天荒坪抽水蓄能电站水泵水轮机“S”形特性及其对策

天荒坪抽水蓄能电站水泵水轮机为高水头、大容量、高转速、单级单转速双向旋转的混流可逆式机型,其全特性曲线中存在明显的“S”形区域。经现场调试知,当机组在低水头发电空载运行时,极易进入“S”形特性区域,造成机组并网困难、逆功率或甩负荷后不能达到空载稳态。当采用导叶不同步预开装置(MGV装置)后,基本解决了此类问题,增强了机组的运行稳定性。

非同步导叶在水泵水轮机的应用

针对河北张河湾蓄能发电有限责任公司水泵水轮机模型试验全特性曲线中出现明显的"S"形区域的情况,提出采取加装非同步导叶的处理措施,对非同步导叶的调试过程,系统的原理、组成和控制逻辑进行分析,提出加装非同步导叶启动后机组运行注意事项。

水轮机工况下的水泵水轮机静态稳定

S区是水泵水轮机与常规水轮机转轮主要的差异,是导致水泵水轮机稳定性问题的主要因素之一。本文从单位流量Q11、单位力矩T11和单位转速n11基本定义出发,分别导出了全特性曲线上单位流量Q11与单位力矩T11对单位转速n11的导数,根据单位流量Q11与单位力矩T11的微分特征,结合定导叶开度情况下水轮机工况流量Q-工作水头H和反水泵工况流量Q-工作扬程H特性曲线,分别获得了水轮机工况和反水泵工况机组稳定运行需满足的条件。采用静态稳定理论获得了水泵水轮机在水轮机工况和反水泵工况稳定运行时工作水头/扬程扰动量所满足的关系,在此基础上给出了水轮机稳定运行需满足的条件并定义了S区。研究结果为建立水泵水轮机在水轮机工况的稳定运行区提供了技术支撑。