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抽水蓄能电站静止变频启动装置(SFC)的应用摘要：随着电力工业的迅速发展，缺水、干旱及偏运山区大量的抽水蓄能水电站应运而生。
而静止变频启动装置是抽水蓄能电站不可缺少的电气设备，机组抽水启动以静止变频启动为主要启动方式，同步启动(背靠背)作为备用启动方式。
机组同期及换相在主变压器低压侧进行。
因此，静止变频启动装置及技术被越来越多的抽水蓄能电站广泛运用。
关键词:静止变频装置;背靠背;谐波Abstract: with the rapid development of the electric power industry, water shortage, drought and partial shipment of pumped-storage hydropower station of the mountainous area arises at the historic moment. And static frequency conversion starter is pumped storage power plant indispensable electric equipment, start pumping unit in a static variable frequency start as the main start way, synchronous start (back) as a backup start way. The same period and it is in the low voltage side of the transformer. Therefore, the static frequency conversion start-up equipment and technology is more and more pumped storage power plant widely used.Keywords: static frequency conversion device; Back-to-back ; harmonic一、引言抽水蓄能电站静止变频器（SFC）变频启动是利用晶闸管变频器产生频率可变的交流电源对蓄能机组进行启动，是目前大中型抽水蓄能电站的首选启动方式，其技术特点为：(1) 静止变频器的调速范围可以从电机的静止状态到l10％额定转速，在此调速范围内静止变频器工作效率不会降低；(2) 静止变频器启动可使起启动电流维持在同步电机要求的额定电流以下运行，对电网无任何冲击，具有软启动性能；(3) 静止变频器满足抽水蓄能电站的发电电动机组在电网电力调峰过程中频繁启动的要求。
抽水蓄能机组静止变频器启动(SFC)控制策略研究与谐波分析王海涛【摘要】静止变频器启动(SFC)在抽水蓄能电机的起动方式中是最普遍使用的方式.文中针对三相桥式静止变频调速系统研究了抽水蓄能机组起动控制策略,并给出了谐波电流与电压计算方法,提出了消除谐波的12脉波方案.该方案可以有效地去除5、7次谐波.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2013(030)002【总页数】3页(P31-33)【关键词】抽水蓄能;SFC;谐波;控制策略【作者】王海涛【作者单位】华东天荒坪抽水蓄能有限责任公司,浙江安吉313302【正文语种】中文【中图分类】TM9210 引言抽水蓄能电站是对电力系统进行调峰填谷和保障电网安全稳定经济运行的一种有效手段，其在电力系统中的重要作用而备受青睐。
抽水蓄能具有容量大、储能单位容量经济性高、使用寿命长等优点。
抽水蓄能机组通常有五种稳态运行方式：发电、发电调相、水泵、水泵调相以及停机，其中需要外部电源对其启动的是水泵电动机启动方式。
