在最佳状态。

厂房的压缩空气系统由空气压缩装置、管道系统和测量控制三部分组成，压缩空气主要用于液压系统油罐充气与转轮室压水用气。转轮室压水使转轮露出水面，减小电机启动时的阻力。厂房的液压系统提供球阀、接力器等驱动机构所需的动力。

厂房还要安装润滑油路系统、辅助供排水系统、厂房供电力设备等，在图中下方的混凝土空格中安装这些设备。

电厂的主变压器与开关站安装在主厂房旁的洞室内，电厂的控制室也设在主厂房旁的洞室内，这些就没在图中表示。

图5是二机二级可逆水泵水轮机机组的剖面图，较清楚的表

现了机组的结构与布置。

图5 二机二级可逆水泵水轮机机组