陶迎新，任青旭

（辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司运维检修部，辽宁省 丹东市 118216）

蒲石河抽水蓄能电站水泵水轮机效率试验分析

陶迎新，任青旭

（辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司运维检修部，辽宁省 丹东市 118216）

辽宁蒲石河抽水蓄能电站2号机组为哈尔滨电机厂有限责任公司生产制造，采用现场安装的超声波流量计来测量水轮机流量，验证2号机组水泵水轮机效率特性，通过数据分析，指导水轮发电机组经济运行，同时对其他抽水蓄能机组有借鉴意义。

水泵水轮机；效率；试验

0 引言

辽宁蒲石河抽水蓄能电站位于辽宁省宽甸满族自治县境内，距丹东市约60km，为东北地区第一座大型纯抽水蓄能电站，总装机容量1200MW（4×300 MW），2012年9月4台机组全部投产发电，在东北电网中担任调峰、填谷、调频和事故备用。

1 水泵水轮机技术参数

水泵水轮机型式：立轴、单级、混流可逆

型号：HLN143-LJ-437

额定功率：306.12MW 额定流量：80.1m3/s

额定转速：333.3r/min 最大输入功率：322MW

设计水头：Hp=308m 最大水头：Hmax=329.7m

最小水头：Hmin=287.9m 最大扬程：333.6m

最小扬程：295.6m 最优效率点动扬程：324.8m

转轮直径：4.565m 吸出高度：-64m

2 水泵水轮机效率试验目的

鉴定2号水泵—水轮机效率特性；鉴定水泵—水轮机试验水头下的最大出力；率定蜗壳流量计系数。

3 试验方法

水轮机的效率试验采用绝对法进行。流量采用现场超声波流量计测量，其他的主要测量参数包括：发电机/电动机的有功功率、功率因数、蜗壳压差、水轮机的进口压力、尾水管出口压力、导叶开度、机组频率等，其测量均采用相应传感器，通过转换装置输入GMH550 水轮发电机组综合试验系统，试验时由微机发出测试指令，对测量参数进行同步采集，并在试验中人工监测上、下游水位数据，以确定电站水头及引水系统水头损失情况。效率试验测点布置如图1所示。

本次研究中，实验组手术时间、术中出血量少于参照组，在手术后置管时间与住院时间也要少于参照组，组间数据进行对比，差异有统计学意义（P＜0.05）。在术后并发症与治疗效果方面，实验组均好于参照组，组间数据差异有统计学意义（P＜0.05）。

4 试验工况及调整要求

试验工况按照150MW、180MW、210MW、240MW、255MW、270MW、285MW、300MW、285MW、270MW、255MW、240MW、210MW、180MW、150MW有功负荷工况进行，先依次递增，再依次递减，导叶开度采用手动，为克服机械死行程对测试精度的影响，试验过程中导叶开度以单方向调整，避免超调后再回调。每次调整试验工况时，要求该工况在稳定后，再进行下一工况试验。试验时，功率变化不应超过平均功率值的±1.5%，转速的变化不应超过平均转速值的±0.5%，发电机的功率因数应尽可能保持为1，试验全过程中水头尽量保持稳定，其偏差不超过平均水头的±1.0%。

图1 效率试验测点布置简图

5 水轮机效率试验结果

水轮机效率试验成果包括水泵水轮机效率试验数据表（见表1、表2）、与水轮机效率试验相关的各种关系特性曲线（见图2～图7）。效率总不确定度误差为1.66%，水轮机最高效率在三个试验水头下均满足合同要求。

图2 上库水位377m时水轮机效率特性曲线

图3 上库水位377m时水轮发电机组效率特性曲线

图4 上库水位377m时率定后的水轮机流量与蜗壳压差平方根曲线

图5 上库水位377m时水轮机最优导叶开度特性曲线

图6 上库水位377m时水轮机流量特性曲线

表2 蒲石河抽水蓄能电站2号水泵效率试验数据表

图7 上库水位377m时引水系统水头损失与流量的关系曲线

图8 上库水位377m时耗水率特性曲线

（3）在上游水位为371m、382m、391m时，测得的水泵工况的最大扬程为309.36m、321.61m、330.64m，水泵流量分别为94.3m3/s、89.2m3/s、85.5m3/s，相应的电动机功率为-305.84MW、-300.73MW、-296.6MW，若电动机效率按模型效率考虑，得出水泵最高效率为94.48%、94.49%、94.41%。水泵克服的水头损失为2.9m、3.15m、2.38m。在三个试验水头下，水泵最高效率均满足合同要求。

（4）水轮机的蜗壳流量计率定系数K值为12.591，水轮机流量可按Q=12.591计算（式中Q为水轮机流量，单位为m3/s；为蜗壳压差，单位为mH2O。蜗壳流量计率定常数值的不确定度为±1.7%，率定的K值是可信的，电站将来可以按率定的K值和测定的蜗壳压差值求取水轮机过水流量，从而指导水轮发电机组经济运行。

6 结论

2号水泵水轮机效率试验采用现场安装的超声波流量计来测量水轮机流量，试验结论如下：

（2）在上库水位为377m、380m、391m时，发电机效率按模型效率考虑，实测得到的水轮机最高效率分别为94.18%、93.73%、94.79%；在三个试验水头下，水轮机最大导叶开度分别为84.4%、83.89%、77.5%，发电机最大负荷分别为300.82MW、300.02MW、308.79MW，水轮机最低耗水率分别为1.28m3/kWh、1.27m3/kWh、1.21m3/kWh，最大水头损失分别为3.36m、3.62m、3.03m。

[1]林恺，谭叔楠.惠州抽水蓄能机组水泵水轮机性能试验.东方电气评论，2005，2（6）.

[2]黄波，天海平，等，超声波测流在水轮机效率试验中的应用.湖南电力，2014，（1）.

[3]赵克俭.莲花电站1号水轮机效率试验技术报告，大电机技术.2000，2，（28）.

陶迎新（1982—），男，工程师，主要研究方向：水机专业技术管理。E-mail：yingxin-tao@sgxy.sgcc.com.cn

任青旭（1987—），男，助理工程师，主要研究方向：水轮机组维护、检修。E-mail：qingxu-ren@sgxy.sgcc.com.cn

Analysis of Power Plant Pump Turbine Efficiency Test Pushihepumped Storagepower

TAO Yingxin，REN Qingxu
（Liaoning Pushihe Pumped Storage Co.，Ltd.Dandong 118216，China）

Pushihe pumped storage power station Unit 2 is producted by Harbin Electrical Machinery Co., Ltd.The flow of hydraulic turbine is measured by using the ultrasonic flow meter installed on the spot, in order to verify the efficiency characteristics of pump turbine of unit 2.Through the data analysis, the economic operation of hydroelectric generating set can be guided, while the other pumped storage units can draw lessons from a meaning.

pump turbine; efficiency; test