对于大型的蓄能电站最常用的启动方式是以静止变频器启动为主。
静止变频器主要由交－直－交电流型变流器、同步电动机、转子位置检测器及控制回路构成。
其核心是由晶闸管组成的整流桥和逆变器，通过相控这些晶闸管组实现同步电动机的供电电源频率变化，从而实现调速作用。
同时静止变频器自身的晶闸管换相和脉宽调制，伴随着谐波的产生，也影响电力系统的电能质量使其电压畸变，导致一些变频器和滤波器无法正常运行。
因此，减小和消除谐波是十分必要的。
1 静止变频器工作原理静止变频器主要是利用同步电机过激磁时定子电流超前电压的特性，同步电机的反电势使变流器晶闸管达到自然换流。
静止变频器的逆变器产生的频率变化的电源来控制着同步电机的转速，同时同步电机的反电动势又作用于逆变器的换相，因此构成闭环负反馈系统。
它有着鲁棒性好，结构较为简单，对电网冲击较小等特点，在大型抽水蓄能电站等场合有着广泛应用。
0 引言抽水蓄能技术经过多年的发展，已成为当今最为成熟可靠、经济高效的物理储能设施[1]。
短期来看，抽水蓄能仍能以其低廉的成本、完善的运营机制，占领大规模大容量的储能市场[2]。
抽水蓄能电站通过在多种工况之间快速频繁转换，完成平滑负荷、削峰填谷的重要任务，大大提高了常规电力系统及能源系统的综合利用效率和供电安全可靠性[3]。
而压水气系统是抽水蓄能机组实现调相运行及水泵工况启动的核心，该系统通过在转轮室内注入中压压缩空气将水位压至转轮以下，使转轮在空气中旋转，机组得以快速启动、平稳运行[4]。
压水气系统的高压空气贮存于中压储气罐之中，于排气压水工况及排污工况中快速膨胀释放，使得罐体迅速降温[5，6]，并且产生一定程度的噪声污染[7]，但尚不清楚针对压水气系统排污工况罐内的流场及噪声特征。
图1展示了中压储气罐及其附属设施的基本情况，压水气系统中压储气罐排污工况，是指气罐在定期维护时，短暂打开气罐排污阀门，排出气罐底部沉积杂质的过程，该过程的特点是时间短、压力高。
在某抽水蓄能电站建设过程中，对中压储气罐排污工况进行调试时，发现气罐噪声强度极大，以至于附近工作人员产生明显不适感。
因此，本文对压水气系统中压储气罐排污工况进行数值模拟，探讨气罐流场、声源位置及噪声发生机理，为其后续优化设计提供指导。
高压气罐截止阀截止阀电磁阀墙体夹层排污槽图1 某电站中压储气罐及其附属设施结构示意图Figure 1 Schematic diagram of medium-pressure gas storage tank and its auxiliary facilities in a power station1 模拟方案1.1 湍流模型及计算声学理论1.1.1 湍流模型大涡模拟的基本原理是以特定的分辨尺度分解湍流流场，对大于分辨尺度的脉动直接用N-S方程求解，而对小于分辨尺度脉动建立模型封闭于求解方程组中。
不同尺度流动的区分依靠滤波来实现。
抽水蓄能电站分部调试计划内容1.本次调试计划旨在验证抽水蓄能电站各个分部设备的性能和安全性。
This commissioning plan aims to verify the performance and safety of the equipment in each part of the pumped storage power station.2.首先，我们将对水泵站进行调试，检查其启动、停止和自动调节功能。
First, we will commission the pump station to check its start, stop, and automatic regulation functions.3.紧接着，我们将进行高速运行试验，检验水轮机和发电机的运转稳定性。
