抽水蓄能电站和常规大水电站10大区别

百科   其他   2025-01-03 08:57   广东  

常规大水电机组与抽水蓄能主要功能上一样,即水轮机和水泵水轮机,常规大水机是发电,泵水轮机抽水兼发电。形式上常规水机有贯流式、轴流式、冲击式、混流式,抽水蓄能大多是混流式。主要区别如下: 

(1)大水机的吸出高度最多也就是负十几米,而抽水蓄能电站一般在几十米,甚至有超过100米的。常规水电一般没有自流排水洞,很多是地面厂房,抽水蓄能电站较多设有自流排水,往往是地下厂房。

(2)水力开发和常规机不一样,活动导叶、固定导叶不一样,叶片形状也要照顾双向流态。 转轮结构不一样,多了排气孔,抽水蓄能机组一般水头较高,因此转轮更趋于扁平。 主轴、主轴密封、导水机构在结构上没有太大区别。

(3)抽蓄设有充气压水,回水排气等管路及控制阀门。而常规机一般没有调相要求,因此没有上述管路。 也有部分常规水电有调相功能,常规水电压水调相这主要是充气压水和回水排气的设置方式,管径的匹配,主轴中心孔补气的形式,在调相过程中怎么保证不漏气。比如有厂家设计补气阀是负压开启的,调相过程一直是正压,就一直处于关闭状态。

(4)抽水蓄能和高水头混流蜗壳一般采用保压浇筑,而常规低水头混流大水电一般采用弹性垫层方式浇筑混凝土。一般国外混流机组保压浇筑要相对多些,国内都比较少了。

(5)发电机抽蓄转子考虑高速双向反复启停疲劳等,带来的转动部件疲劳失效问题突出,定子设计也会考虑适当增大余量。常规大水电机组推力负荷大,轴承难度也大。额定电流大,引出线及配套件复杂。电压高,绝缘防晕难度大。

(6)通风设计,常规大发电机采用双路径向通风方式即可。抽蓄电机由于铁心长直径小的特点,常采用的通风有双路径向通风(无离心风扇,有离心风扇),强迫通风(电动风机)。

(7)抽水蓄能机组轴承双向旋转承载,只能采用中心支撑,与常规的偏心支撑很不相同,中心支撑不利于油膜建立。电机整体支撑刚强度要求也相对比较高。大水电站在运行过程中主要发电机轴承油雾问题。油雾问题是所有大水电的通病,密封问题一直解决不好,还有就是轴承尺寸大,搅拌产生油雾严重,转子负压加剧了油雾溢出,有些厂家采用喷淋轴承,应用后,从源头消除油雾产生,问题得到大幅改善。

(8)抽蓄进水阀门一般采用球阀,常规机组一般用蝶阀或筒阀,抽蓄考虑球阀与尾闸互相闭锁。进水阀抽蓄机启停都要动作,常规机进水阀几乎不关闭。

(9)设备的尺寸有很大差别,尺寸不同由此带来很多的不同,如设备的加工、埋件的安装、蜗壳混凝土的浇筑、定子叠片下线等的不同等。常规机组大水电尺寸一般较大,大部件制和运输难度大。分瓣部件工地组焊加工质量控制难度大。

(10)区别主要在电气一次,二次上,多了抽水等工况,工况转换更复杂、二次及保护相关复杂。

抽水蓄能电站可逆式泵水轮机—发电电动机组运行工况多、监控对象多、自动化元件多,更具体的区别如下:

  1. 从电站的枢纽布置来看,抽水蓄能电站有上、下两个水库。常规 水电站一般仅有一个水库。

  2. 从安装的机组来说,抽水蓄能电站有四机分置式(装有水泵和电 动机、水轮机和发电机)、三机串联式(即电动发电机,与水轮机、水 泵连结在一个直轴上)和二机可逆式(一台水泵水轮机和一台电动发电 机联结)。而常规水电站仅装有水轮机和发电机。

  3. 静态功能来说,抽水蓄能电站既能发电调峰,又能抽水填谷, 而常规水电站仅能发电调峰。从动态功能来说,抽水蓄能电站和常规 水电站均能承担调频、调相和事故备用等任务。但抽水蓄能电站在发 电或抽水过程中,均可进行调频、调相,尤其是在抽水工况调相时, 经常进相吸收无功功率。

  4. 从在电网中的地位来看,由于抽水蓄能电站具有多种功能,电网 常把它作为综合管理的工具,往往在负荷中心附近寻找有条件的站址 建设抽水蓄能电站。常规水电站受自然条件影响更大,在负荷中心附 近不是到处能找到可以开发的站址的,由于水能资源丰富的地区往往 远离负荷中心,电站建成后需远距离输送电能到用电地区。

  5. 设备和运行方面的不同

    (1)、双向旋转。由于可逆式水泵水轮机作水轮机和水泵运行时的旋转方向是相反的,因此 电动发电机也需按双向运转设计。在电气上要求电源相序随发电工况和驱动工况而转换; 同时电机本身的通风、冷却系统和轴承结构都应能适应双向旋转工作。

    (2)、需有专门启动设施。可逆式电动发电机作电动机运行时,而必须采用专门的启动设备 (SFC),从电网上启动,或采用背靠背方式各台机组间同步启动

    (3)频繁启停。抽水蓄能电站在电力系统中担任调峰填谷、调频调相及事故备用的作用, 一般每天要启停多次.

    (4) 保护配置不同。与常规水力机组相比,蓄能机组多了相序监测、低频保护、低功率保 护、逆功率保护和低频过流保护等特有的保护

    (5)运行方式不同。常规水电站最主要的功能是发电,即向电力系统提供电能。蓄能电站 不仅可以发电,还可在电网用电低谷时进行抽水,把多余的电能转化为势能储存起来。抽水蓄能机组在设计上有更强的调相功能,无论在发电工况或在抽水工况,都可以实现 调相和进相运行,并且可以在水轮机和水泵两种旋转方向进行,故其运行灵活性更大。此外,蓄能机组如果在抽水时遇电网发生重大事故,则可以由抽水工况快速转换为发电 工况,即在一两分钟内,停止抽水并以同样容量转为发电。




抽水蓄能与储能技术
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