抽水蓄能機組“S”特性對穩定性影響研究

（1南京南瑞集團公司 南京 211106；2華東宜興抽水蓄能有限公司 宜興 214205

3河海大學 江蘇 南京 210098 ）

[摘 要] 抽水蓄能技術的核心問題在于可逆式機組的“S”特性，“S”特性對機組正常工況運行以及過渡工況運行的穩定性起著決定性的作用。本文從抽水蓄能機組轉輪“S”特性機理出發，揭示“S”特性對機組開機啟動方式、正常運行穩定性以及甩負荷工況壓力脈動變化規律的影響，對蓄能機組的選型設計有借鑒意義。

[關鍵詞] 抽水蓄能機組 “S”特性 水力阻抗 壓力脈動

1 引言

抽水蓄能機組的“S”特性是影響機組運行穩定性的關鍵因素，該區域內機組在同一單位轉速下對應三種不同單位流量，這種正負流量的相互轉換會導致正反向轉矩的產生，極易造成機組構件的破壞[4]。在轉輪“S”特性區水流流態十分紊亂，紊流引發的壓力脈動是產生機組振動的重要原因之一，特別對于結構強度較低的大型機組，嚴重時可導致機組構件疲勞性破壞以及尾水流道內汽蝕，威脅機組的安全穩定運行。因此，研究轉輪“S”區壓力脈動特性以及機組振動穩定性，不僅有助于機組安全穩定運行，還可對可逆式機組選型設計提供建議。

針對可逆式機組的壓力脈動問題，不少學者做過研究。錢忠東等人[1]分別采用不同模型對模型水輪機全流道內的三維非定常湍流進行了數值模擬，通過分析導水機構及尾水管壓力脈動的特征，得到模擬壓力脈動的較優模型。劉樹紅等人[2]利用SST k-ω湍流模型開展了水泵水輪機在水輪機工況下不同位置的壓力脈動的研究。……