Next, we will conduct high-speed operation tests to check the running stability of the turbine and generator.4.然后，我们将进行水库和压力隧道的压力测试，确保其承压能力和安全性。
Then, we will perform pressure tests on the reservoir and pressure tunnel to ensure their pressure-bearing capacity and safety.5.同时，还需要对输水管道和冷却系统进行泄漏测试以及稳定性检查。
At the same time, it is necessary to conduct leak tests and stability checks on the water supply pipeline and cooling system.6.接着，我们将对变压器和开关设备进行电气性能测试，确保其运行正常。
抽水蓄能电站首台机组整组启动的安全与技术问题
彭天波;杨洪涛
【期刊名称】《水电站机电技术》
【年(卷),期】2010(033)005
【摘要】对白莲河抽水蓄能电站首台机组水泵工况启动的安全与技术问题进行了研究,分析了我国抽水蓄能电站首台机组启动的经验,提出了白莲河抽水蓄能电站首台机组启动调试过程中应该重点关注的试验项目,及对关键试验点控制的建议.【总页数】8页(P5-12)
【作者】彭天波;杨洪涛
【作者单位】湖北省电力试验研究院,湖北,武汉,430077;湖北白莲河抽水蓄能有限公司,湖北,罗田,438600
【正文语种】中文
【中图分类】TV743
【相关文献】
1.浅谈响水涧抽水蓄能电站首台机组整组调试应急预案 [J], 荀涛;李晓峰
2.东北首座大型抽水蓄能电站首台机组成功启动 [J],
3.大型抽水蓄能电站首机首次启动试验方式选择研究(二)——首机首次水泵工况启动试验方式关注的主要技术问题 [J], 张玉良;潘秀云
4.大型抽水蓄能电站首机首次启动试验方式选择研究（二）——首机首次水泵工况启动试验方式关注的主要技术问题 [J], 张玉良;潘秀云
5.深圳抽水蓄能电站首台机整组启动调试研究 [J], 罗鹏斌;汪志强;肖庆华;李重阳;吕伟明;张慧玲
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抽水蓄能机组调相工况简介摘要：由于抽水蓄能机组在我国发展较晚，还有很多人，包括一些常规机组的建设者和运行人员都对抽水蓄能机组不太了解，本文简要的介绍抽水蓄能机组的特有工况：调相，以让更多的人增加对抽水蓄能机组了解。
关键词：抽水蓄能调相简介1、抽水蓄能机组发展简介在国外从最早的原始装置算起，抽水蓄能电站已有上百年的历史，但是具有近代工程意义的设施，则是近四五十年才出现的。
抽水蓄能建设早期是以蓄水为目的，在西欧的一些多山的国家里，利用工业多余电能把汛期的河水抽到山上的水库贮存起来，到枯水季节再放下来发电。
这相当于是季调节的抽水蓄能工程。
从刚开始蓄能电站使用的单独工作的抽水机组和发电机组，到将水泵与水轮机和一台兼作电动机与发电机的电机连接在一起的而形成的三机式机组，1937年在巴西安装的佩德拉机组和1954年在美国安装的弗拉特昂机组则是可逆式机组的先声。
从20世纪60年代起，可逆式机组就成为了主要的机型，开始得到广泛应用。
当时间进入到21世纪，无论是技术还是运营模式，抽水蓄能机组都得到的相当的发展。
2、抽水蓄能机组简介抽水蓄能机组由可逆式水泵式轮机和发电电动机，配以常规的辅助设备，如调速器、球阀、尾水事故闸门、上库检修闸门、下库检修闸门、励磁系统等。
另外，抽水蓄能机组还有其特有的、区别于常规机组的设备：（参见图1）换相开关或换相闸刀：由于水泵水轮机二种运行工况的水流方向相反，所以发电电动机二种运行工况旋转方向必须相反。
