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前言1

主要符号表1

第1章 抽水蓄能的应用1

1.1 抽水蓄能电站概述1

1.1.1 我国电力系统的发展形势1

1.1.2 抽水蓄能电站的工作原理1

1.1.3 抽水蓄能电站的类型4

1.1.4 抽水蓄能电站的组成部分6

1.2.2 抽水蓄能电站在能源利用上的作用7

1.2.1 抽水蓄能机组对改善电网运行的作用7

1.2 抽水蓄能电站在电力系统中的作用7

1.2.3 抽水蓄能电站在提高水电效益方面的作用8

1.3 抽水蓄能电站的发展概况8

1.3.1 国外抽水蓄能电站的发展概况8

1.3.2 我国抽水蓄能电站的发展概况12

参考文献16

第2章 抽水蓄能电站的经济效益17

2.1 抽水蓄能电站的经济性17

2.1.1 抽水蓄能电站的静态效益17

2.1.2 价值分析18

2.1.4 抽水蓄能电站的建设投资21

2.1.3 抽水蓄能电站的可靠性和可用率21

2.1.5 抽水蓄能电站的运行费用23

2.2 抽水蓄能电站的动态效益24

2.2.1 抽水蓄能电站的动态效益24

2.2.2 抽水蓄能电站动效效益的评价26

2.2.3 抽水蓄能电站效益的综合考虑27

2.2.4 抽水蓄能电站与核电站的配合运用28

参考文献29

第3章 水泵水轮机的类型和发展31

3.1 水泵水轮机概述31

3.1.1 水泵水轮机的结构特点31

3.1.2 高水头可逆式水泵水轮机34

3.1.3 低水头可逆式水泵水轮机41

3.1.4 组合式水泵水轮机43

3.1.5 水泵水轮机的发展趋势47

3.1.6 我国抽水蓄能电站水泵水轮机使用实例49

参考文献61

第4章 水泵水轮机的工作特性和选型62

4.1 水泵水轮机的工作特性62

4.1.1 水泵水轮机的工作原理62

4.1.2 水泵水轮机的基本参数64

4.1.3 水泵水轮机的能量特性70

4.1.4 水泵水轮机的空化特性73

4.1.5 水泵水轮机的压力脉动特性76

4.1.6 水泵水轮机的力特性81

4.2 水泵水轮机试验86

4.2.1 水泵水轮机模型试验86

4.2.2 水泵水轮机模型验收试验89

4.2.3 水泵水轮机真机验收试验91

4.3 水泵水轮机的选型92

4.3.1 水泵水轮机的选型原则92

4.3.2 水泵水轮机的选型计算93

4.3.4 水泵水轮机的效率换算99

4.3.3 混合式抽水蓄能电站水泵水轮机的选型99

4.3.5 运转特性曲线101

4.3.6 吸出高度的选择102

参考文献103

第5章 水泵水轮机的水力设计和结构设计105

5.1 水泵水轮机的水力设计105

5.1.1 可逆式转轮设计105

5.1.2 涡壳设计109

5.1.3 座环及固定导叶设计113

5.1.4 导叶设计113

5.1.5 尾水管设计118

5.2.1 可逆式转轮119

5.2 水泵水轮机的结构设计119

5.2.2 导水机构127

5.2.3 座环与涡壳129

5.2.4 顶盖与底环130

5.2.5 进口阀133

5.2.6 压力平衡装置135

参考文献136

第6章 电动发电机137

6.1 电动发电机概述137

6.1.1 电动发电机的特点137

6.2 电动发电机的结构138

6.1.2 电动发电机的主要参数138

6.2.1 转子139

6.2.2 转动部分141

6.2.3 定子142

6.2.4 推力轴承142

6.2.5 通风冷却系统144

6.3 可变转速电动发电机147

6.3.1 换极式变转速电机147

6.3.2 可调式变转速电机148

6.4 电动发电机工况起动方式和制动方式150

6.4.1 同轴电动机起动150

6.4.2 异步起动151

6.4.3 同步(背靠背)起动152

6.4.4 半同步起动153

