电站水泵工况比转速和比速系数的初步选择
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［ 摘 要］ 文 中在介绍 了荒沟抽 水蓄能 电站水 泵水轮机水 泵工 况比转速 及 比速 系 数 初步 选择 的
相 关 内容 的基 础上 ， 经 分析 ： 同时综合考 虑该 电站 工程投 资、 机组埋入 深度 对厂房 开挖 量的影 响、 水 泵水轮机 制造难度 等 多种 因素 ， 并在 保证机 组安全稳 定运行 的前提 下 ， 初步 选择 该电站
难度 、 设 计 水平 的限 制 ， 选 择过 高 的 比转 速 会 使 机
反 映 了转轮 的尺寸 、 形状 、 流道过流能 力、 空化性
能 和 能 量 指 标 。 选 择 较 高 的 比转 速 就 意 味 着机 组
・
组空化性能恶化 ， 从而要求加大吸 出高度 ， 导致厂 房埋入深度 的增加 ， 进而增加厂房开挖量 ， 加大工
２ Ｏ ・
２ ０ １ ５ 年第 ５ 期
东北水利水 电
规ห้องสมุดไป่ตู้设计
表 ３ 国 内外已经投运 的 ３ Ｏ ５ ０ ０ ｍ水 头段
水泵 水轮机 比转速和 比速系数表
程投资 ，同时也将对机 组运行稳定性带来不利 的 影响。 所以， 必须根据 电站的具体情况和水泵 水轮
机制造技术 的发展水平来确定 比转速 。 为了表达水泵水轮机参 数的水平 ，通 常用水
规划设计
［ 文章编号 ］ １ ０ ０ ２ －０ ６ ２ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ －０ ０ ２ ０ －０ ２
东北水利水 电
２ ０ １ ５ 年第 ５ 期
电站水泵工况比转速和比速系数的初步选择
李永恒 ， 马经童 ， 李 哲， 门 飞
（ 中水东 北 勘测 设计 研 究 有 限责 任公 司 ， 吉林 长 春 １ ３ ０ ０ ２ １ ）
小 仓 电站 达到 ４ １ ５ ９ ， 国 内广 蓄一 期 达约 ３ ９ ６ ９ 。
该 电站下水库为不完全 多年 调节的莲花水 电 站水库 ， 考虑其沉排砂作 用 ， 泥沙特性不要求 降低
水 泵 工 况 比转速 。 但 选 择 比转 速 时 也 应 考虑 水
泵 水 轮 机 制 造 难 度 几 埋 深 等 各 种 因 素 的 相 互 制
表４ 国外厂 商开发 的与本 电站水 头相近的 水 泵水轮机 比转速 和比速 系数表
水 泵 水 轮 机 水 泵 工 况 的 比转 速 范 围为 和相 应 的 比速 系数 范 围 。
［ 关键 词 ］ 水泵 水轮 机 ； 比转速 ； 比速 系数 ； 抽 水蓄 能电站 ［ 中图分类号］ Ｔｖ ７ ３ ４ 【 文献标识码 ］ Ｂ
表 １ 电站上水库 、 下水库 的水 位参数表 项 目名称
２１ ８ ． ６ ０
２ ２ ２ ． １ ３
下水库校核洪水位（ Ｐ － ＝ Ｏ ． １ ％）
下水库死水位
２ ０ ３ ． Ｏ ０
表 ２ 电站水头 、 扬 程及水泵水 轮机主 要参数裹
该 电站为抽水蓄能 电站 ，水轮机选 用立轴单
级 混 流可 逆 式 水泵 水 轮 机 。
２ 电站基本 参数
泵 工况 比速系数 ＝ ・ １ － １ ３ ／ ４ 来 评定。世界 各国大
型 水泵 水轮 机 的 制造 厂 商 都 致 力 于不 断 提 高 水 泵 水 轮 机 比速 系 数 的 研 究 ， 比速 系 数 值 也 越 来 越 大 。如 ７ ０年代 设 计 制 造 的单 级 混 流 可 逆 式水 泵 水
瞄名 称 国别
，
／ （ ｒ ｌ ／ ｛
）ｊ 【
轮机 的 比速系数 范围为 ＝ ２ ５ ０ ０ ￣ ３ ０ ０ ０ ， ８ ０年代 以来 值已达 ２ ９ ０ ０ ￣ ３ ８ １ ２ ， 日本东芝公司 ９ ０ 年代 提 出高水头水泵水轮机 的 值 上限为 ４ ０ ０ ０ ， 日本
约 。同时 ， 应参考国内外投运的水泵 水轮机 的相关