为此应使电动机运行时其旋转磁场的旋转方向与发电机运行时的旋转磁场方面相反，这就需改变三相绕组相序排列，所以发电电动机需加装相应的换相开关或换相闸刀SFC：变频启动装置，用于机组抽水调相工况启动，相当于抽水调相启动过程中的调速器；拖动闸刀和被拖动闸刀、启动母线：为了满足抽水调相启动而专设的电气连接；调相压水气系统：在机组抽水调相启动过程中和机组调相运行过程中，利用高压气将转轮室的水圧下去，使转轮在空气在旋转，即可以减少有功消耗，又可以减小机组的振动、噪音，减少对机组的损伤；监控系统：为了适应抽水蓄能机组的各种工况，监控增设了抽水、抽水调相、发电调相等工况及相互转换程序。
抽水蓄能电站施工中的机电设备安装与调试抽水蓄能电站是一种重要的可再生能源发电设施，其机电设备的安装与调试是保证电站正常运行和发电效率的关键环节。
本文将详细介绍抽水蓄能电站机电设备的安装与调试过程，并探讨其中的挑战和解决方法。
一、机电设备安装1. 设备准备与布置在进行机电设备安装前，工程团队需要仔细准备并布置好相关设备。
首先，需要对机电设备进行质量检查，确保每一台设备的零部件完好无损。
同时，还需要根据电站工程设计图纸和相关规范要求，对设备进行合理的布置和摆放，确保设备之间的相互协调和配合。
2. 安装过程机电设备的安装一般包括设备吊装、定位和固定、管道连接、电气接线等步骤。
在进行吊装作业时，要确保吊装设备的安全可靠，并遵循相应的吊装工艺和规范。
吊装完成后，还需要将设备准确定位并进行固定，以确保设备的安全和稳定。
同时，对于管道连接和电气接线，工程团队需要按照施工图纸和相关规范，进行准确的连接和接线操作。
3. 现场管理与安全在机电设备安装过程中，现场管理和安全措施尤为重要。
工程团队需要建立有效的安全管理制度，并培训工作人员遵循安全操作流程，以确保施工过程中的人员安全。
此外，要加强现场管理，合理安排工作人员的工作时间和任务，确保施工进度和质量。
二、机电设备调试1. 设备检查与调整安装完成后，需要对机电设备进行全面的检查和调整。
检查的内容包括设备的电气连接是否稳定，管道连接是否紧密，是否存在漏水或漏电等问题。
同时，还需要对设备的运转状态进行调整，以确保设备的正常运行和协调工作。
2. 系统测试与运行机电设备调试的最后一步是进行系统测试和运行。
在系统测试阶段，工程团队需要对整个机电系统进行全面测试，验证其运行和配合情况。
同时，还需要进行负荷测试，确保设备能够在不同负荷条件下正常运行。
一旦系统测试通过，就可以正式进行运行，并进行实时监控和数据采集，以便进行后续的运行优化和调整。
三、挑战与解决方法在抽水蓄能电站机电设备的安装与调试过程中，可能会面临一些挑战，例如施工环境复杂、设备安装困难、调试过程复杂等。
４５第４３卷 第Ｓ１期２０２０年１２月Ｖｏｌ．４３ Ｎｏ．Ｓ１Ｄｅｃ．２０２０水 电 站 机 电 技 术Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ蓄能机组抽水工况下进相运行问题的分析与处理（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北 唐山 ０６４３００）胡雨龙１ 引言潘家口电厂２、３、４号机组均为抽水蓄能机组，具有启停频率高、工况复杂的特点。
潘家口蓄能电厂２、３、４号机组励磁装置分别于２０１７、２０１９、２０１８年改造为南瑞ＮＥＳ６１００励磁装置。
改造后出现变频器抽水启动时，出口开关合闸后导叶打开之前，由于低励限制动作致使励磁装置无法进入功率因数模式的情况，此时机组抽水工况下有功功率约为－８９ ＭＷ，无功功率为－５ Ｍｖａｒ左右，机组从电网中吸收无功，这种运行状态属于进相运行。
在这种较浅的进相运行状态下，机组静态稳定性降低，定子易发热，励磁装置冗余度减少。
为避免出现此类异常情况，现提出对励磁装置进行修改，使２、３、４号机组变频器方式抽水启动运行保持无功功率为正，增加机组运行稳定性。
