抽水蓄能電機是一種三相凸極同步電機，又稱(chēng)發(fā)電電動(dòng)機。在電力系統中可用于調節系統負荷。當系統中電力有多余時(shí)，抽水蓄能電機作為電動(dòng)機運行，帶動(dòng)水泵（水輪機）把下游的水抽入水庫，將電能轉換成水的位能儲存起來(lái)。當系統出現高峰負荷時(shí)，則水庫放水，由水輪機帶動(dòng)抽水蓄能電機作發(fā)電機運行，把水庫中水的位能轉化成電能供給電網(wǎng)。

中文名

抽水蓄能電機

簡(jiǎn)介

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

由于火電廠(chǎng)和核電站的機組只有在其額定功率附近連續運行，才能獲得較高的運行效率，而電網(wǎng)的負荷卻是時(shí)刻變化的，因此電力系統需要水電站或抽水蓄能電站來(lái)解決這種負荷的劇烈變動(dòng)。隨著(zhù)電力系統容量的不斷增大和火力發(fā)電廠(chǎng)與核電站的增加，抽水蓄能電站日益增多，其容量也越來(lái)越大。

串聯(lián)式機組

在小型抽水蓄能電站中，抽水蓄能電機可采用同時(shí)與水輪機和水泵相聯(lián)結的形式，稱(chēng)作串聯(lián)式機組。這種抽水蓄能電機與一般的同步電機無(wú)大的差別。在大型抽水蓄能電站中，抽水蓄能電機往往只和一種水力機械相聯(lián)接，稱(chēng)為可逆式機組。這種水力機械在作水輪機和水泵運行時(shí)，不但其旋轉方向不同，而且為了提高作水泵運行時(shí)的效率，轉速應比作水輪機時(shí)適當提高，因此要求抽水蓄能電機不僅能正反旋轉，而且能根據其運行情況相應地改變電機的極數以改變轉速。

抽水蓄能電站機組的單機容量較大，常采用同步起動(dòng)方式或用專(zhuān)門(mén)的起動(dòng)電動(dòng)機起動(dòng)的方法。20世紀70年代以后，開(kāi)始廣泛采用晶閘管變頻器與同步電機組成的無(wú)換向器電動(dòng)機進(jìn)行起動(dòng)。

運轉方法

變極方法

抽水蓄能電機

在同步電機中改變極數，需同時(shí)改變定子繞組和轉子繞組的極數。改變定子繞組極數的一種辦法是在定子上放兩套單層繞組，各適用于一種極數。這種辦法接線(xiàn)簡(jiǎn)單，輔助設備少，但電機運行時(shí)只有一套繞組工作，材料利用率較低。另一種辦法是只用一套繞組，根據變極的需要把這個(gè)繞組分成若干個(gè)線(xiàn)圈組，通過(guò)改變這些線(xiàn)圈組的接法以形成不同極數的繞組。圖中所示為一三相雙層繞組在兩種不同極數下的接線(xiàn)示意。采用這種方法，電機材料利用率較高，但接線(xiàn)比較復雜，需要用較多的切換開(kāi)關(guān)。抽水蓄能電機

轉子變極數方法較多，有簡(jiǎn)單的成組反接方式、部分磁極線(xiàn)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(jiǎn)單，但磁場(chǎng)中諧波分量較大，且電機材料利用率也比較低。為減少諧波，提高導磁材料利用率，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(chǎng)的諧波分量較小。

起動(dòng)方法

抽水蓄能電站機組的單機容量往往比較大，當它作電動(dòng)機運行時(shí)，若采用一般同步電機的異步起動(dòng)方式直接起動(dòng)，對電網(wǎng)的擾動(dòng)較大。通常采用同步起動(dòng)方式或用專(zhuān)門(mén)的起動(dòng)電動(dòng)機起動(dòng)的辦法。起動(dòng)電動(dòng)機一般用繞線(xiàn)式轉子異步電動(dòng)機。其容量約為被起動(dòng)主機的5～8%。其極數比主機少2～4極，以使機組有可能升速到主機的同步轉速，然后并入電網(wǎng)。同步起動(dòng)方法是利用同一電站的一套機組作為水輪發(fā)電機，供電給另一臺待起動(dòng)的電機。在這二臺電機開(kāi)始起動(dòng)以前先分別加上適當的勵磁，然后緩慢起動(dòng)水輪發(fā)電機組，使它饋電給被起動(dòng)的電動(dòng)機，將它也慢慢地起動(dòng)起來(lái)，并與發(fā)電機進(jìn)入同步。以后在兩臺電機同步運行的狀態(tài)下逐漸升速，直至達到額定轉速后共同并入電網(wǎng)。這種起動(dòng)方法附加設備少，但起動(dòng)時(shí)間比較長(cháng)。倘若作發(fā)電機用的那臺機組也要作電動(dòng)機帶動(dòng)水泵運行，則需要另行解決它的起動(dòng)問(wèn)題。 　20世紀70年代以來(lái)，隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展，在大型抽水蓄能電站機組的同步起動(dòng)方式中，開(kāi)始廣泛采用晶閘管變頻器代替同步發(fā)電機。通常把晶閘管變頻器和同步電機有機地結合，組成無(wú)換向器電動(dòng)機進(jìn)行起動(dòng)。這種變頻器結構簡(jiǎn)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的5～10%,設備價(jià)格較低，起動(dòng)過(guò)程也比較快速。一個(gè)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組的起動(dòng)問(wèn)題。