参 数 并 考 虑 电机 同步 转 速 的 影 响。
４ 比转 速 和 比 速 系数 的 取 值 分 析
１ ） 国 内外 已 经 投 运 的 ３ ０ ０ ～ ５ ０ ０ １ １ ＂ １ ． 水 头 段 混 流 可 逆 式 水 泵 水 轮 机 水 泵 工 况 比 转 速 和 比速 系 数 。
水库 正 常 蓄水 位
１ 引 言
荒 沟 抽 水 蓄 能 电站位 于 黑 龙 江 省 牡 丹 江 市 海 林县境内， 交通 方 便 。距 莲 花坝 址 ４ ３ ｋ ｍ。 上水 库
水 值
／ｍ
６ ５ ２ ． ５ Ｏ
位于牡丹江支流三道河子右岸 ， 无天然径流 ； 下水
库 利 用 已建 成 的莲 花 水 电站 水 库 （ 不 完全 多年 调 节） 。上 、 下水 库 水 平距 离 约 ２ ５ ０ ０ ｒ ｒ ｌ 。电站 由上 水 库、 输水系统 、 地 下厂 房 、 下水 库 、 地 面 开 关站 及 副 厂 房 系统 组 成 。输 水 系 统采 用一洞 两 机 、 共 二洞 四 机 的布置 方 式 ， 设有上、 下 游调 压 井 。 电站 总 装 机 容 量 为 ４ ｘ ３ ０ ０ ＭＷ ，建 成 后 承 担 黑 龙 江 省及 东北 电网 的调 峰 、 填谷 、 调 频和 事 故 备
用任 务 。
上水库设计洪水位（ Ｐ ０ ． ５ ％）
上水库校核洪水位（ Ｐ － ＝ Ｏ ． １ ％）
上 水 库 死水 位
６ ５ ３ ． ｏ ０
６ ５ ３ ． １ Ｏ ６ ３ ４ ． ０ ｏ ２１ ８ ． ｏ ０
下水库 正常蓄水位 下水库设计洪水位（ Ｐ －１ ＝ ％）
电站上水库 、 下水库 的水位参数见表 １电站
水头、 扬程参数见表 ２ 。
３ 选 择 比转 速和 比速 系数 的一些原则
水泵 工况 比转速 。 是水 泵水轮机 的一个重
要水 力参数 ， 代表 了水力机组的综合特性 ， 它综合
转速 的提高 ，一般来说这对于减少机 组尺寸和重
量、 提高机 组综合效 率、 减 小厂房尺寸 、 降低 工程 造价有利。但 比转速选 择也 受到水泵 水轮机制造
相 关 内容 的基 础上 ， 经 分析 ： 同时综合考 虑该 电站 工程投 资、 机组埋入 深度 对厂房 开挖 量的影 响、 水 泵水轮机 制造难度 等 多种 因素 ， 并在 保证机 组安全稳 定运行 的前提 下 ， 初步 选择 该电站
难度 、 设 计 水平 的限 制 ， 选 择过 高 的 比转 速 会 使 机
反 映 了转轮 的尺寸 、 形状 、 流道过流能 力、 空化性
能 和 能 量 指 标 。 选 择 较 高 的 比转 速 就 意 味 着机 组
・
组空化性能恶化 ， 从而要求加大吸 出高度 ， 导致厂 房埋入深度 的增加 ， 进而增加厂房开挖量 ， 加大工
２ Ｏ ・
２ ０ １ ５ 年第 ５ 期
东北水利水 电
规ห้องสมุดไป่ตู้设计
表 ３ 国 内外已经投运 的 ３ Ｏ ５ ０ ０ ｍ水 头段
水泵 水轮机 比转速和 比速系数表
程投资 ，同时也将对机 组运行稳定性带来不利 的 影响。 所以， 必须根据 电站的具体情况和水泵 水轮
机制造技术 的发展水平来确定 比转速 。 为了表达水泵水轮机参 数的水平 ，通 常用水
规划设计
［ 文章编号 ］ １ ０ ０ ２ －０ ６ ２ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ －０ ０ ２ ０ －０ ２
东北水利水 电
２ ０ １ ５ 年第 ５ 期
电站水泵工况比转速和比速系数的初步选择
李永恒 ， 马经童 ， 李 哲， 门 飞
（ 中水东 北 勘测 设计 研 究 有 限责 任公 司 ， 吉林 长 春 １ ３ ０ ０ ２ １ ）
小 仓 电站 达到 ４ １ ５ ９ ， 国 内广 蓄一 期 达约 ３ ９ ６ ９ 。
该 电站下水库为不完全 多年 调节的莲花水 电 站水库 ， 考虑其沉排砂作 用 ， 泥沙特性不要求 降低