２ 问题分析潘家口蓄能电厂主变为有载调压，系统侧电压相对较高，机组发电工况启动时，励磁装置为电压闭环控制，主变分接头需调整到＋３位置，满足同期并网条件。
机组正常抽水工况下，励磁装置为恒功率因数模式，发电机出口电压由１３．８ ｋＶ（额定）降低为１３．５ ｋＶ以下，此时需要将主变分接头调整至＋１，使发电机出口电压升高至１３．８ ｋＶ。
后根据新源公司运检部关于主变压器有载调压的要求，无特殊情况不得频繁调整主变分接头，主变分接头通常保持在＋３位置，机组抽水启动过程出口开关合闸时电压波动较大。
机组励磁装置改造后抽水启动过程控制逻辑如下：抽水工况启动过程前期，励磁装置为电压闭环控制，出口开关合闸后采用恒功率因数模式。
励磁装置进入功率因数模式的判断条件为：①电动机模式；②负载状态；③无限制动作；④无故障报警。
抽水蓄能电站水泵调相工况转水泵工况控制流程优化发表时间：2018-03-15T16:04:19.830Z 来源：《防护工程》2017年第31期作者：朱益鹏[导读] 随着我国电力系统的逐渐完善，对于电力设备的使用也需要不断的全面。
江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司江苏 213334摘要：随着我国电力系统的逐渐完善，对于电力设备的使用也需要不断的全面。
水泵调相工况转水泵工况是抽水蓄能电站重要而常见的工况转换，本文介绍了在抽水蓄能电站该过程调试中遇到的问题，并对其进行分析，在此基础上优化了控制流程，满足了机组控制要求。
关键字：抽水蓄能电站；水泵调相工况；转水泵工况；控制流程优化引言抽水蓄能电站的主要作用是对电网进行用电负荷的调峰填谷，以缓解峰谷差所带来的用电矛盾。
与常规水电厂相比，抽水蓄能电站一个最大的不同就是具有发电和抽水可逆式运行的特点，因此机组工况转换非常频繁。
要想让这些工况转换快捷有序，安全可靠地进行，就必须对监控系统控制进行科学设计，以实现监控系统对机组的有效科学控制。
1水泵调相工况转水泵工况的过程分析水泵调相工况转水泵工况是抽水蓄能机组一种常见的工况转换过程。
抽水蓄能机组必须被SFC或拖动机组从静止状态拖动至水泵调相工况后才能继而转换至水泵工况。
因此水泵调相工况转水泵工况是机组转轮由在空气中转动变为在水中转动，并带满负荷抽水的过渡过程，其中关键问题是机组排气回水的过程与主进水阀、水泵水轮机导叶的打开时间以及励磁和调速器等分系统工作模式转换的配合。
机组在水泵调相工况时，主进水阀、导叶处于全关状态，尾水水位被高压压缩空气压至水泵水轮机转轮以下，转轮在空气中向水泵方向旋转。
当工况转换开始以后，机组监控系统首先调用排气回水流程，停止向转轮内充入压缩空气，关闭充气阀和补气阀，然后关闭蜗壳平衡阀。
在上述过程完成后打开排气阀，使转轮内的空气排出，尾水锥管内的水位逐渐上升，当水位上升至与转轮相接触后，机组便进入造压阶段。
抽水蓄能电站施工工艺流程解析抽水蓄能电站（Pumped Storage Hydroelectricity，PSH）是一种通过水力能量转化为电能的发电方式。
它利用的是水在不同水平层之间的高差，使水能在低水平储存区和高水平发电区之间循环流动，实现储能并进行发电。
本文将对抽水蓄能电站施工过程中的工艺流程进行解析。
1. 项目准备阶段在施工前的项目准备阶段，首先需要完成一系列的规划和设计工作。
这包括进行选址调研，确定建设范围，进行水文地质勘探，并确保项目的可行性。
同时，还需要进行环境影响评估，制定环保措施，确保电站建设过程对环境的最小影响。
2. 基础工程施工抽水蓄能电站的施工首先需要进行基础工程的建设。
这包括清理现场，进行爆破拆除工作，然后进行地基挖掘和处理。
在地基处理完成后，施工人员将进行混凝土浇筑工作，逐步建造电站的基础结构。
这个阶段的工作较为繁琐，需要大量的土建设施。
