[科普中國]-潘家口抽水蓄能電站

簡介

潘家口抽水蓄能電站是混合式抽水蓄能電站，位于河北省遷西縣潵河橋鎮(zhèn)上游10 km處灤河干流上。電站設(shè)計總裝機容量420MW，多年平均年發(fā)電量5.64億k·h，其中，天然徑流發(fā)電量3.56億kW·h，抽水蓄能電量2. 08億kW·h。電站用220 kV輸電線路向京津唐電力系統(tǒng)供電，起削峰填谷作用，每年發(fā)電1411 h，抽水1071h。潘家口水利樞紐還是天津市、唐山地區(qū)城市生活及工農(nóng)業(yè)供水的主要水源之一，并兼有防洪效益。工程分兩期建設(shè)，一期工程包括主壩、副壩、壩后式廠房及1臺常規(guī)機組;二期工程包括3臺抽水蓄能機組、下水庫低壩、下水庫電站及相應(yīng)設(shè)施。一期工程于1975年初月開工，常規(guī)機組于1981年投產(chǎn)。二期工程于1984年動工。3臺抽水蓄能機組均于1992年末投入運行。

工程由天津勘測設(shè)計研究院設(shè)計，武警水電一支隊施工1。

上水庫和下水庫上水庫為潘家口水庫。壩址以上流域面積3.37萬km，多年平均年徑流量24.5億m3。水庫校核洪水位227.0 m，相應(yīng)庫容29.3億m3;最高蓄水位224.7m，相應(yīng)庫容22.45億m3，正常蓄水位222m，相應(yīng)庫容20.62億m3;死水位180m，相應(yīng)庫容3.3億m3。為多年調(diào)節(jié)水庫。主壩按千年一遇洪水設(shè)計，洪峰流量40400m3/s,按五千年一遇洪水標準校核，洪峰流量54500m3/s。主壩為混凝土寬縫重力壩，最大壩高107.5 m,壩頂長1039.11m，壩頂高程230.5m。溢流壩段設(shè)18孔溢洪孔，用弧形閘門控制，尺寸為15m×15m，千年一遇洪水時，下泄33600m3/s。此外，底孔壩段還設(shè)置了4個探式泄水孔，孔口尺寸為4m×6m，用弧形閘門控制。

在主壩下游5.5 km處建混凝土重力壩，壅高尾水位，形成下水庫。最大壩高28.5m，壩頂長1098m。設(shè)有20孔溢洪閘及20孔無阿溢洪壩段。正常蓄水位144.0m。最低水位139.0m，調(diào)節(jié)庫容1000萬m3，死庫容452萬m3，。水位150m時，總庫容3168萬m3，。按五十年一遇洪水設(shè)計，五百年一遇洪水校核，最大泄洪能力為28000m3/s2。

廠房主廠房為壩后式廠房，長128m，寬26.2m，高31.7m。內(nèi)裝單機容量為150MW的常規(guī)混流式水輪發(fā)電機組1臺和單機容量為90MW的可逆式抽水蓄能機組3臺。用壩內(nèi)埋設(shè)的單元壓力鋼管引水。兩種機組所用管徑分別為7.5m和5.6m ,管長分別為85.836m和91.331 m。進水口設(shè)快速閘門。

下水庫壩左側(cè)建有1座河床式廠房，長45m，寬49.53m，高20.5m。內(nèi)裝2臺單機容量為5 MW的燈泡式貫流機組。

抽水蓄能機組混流可逆式水泵水輪機，轉(zhuǎn)輪直徑5.53m。水泵工況川兩種轉(zhuǎn)速運行:揚程為65.1~85. 7m時，轉(zhuǎn)速為142.86r/min;揚程為36~66.4m時，轉(zhuǎn)速為125r/min。揚程70.11時，流量119.5m3/s，輸入功率89.050MW;揚程54m時，流量103.9 m3/s，輸入功率59.7MW。水輪機工況:最大水頭85m時，出力100MW；額定水頭71.6m時，出力90MW,流量145.4 m3/s;最小水頭36m時，出力26. 95MW。機組比轉(zhuǎn)速180m·kW,最大飛逸轉(zhuǎn)速245r/min。

發(fā)電電動機為兩種同步轉(zhuǎn)速的變極電機。發(fā)電機運行時額定功率91MW，電機效率98.05%。電動機運行;42極時輸入功率96 MW，轉(zhuǎn)速142.8r/min; 48極時輸入功率59.5MW，轉(zhuǎn)速125r/min。

采用自并激靜止式勵磁。采用電氣液壓調(diào)速器，油壓5MPa。除常規(guī)自動化元件外，還裝有主軸擺動儀、頂蓋水平和垂直振動儀、水輪機主軸密封塊磨損檢測儀、油箱內(nèi)混水報警器、下機架變形儀和發(fā)電機組冷卻排水管自動調(diào)節(jié)閥等。

為水泵起動，裝有1組60MW變頻器。當水頭在60m以下時，變頻器可帶1臺機組在水泵及水輪機工況做變速運行。由于應(yīng)用變頻器，使低水頭段機組總效率由59%增加到77%，因而使電站的替代工作容量提高15%,同時改善了機組汽蝕和振動條件，達到安全穩(wěn)定運行要求。

每臺機組配1臺三相變壓器，額定容量100MV·A，電壓變比為220±11×1.4% kV/13.8kV，采用高壓側(cè)有載調(diào)壓開關(guān)。變壓器按特殊要求設(shè)計，以滿足帶變頻器變速運行的要求3。