水 泵 工 况 比转速 。 但 选 择 比转 速 时 也 应 考虑 水
泵 水 轮 机 制 造 难 度 几 埋 深 等 各 种 因 素 的 相 互 制
表４ 国外厂 商开发 的与本 电站水 头相近的 水 泵水轮机 比转速 和比速 系数表
水 泵 水 轮 机 水 泵 工 况 的 比转 速 范 围为 和相 应 的 比速 系数 范 围 。
［ 关键 词 ］ 水泵 水轮 机 ； 比转速 ； 比速 系数 ； 抽 水蓄 能电站 ［ 中图分类号］ Ｔｖ ７ ３ ４ 【 文献标识码 ］ Ｂ
表 １ 电站上水库 、 下水库 的水 位参数表 项 目名称
２１ ８ ． ６ ０
２ ２ ２ ． １ ３
下水库校核洪水位（ Ｐ － ＝ Ｏ ． １ ％）
下水库死水位
２ ０ ３ ． Ｏ ０
表 ２ 电站水头 、 扬 程及水泵水 轮机主 要参数裹
该 电站为抽水蓄能 电站 ，水轮机选 用立轴单
级 混 流可 逆 式 水泵 水 轮 机 。
２ 电站基本 参数
泵 工况 比速系数 ＝ ・ １ － １ ３ ／ ４ 来 评定。世界 各国大
型 水泵 水轮 机 的 制造 厂 商 都 致 力 于不 断 提 高 水 泵 水 轮 机 比速 系 数 的 研 究 ， 比速 系 数 值 也 越 来 越 大 。如 ７ ０年代 设 计 制 造 的单 级 混 流 可 逆 式水 泵 水
瞄名 称 国别
，
／ （ ｒ ｌ ／ ｛
）ｊ 【
轮机 的 比速系数 范围为 ＝ ２ ５ ０ ０ ￣ ３ ０ ０ ０ ， ８ ０年代 以来 值已达 ２ ９ ０ ０ ￣ ３ ８ １ ２ ， 日本东芝公司 ９ ０ 年代 提 出高水头水泵水轮机 的 值 上限为 ４ ０ ０ ０ ， 日本
约 。同时 ， 应参考国内外投运的水泵 水轮机 的相关
参 数 并 考 虑 电机 同步 转 速 的 影 响。
４ 比转 速 和 比 速 系数 的 取 值 分 析
１ ） 国 内外 已 经 投 运 的 ３ ０ ０ ～ ５ ０ ０ １ １ ＂ １ ． 水 头 段 混 流 可 逆 式 水 泵 水 轮 机 水 泵 工 况 比 转 速 和 比速 系 数 。
水库 正 常 蓄水 位
１ 引 言
荒 沟 抽 水 蓄 能 电站位 于 黑 龙 江 省 牡 丹 江 市 海 林县境内， 交通 方 便 。距 莲 花坝 址 ４ ３ ｋ ｍ。 上水 库
水 值
／ｍ
６ ５ ２ ． ５ Ｏ
位于牡丹江支流三道河子右岸 ， 无天然径流 ； 下水
库 利 用 已建 成 的莲 花 水 电站 水 库 （ 不 完全 多年 调 节） 。上 、 下水 库 水 平距 离 约 ２ ５ ０ ０ ｒ ｒ ｌ 。电站 由上 水 库、 输水系统 、 地 下厂 房 、 下水 库 、 地 面 开 关站 及 副 厂 房 系统 组 成 。输 水 系 统采 用一洞 两 机 、 共 二洞 四 机 的布置 方 式 ， 设有上、 下 游调 压 井 。 电站 总 装 机 容 量 为 ４ ｘ ３ ０ ０ ＭＷ ，建 成 后 承 担 黑 龙 江 省及 东北 电网 的调 峰 、 填谷 、 调 频和 事 故 备
用任 务 。
上水库设计洪水位（ Ｐ ０ ． ５ ％）
上水库校核洪水位（ Ｐ － ＝ Ｏ ． １ ％）
上 水 库 死水 位
６ ５ ３ ． ｏ ０
６ ５ ３ ． １ Ｏ ６ ３ ４ ． ０ ｏ ２１ ８ ． ｏ ０
下水库 正常蓄水位 下水库设计洪水位（ Ｐ －１ ＝ ％）
电站上水库 、 下水库 的水位参数见表 １电站
水头、 扬程参数见表 ２ 。
３ 选 择 比转 速和 比速 系数 的一些原则
水泵 工况 比转速 。 是水 泵水轮机 的一个重
要水 力参数 ， 代表 了水力机组的综合特性 ， 它综合
转速 的提高 ，一般来说这对于减少机 组尺寸和重
量、 提高机 组综合效 率、 减 小厂房尺寸 、 降低 工程 造价有利。但 比转速选 择也 受到水泵 水轮机制造