3. 水利水电工程施工完成基础工程后，进入水利水电工程的施工阶段。
首先，需要进行水库的建设，包括水闸和水库堤坝的建造。
随后，在山区进行巷道和隧道的挖掘，以连接水库与发电厂之间的水路。
接下来，施工人员将进行悬边和溢洪道的建设，确保电站运行时的顺畅排水和水流控制。
4. 电力设备安装完成水利水电工程施工后，需要进行电力设备的安装工作。
这包括发电机组、水泵和水轮机的安装，以及与之相关的电力设备和控制系统的安装。
这个阶段需要高度的技术专业性，施工人员需要严格按照设计要求进行操作，并保证设备的安全运行。
5. 调试与验收设备安装完成后，需要进行系统的调试工作。
通过对发电机组、水泵、水轮机等设备进行测试，确保其正常运行和相互配合。
与此同时，还需要进行负载试验和安全检测，以确保电站在正式投入使用前能够达到设计要求。
完成调试后，电站将进行竣工验收，接受政府部门的检查和审批，方可正式投入运营。
以上只是抽水蓄能电站施工工艺流程的一个概要描述，实际施工中还需根据具体情况进行调整和补充。
抽水蓄能电站机组的启动调试何永泉1 何 铮1 孙洁民2华东天荒坪抽水蓄能有限责任公司1华东勘测设计研究院2[摘 要] 本文总结天荒坪抽水蓄能电站机组启动调试中出现的问题：如机组的首机启动方式，机组的动平衡试验、转轮在低水头下的不稳定，机组甩负荷时控制钢管压力的升高等。
通过对问题的分析，结合最近抽水蓄能电站调试，总结经验教训。
[关键词] 抽水蓄能 蓄能机组 启动调试1 前言近年来，我国有一批抽水蓄能电站相继完成启动调试，投入运行。
在安装和调试过程中遇到并解决了不少问题，对今后我国抽水蓄能电站设备的选型，制造技术的国产化和后续抽水蓄能电站的调试积累了不少宝贵的经验。
现就对天荒坪抽水蓄能电站调试中出现的问题，结合其他一些抽水蓄能电站的调试谈一些看法。
1 电动机工况首机启动对于上库没有天然来水的抽水蓄能电站，希望电站的第一台机组能实现电动机工况的首机启动，可以取消为上库充水专门设置一套供水设备，机组的启动时间可不受要求上库提前充水对施工进度的影响，同时在机组发电工况调试时不会在过低水头下运行。
天荒坪抽水蓄能电站在主机合同中要求机组能实现以电动机工况首机起动。
水机模型试验表明机组可以在上游引水管道充水的情况下启动水泵抽水，甚至只要将引水管水位与下库水位平压就可以抽水了。
为进行水泵工况首机启动，第一步要实现500kV电网对电站的倒送电，以获得调试需要的电源，用变频起动装置拖动检查机组转动部分的动平衡，然后进行水泵工况的调试后向上库充水。
要实现500kV电网对电站的倒送电，必须先对500kV线路保护、母线保护和主变保护电流互感器的极性进行校核，以保证这些主保护能够可靠投入。
常规水电站可利用发电机对主变和线路进行升流、升压来实现保护电流、电压互感器极性和相序的检查。
天荒坪抽水蓄能电站经华东电网批准，用180km 以外的新安江水电站一台75MW的水轮发电机组，通过220kV线路经过杭州变电所送到瓶窑变电所，再通过500kV瓶窑至天荒坪的线路进行升流升压试验，电站侧的接线如图1所示。
图1 天荒坪电站利用外来电源升流升压试验接线图在进行升流试验时,主回路短路点设在1号发电电动机的中性点，发电机机端引线断开，与中性点用短接引线跨接。
这样500kV瓶窑侧和天荒坪侧的线路保护、500kV天荒坪1号母线保护、1号主变保护和1号发电电动机保护的沿线电流互感器一次通入短路电流，全部进行了极性校核。
然后解开短接线，从500kV瓶窑变电所通过天瓶线路升压到天荒坪500kV母线、并通过1号主变到18kV母线进行零起升压，同时校核沿线电压互感器的相位。
在完成了升流升压试验后，500kV 1号主变压器冲击合闸受电，1号厂用变压器随即受电，电站有了调试用的厂用电源，变频启动装置（SFC）也可以开始带电调试。