6.4.5 变频起动154

6.4.6 各种起动方式的比较155

6.4.7 电气制动155

参考文献157

第7章 抽水蓄能电站的电气设备158

7.1 抽水蓄能电站主接线和设备158

7.1.1 抽水蓄能电站主接线158

7.1.2 变压器160

7.1.3 励磁装置162

7.1.4 开关设备163

7.1.5 继电保护系统165

7.1.6 厂用电源166

7.2 抽水蓄能电站监控系统166

7.2.1 全厂集中控制方案的选择166

7.2.2 计算机监控系统结构的选择166

7.3 运行监测和故障分析168

7.3.1 状态监测模块168

7.3.2 信号分析模块168

7.3.3 故障诊断模块169

参考文献170

8.1.1 抽水蓄能电站站址选定171

第8章 抽水蓄能电站171

8.1 抽水蓄能电站布置171

8.1.2 抽水蓄能电站的特点172

8.2 抽水蓄能电站主要参数的选定174

8.2.1 抽水蓄能电站主要参数选择174

8.2.2 和抽水蓄能电站主要参数有关的问题175

8.2.3 装机容量的确定176

8.2.4 建设混合式蓄能电站的考虑177

8.3 抽水蓄能电站进出水口178

8.3.1 进出水口的功能和类型178

8.3.2 进出水口的水流特性179

8.3.3 拦污栅181

8.4 抽水蓄能电站输水道及调压井184

8.4.1 抽水蓄能电站输水道184

8.4.2 调压井(室)186

8.5 抽水蓄能电站厂房190

8.5.1 抽水蓄能电站厂房布置形式190

8.5.2 抽水蓄能电站厂房结构形式190

8.5.3 其他形式抽水蓄能电站195

参考文献199

9.1 水泵水轮机全特性200

9.1.1 水泵水轮机全特性曲线200

第9章 抽水蓄能电站水力过渡过程200

9.1.2 水泵水轮机过渡过程204

9.2 全特性曲线的表达方式207

9.2.1 全特性曲线处理方法207

9.2.2 小开度工况机组特性的数学模型213

9.2.3 导叶零开度工况参数的计算213

9.2.4 抽水蓄能电站水力过渡过程特点214

9.2.5 过渡过程轨迹线215

9.3 水力过渡过程计算217

9.3.1 水击特征线方程及有限差分解法217

9.3.2 水轮机工况甩负荷的过渡过程计算218

9.3.3 水泵工况失去动力的过渡过程计算221

9.3.4 抽水蓄能电站仿真范围与控制工况221

参考文献223

第10章 抽水蓄能机组的安装、试运转和控制224

10.1 抽水蓄能机组的安装224

10.1.1 机组安装工作的重要性224

10.1.2 水泵水轮机的安装225

10.1.3 电动发电机的安装225

10.1.4 机组辅助系统的安装226

10.2 首台机组起动准备226

10.2.1 压水起动过程226

10.2.2 用主泵向上水库充水229

10.3 抽水蓄能机组联合试运转230

10.3.1 水泵工况起动试验230

10.3.2 机组起动试验与上水库充水相结合230

10.3.3 机组及机电设备带负荷连续运行231

10.3.4 发电工况空载不稳定问题231

10.4 抽水蓄能机组的工况转换234

10.4.1 可逆式抽水蓄能机组工况转换234

10.4.2 组合式水泵水轮机工况转换236

10.4.3 抽水蓄能机组的机械控制系统238

10.5.1 水泵水轮机的自激振动242

10.5 抽水蓄能机组的水力振动242

10.5.2 抽水蓄能电站压力管道的自激振动243

参考文献245

附录246

附录1 无量纲参数的换算246

附录2 可逆式水泵水轮机选型计算例题247

附录3 水泵水轮机模型验收试验252

附录4 水泵水轮机原型(真机)验收试验254

附录5 抽水蓄能机组故障诊断实例255

附录6 抽水蓄能机组的安装实例256

附录7 充气压水系统实例259

索引261