抽水蓄能電機(jī)（三相凸極同步電機(jī)）

簡介

抽水蓄能電機(jī)　pump storage power station，electrical machine for

由于火電廠和核電站的機(jī)組只有在其額定功率附近連續(xù)運(yùn)行，才能獲得較高的運(yùn)行效率，而電網(wǎng)的負(fù)荷卻是時刻變化的，因此電力系統(tǒng)需要水電站或抽水蓄能電站來解決這種負(fù)荷的劇烈變動。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增大和火力發(fā)電廠與核電站的增加，抽水蓄能電站日益增多，其容量也越來越大。

串聯(lián)式機(jī)組

在小型抽水蓄能電站中，抽水蓄能電機(jī)可采用同時與水輪機(jī)和水泵相聯(lián)結(jié)的形式，稱作串聯(lián)式機(jī)組。這種抽水蓄能電機(jī)與一般的同步電機(jī)無大的差別。在大型抽水蓄能電站中，抽水蓄能電機(jī)往往只和一種水力機(jī)械相聯(lián)接，稱為可逆式機(jī)組。這種水力機(jī)械在作水輪機(jī)和水泵運(yùn)行時，不但其旋轉(zhuǎn)方向不同，而且為了提高作水泵運(yùn)行時的效率，轉(zhuǎn)速應(yīng)比作水輪機(jī)時適當(dāng)提高，因此要求抽水蓄能電機(jī)不僅能正反旋轉(zhuǎn)，而且能根據(jù)其運(yùn)行情況相應(yīng)地改變電機(jī)的極數(shù)以改變轉(zhuǎn)速。

抽水蓄能電站機(jī)組的單機(jī)容量較大，常采用同步起動方式或用專門的起動電動機(jī)起動的方法。20世紀(jì)70年代以后，開始廣泛采用晶閘管變頻器與同步電機(jī)組成的無換向器電動機(jī)進(jìn)行起動。

運(yùn)轉(zhuǎn)方法

抽水蓄能電機(jī)

轉(zhuǎn)子變極數(shù)方法較多，有簡單的成組反接方式、部分磁極線圈短接再進(jìn)行成組反接方式和大小磁極加成組反接方式等。成組反接方式辦法簡單，但磁場中諧波分量較大，且電機(jī)材料利用率也比較低。為減少諧波，提高導(dǎo)磁材料利用率，可采用部分磁極極靴寬度和勵磁磁通勢不同的所謂大小極方式。這種變極方案中氣隙磁場的諧波分量較小。

抽水蓄能電站機(jī)組的單機(jī)容量往往比較大，當(dāng)它作電動機(jī)運(yùn)行時，若采用一般同步電機(jī)的異步起動方式直接起動，對電網(wǎng)的擾動較大。通常采用同步起動方式或用專門的起動電動機(jī)起動的辦法。起動電動機(jī)一般用繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。其容量約為被起動主機(jī)的5～8%。其極數(shù)比主機(jī)少2～4極，以使機(jī)組有可能升速到主機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，然后并入電網(wǎng)。同步起動方法是利用同一電站的一套機(jī)組作為水輪發(fā)電機(jī)，供電給另一臺待起動的電機(jī)。在這二臺電機(jī)開始起動以前先分別加上適當(dāng)?shù)膭畲牛缓缶徛饎铀啺l(fā)電機(jī)組，使它饋電給被起動的電動機(jī)，將它也慢慢地起動起來，并與發(fā)電機(jī)進(jìn)入同步。以后在兩臺電機(jī)同步運(yùn)行的狀態(tài)下逐漸升速，直至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后共同并入電網(wǎng)。這種起動方法附加設(shè)備少，但起動時間比較長。倘若作發(fā)電機(jī)用的那臺機(jī)組也要作電動機(jī)帶動水泵運(yùn)行，則需要另行解決它的起動問題。 　20世紀(jì)70年代以來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，在大型抽水蓄能電站機(jī)組的同步起動方式中，開始廣泛采用晶閘管變頻器代替同步發(fā)電機(jī)。通常把晶閘管變頻器和同步電機(jī)有機(jī)地結(jié)合，組成無換向器電動機(jī)進(jìn)行起動。這種變頻器結(jié)構(gòu)簡單，對晶閘管元件的快速性要求不高。晶閘管變頻器的容量通常只有主機(jī)的5～10%,設(shè)備價格較低，起動過程也比較快速。一個抽水蓄能電站中配備1～2套這種容量不太大的變頻裝置即可解決全部抽水蓄能機(jī)組的起動問題。