天荒坪抽水蓄能电站初期的升流、升压试验的规模很大，只有在华东电网的支持下才有可能进行，对于其他工程可以采用另外方式的外加电源来完成电站初期对高压设备的升流升压试验。
如泰安抽水蓄能电站利用两条220kV出线线路通过电站母线环接，在对侧变电所腾出一条母线带小负荷来校验线路保护电流互感器的极性，主变压器采用直接冲击。
宜兴抽水蓄能电站的主变压器两侧电流互感器没有采用三相电流同时校极性，主变压器冲击时主变差动保护投信号，用线路保护作为主变主保护，差动保护在以后校验极性后再投用。
白莲河抽水蓄能电站用三相大电流发生器通流校验主变压器两侧电流互感器的极性后，主变压器冲击合闸时差动保护正常投用。
在主变压器带电后再将换向开关至发电机引线端子外侧的母线带电校核发电机断路器两侧的电压互感器两侧的相序，确保正确无误。
机组启动时要对发电电动机进行动平衡，发电工况时用水推动机组进行不同速度下的动平衡，电动机工况时可用变频起动装置拖动机组进行不同转速下的动平衡，变频起动装置的容量可以在启动机组后，在额定转速下旋转机组3-4小时，以考验各部轴承的温升。
但是变频起动装置拖动机组过速不会超过5%，不能进行机组的过速试验，但电动机工况运行时不会出现很高的过速。
且由于抽水蓄能机组转轮的特点，即使是水轮机工况也很难达到设计的过速值，一些蓄能机组在发电工况也无法做过速试验。
为了确保机组的安全，在水泵工况启动前要求上游引水系统管道充满水。
应该保证在转轮室造压时导叶两侧的压力差不要过大，以免造成导叶过大的力矩，在首次打开导叶时产生激烈的水力振动。
同时要保持从上水库进出水口以下管道能有一定的水压，特别是要防止启动水泵抽水过程中突然断电时水流倒流，引起输水管道突然失压，影响输水管道的安全。
一般要求水位超过输水管道进出水口的门楣。
宝泉抽水蓄能电站已成功实现了水泵工况的首机起动，在向上库充水到死水位以上再做发电工况的各项试验。
白莲河抽水蓄能电站利用上游输水道充排水对机组进行了蠕动试验后，接着也要先进行水泵工况调试，用水泵向上库充水到死水位以上后再进行发电工况试验。
向上库充水时水位上升的速率，可根据各自上水库的特点由设计确定。
2 机组的动平衡试验天荒坪抽水蓄能电站的发电电动机采用悬式结构，推力轴承位于机组上部，从上到下发电电动机分别设有上导轴承、下导轴承，水泵水轮机设有水导轴承，以支撑机组的大轴。
高转速蓄能机组的特点是转子直径不大、但长度较长，再加上机组采用中拆法，加了中间轴，因此整个机组的轴系长达18m，机组结构如图2所示。
机组可以在发电方向和水泵方向分别旋转来进行机组的动平衡试验，同时考验机组各部轴承的运转状态。
图2 天荒坪抽水蓄能机组结构图天荒坪抽水蓄能电站调试初期利用在上库进出水口少量的蓄水使机组向发电方向转动，此时的水头低于额定水头。
当机组进行发电方向动平衡试验，接近额定转速时，机组上、下导轴承处的摆度为75μm，而水导轴承处的摆度达385～530μm。
检查各部轴瓦温度发现上导瓦温度达79.4℃、下导瓦68℃、推力瓦68℃、水导瓦50℃，机组振动也偏大。
水导轴瓦为筒瓦。
为降低水导轴承处的摆度，制造商采用改变水导轴瓦的油流量，机组加励磁等方法检查，水导处摆度仍有520μm，没有好转。
接着，采用变频起动装置反方向拖动机组进行动平衡。
在额定转速时，水导处的摆度为260μm，比发电工况有好转，但与上、下导轴承处比较仍偏大，且摆度都是在350rpm后迅速增大。
用仪器检查机组大轴的中心和轴线均合格。
最后，决定检查各导轴承的间隙。
测量水导瓦间隙：冷点25℃时和热点55℃时的间隙没有变化，说明其没有有效的工作，而上/下导轴承的间隙变化达50%，且上导瓦温偏高。
由于发电电动机和水泵水轮机为两个不同的制造商。
发电电动机转子磁轭采用浮动结构，根据刚度计算上、下导轴承的间隙为0.22mm，在调试过程中曾多次要求发电电动机制造商能调整间隙。
