[科普中国]-潘家口抽水蓄能电站

简介

潘家口抽水蓄能电站是混合式抽水蓄能电站，位于河北省迁西县潵河桥镇上游10 km处滦河干流上。电站设计总装机容量420MW，多年平均年发电量5.64亿k·h，其中，天然径流发电量3.56亿kW·h，抽水蓄能电量2. 08亿kW·h。电站用220 kV输电线路向京津唐电力系统供电，起削峰填谷作用，每年发电1411 h，抽水1071h。潘家口水利枢纽还是天津市、唐山地区城市生活及工农业供水的主要水源之一，并兼有防洪效益。工程分两期建设，一期工程包括主坝、副坝、坝后式厂房及1台常规机组;二期工程包括3台抽水蓄能机组、下水库低坝、下水库电站及相应设施。一期工程于1975年初月开工，常规机组于1981年投产。二期工程于1984年动工。3台抽水蓄能机组均于1992年末投入运行。

工程由天津勘测设计研究院设计，武警水电一支队施工1。

上水库和下水库上水库为潘家口水库。坝址以上流域面积3.37万km，多年平均年径流量24.5亿m³。水库校核洪水位227.0 m，相应库容29.3亿m³;最高蓄水位224.7m，相应库容22.45亿m³，正常蓄水位222m，相应库容20.62亿m³;死水位180m，相应库容3.3亿m³。为多年调节水库。主坝按千年一遇洪水设计，洪峰流量40400m³/s,按五千年一遇洪水标准校核，洪峰流量54500m³/s。主坝为混凝土宽缝重力坝，最大坝高107.5 m,坝顶长1039.11m，坝顶高程230.5m。溢流坝段设18孔溢洪孔，用弧形闸门控制，尺寸为15m×15m，千年一遇洪水时，下泄33600m³/s。此外，底孔坝段还设置了4个探式泄水孔，孔口尺寸为4m×6m，用弧形闸门控制。

在主坝下游5.5 km处建混凝土重力坝，壅高尾水位，形成下水库。最大坝高28.5m，坝顶长1098m。设有20孔溢洪闸及20孔无阿溢洪坝段。正常蓄水位144.0m。最低水位139.0m，调节库容1000万m³，死库容452万m³，。水位150m时，总库容3168万m³，。按五十年一遇洪水设计，五百年一遇洪水校核，最大泄洪能力为28000m³/s2。

厂房主厂房为坝后式厂房，长128m，宽26.2m，高31.7m。内装单机容量为150MW的常规混流式水轮发电机组1台和单机容量为90MW的可逆式抽水蓄能机组3台。用坝内埋设的单元压力钢管引水。两种机组所用管径分别为7.5m和5.6m ,管长分别为85.836m和91.331 m。进水口设快速闸门。

下水库坝左侧建有1座河床式厂房，长45m，宽49.53m，高20.5m。内装2台单机容量为5 MW的灯泡式贯流机组。

抽水蓄能机组混流可逆式水泵水轮机，转轮直径5.53m。水泵工况川两种转速运行:扬程为65.1~85. 7m时，转速为142.86r/min;扬程为36~66.4m时，转速为125r/min。扬程70.11时，流量119.5m³/s，输入功率89.050MW;扬程54m时，流量103.9 m³/s，输入功率59.7MW。水轮机工况:最大水头85m时，出力100MW；额定水头71.6m时，出力90MW,流量145.4 m³/s;最小水头36m时，出力26. 95MW。机组比转速180m·kW,最大飞逸转速245r/min。

发电电动机为两种同步转速的变极电机。发电机运行时额定功率91MW，电机效率98.05%。电动机运行;42极时输入功率96 MW，转速142.8r/min; 48极时输入功率59.5MW，转速125r/min。

采用自并激静止式励磁。采用电气液压调速器，油压5MPa。除常规自动化元件外，还装有主轴摆动仪、顶盖水平和垂直振动仪、水轮机主轴密封块磨损检测仪、油箱内混水报警器、下机架变形仪和发电机组冷却排水管自动调节阀等。

为水泵起动，装有1组60MW变频器。当水头在60m以下时，变频器可带1台机组在水泵及水轮机工况做变速运行。由于应用变频器，使低水头段机组总效率由59%增加到77%，因而使电站的替代工作容量提高15%,同时改善了机组汽蚀和振动条件，达到安全稳定运行要求。

每台机组配1台三相变压器，额定容量100MV·A，电压变比为220±11×1.4% kV/13.8kV，采用高压侧有载调压开关。变压器按特殊要求设计，以满足带变频器变速运行的要求3。