经过多次协调，最终同意将发电机上、下导轴承间隙从0.28mm增大到0.32mm，水轮机水导轴承间隙从0.32mm减小到0.22mm。
调整后发电方向额定转速时，水导轴承处摆度为350μm以下，但在额定转速附近转速出现波动；采用SFC水泵方向拖动检查机组的动平衡，水导处摆度为137μm。
天荒坪抽水蓄能电站动平衡调试结果可以说明，造成水导轴承处摆度超标的原因主要是发电电动机上、下导轴承和水泵水轮机水导轴承的间隙配合问题，水力影响的问题也存在，因此有条件的抽水蓄能电站宜采用发电方向和水泵方向同时检查机组的动平衡，最终使机组的动平衡达到理想状态。
3 转轮在低水头下的空载不稳定问题在天荒坪抽水蓄能电站开始调试时，上库已用施工水泵充了46.3万m3水，上库水位接近死水位863.3m，其毛水头约520m。
天荒坪电站机组发电工况的额定流量为67.7m3/s，空载流量约为8m3/s。
因此，利用上库的充水使机组在发电方向旋转对机组进行机械部分检查，进而进行动平衡试验的水量是足够的，但是机组将在低水头下转动，转轮进入了低水头不稳定区。
从天荒坪电站水泵水轮机模型试验提供的全特性曲线看，在空载开度附近的等开度线上出现了明显的S弯，如图3所示。
这也就是我们通常所指的不稳定区。
图3 天荒坪抽水蓄能电站水机模型试验全特性曲线的S区通过各种水头下的试验数据显示，机组在发电方向旋转，当毛水头为535.42m时，机组在495rpm 时转速能稳定，但当接近额定转速时，机组转速出现摇摆，幅度为94%-103%。
当毛水头为530.2m 时，接近空载转速时转速摆动的最大差值达到49rpm，即使调速器放手动也无法并网；当毛水头为541m时，调速器手动，转速勉强稳定在500rpm，在机旁用手动准同期并网成功。
通过调整试验表明，机组在毛水头为518.5-537.6m时，由于转轮在低水头下的空载不稳定，使得机组无法并网运行；在毛水头为537.6-550m时，机组可以在调速器手动的情况下并网运行；在毛水头为550m以上时机组可以自动并网运行。
实际运行在水头到达550m以上时，机组转速不稳定问题已经消失。
但是，如何解决转轮在低水头下的空载不稳定问题，成为机组能否在设计水头范围内正常运行的关键，我们在调试中进一步深入试验研究。
模型验收报告指出，在水轮机正常运行水头范围内（520～602m），其空载开度（α=4.8°～2.7°）正好处在全特性曲线的“S”形不稳定区，机组容易从飞逸状态进入反水泵区，给运行造成困难，机组并网后会出现较大的逆功率。
为了解决机组在低水头下的空载不稳定问题，调试中曾经提出了采用调速器增加压力负反馈、进水阀节流控制、导叶非同步予开启（以下简称MGV）等方案脱离不稳定。
在调速器系统增加一个压力负反馈回路，可以稳定低频摆动，在法国和印度的抽水蓄能电站已有应用，但对天荒坪机组这种中频范围内的摆动效果不明显；采用进水阀节流控制，改变水道的水头损失，加大导叶的开度，以避开不稳定区，也曾有过成功的应用，但会产生如导叶、球阀的振动、气蚀等，这是我们不希望的；最终选择了导叶非同步予开启的方案。
天荒坪机组的26个导水叶中选定5号和18号导叶的枢轴加长，在导叶枢轴顶部增设两个小接力器，在开机接近空载转速前两个不同步导叶开启。
在实验室用原来的模型转轮进行导叶预开启的效果和导叶水力矩的变化试验，并分别进行导叶预开角度为18°、22°、26°的试验。
试验结果表明，采用两个预开启导叶，等开度线的弯曲有明显好转，能够改善机组在低水头下的转轮空载不稳定问题。
如图4所示，随着预开导叶角度的增大，S曲线开始变直。
真机试验证实了采用MGV的方法对解决低水头下的不稳定问题的作用十分明显。
但是预开角度愈大，预开导叶的振动会加大，最终选择了预开导叶角度为25°。
事后的试验还证明，MGV除了解决了低水头下转轮空载不稳定问题，还可以在发电调相转发电时采用MGV，减少逆功率；对机组甩负荷后控制压力的上升也起到了较好的作用。
