抽水蓄能機組起動方式是指將抽水蓄能機組起動至水泵工況運行的方法。近代抽水蓄能機組以可逆式為主，這種機組抽水和發電都是用同一電機和轉輪，僅是旋轉方向不同。
基本介紹
- 中文名：抽水蓄能機組起動方式
- 外文名：Starting mode of pumped storage unit
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 範圍：水電站
- 類型：可逆式
簡介,異步起動,背靠背同步起動,半同步起動,同軸小電機起動,靜止變頻器起動,
簡介
抽水蓄能機組起動方式是指將抽水蓄能機組起動至水泵工況運行的方法。近代抽水蓄能機組以可逆式為主，這種機組抽水和發電都是用同一電機和轉輪，僅是旋轉方向不同。機組作發電工況運行時，其起動過程與水輪發電機組一樣;作抽水工況運行時，機組從靜止狀態起動到水泵工況需要外加起動力矩，過去有採用同軸小水輪機的水力起動方式，但由於管道布置複雜、投資高而被淘汰，現在都採用電氣起動方法。為了改善起動過程、降低起動設備的容量或減輕機組及電力系統的衝擊，機組起動前一般都作如下處置:
①高壓油頂轉子，即往推力軸承注入高壓油，使轉子略為頂起;當機組採用磁性推力軸承時。則往專設的磁浮力線圈通電，使轉子略為提起;這樣可使機組剛起動時的靜摩擦轉矩減少到接近零，這種措施也是大型機組在起動過程保護推力軸承所必需。
②轉輪室壓入空氣，使轉輪完全脫離水面，這樣在額定轉速時，機組起動負荷轉矩一般可降至額定轉矩的1%到5%，而當轉輪室有水時，平均可達30%額定轉矩。常用的起動方法有異步起動、背靠背同步起動、半同步起動、同軸小電機起動和靜止變頻器起動等。
異步起動
在轉子繞組經電阻短接的情況下，利用轉子磁極的阻尼繞組產生的異步力矩。使機組按感應電動機的原理起動並加速，待機組轉速接近同步轉速時加勵磁，機組由同步力矩拉入同步。異步起動又分全壓起動和降壓起動兩種方式。
（1）全壓起動。利用機組的主斷路器將待起動機組直接接入電網，在全電壓作用下將機組起動。這種方式具有接線簡單、起動力矩大、起動時間短和設備投資省等優點，但起動時衝擊電流大.電力系統會產生較大的瞬時壓降;電機要解決承受起動衝擊電動力和阻尼繞阻發熱問題，大型機組往往採用整體磁極或採用水內冷式阻尼繞組。
（2）降壓起動。採取降低電壓的方法將機組起動。這種方式衝擊電流較小，阻尼繞組發熱較輕，但相應地增加接線的複雜性，延長起動時間，增加了設備投資。降壓起動方式較常用的有:
①電機迴路串接電抗器降壓起動。電杭器可串接在電機出線側或中性點側，起動時電機串接電抗器投入電網，機組便起動升速，接近額定轉速時投勵磁，機組被拉入同步，將電杭器短接後，便完成起動過程。
②利用主變壓器△連線的低壓側對稱中心抽頭的半壓起動。這種方式無需外加的降壓設備。機組用半電壓起動後，待轉速接近額定值時，切半壓斷路器，投全壓斷路器，經延時，投勵磁;也可以在半壓升速到臨近額定轉速時投勵磁，使機組進入同步運行，然後切半壓斷路器，延時投全壓斷路器。這種方式對電力系統衝擊小，但半電壓與全電壓間相位差60°，要注意合全壓斷路器時使機組與系統電壓相位基本一致。此外，還有利用定子並聯.支路中的部分支路進行降壓起動的。
背靠背同步起動
利用電站內或附近電站的一台可作發電機運行、而容量足夠的機組將待起動為水泵工況的發電電動機組同步地拖動起來。起動前兩台機組在電氣上互相連線，兩台機分別利用外加的勵磁電源或勵磁裝置加上合適的勵磁電流，然後發電機緩慢起動，並將電動機帶動起來，兩機同步升速，在轉速約為80%額定轉速時，勵磁迴路切換至機組自身的勵磁裝置上，發電機組的調速器投入工作，按自動準同期方式調節發電機的頻率和電壓，在滿足同步條件時將電動機投入電力系統;其後，作拖動用的發電機解列、停機。這種起動方式對電力系統或電機都不會有什麼衝擊。
半同步起動
異步起動和同步起動的混合方式。作拖動用的發電機與待起動的發電電動機組可以事先在電氣上互相連線，不加勵磁，發電機先起動，待轉速升爭50%一80%額定值時加勵磁。也可以在發電機升速、加勵磁後才將未勵磁的電動機接入。此時電動機在異步力矩作用下起動並升速，發電機則因帶負荷而減速，當兩機轉速相接近時，電動機加勵磁，然後由發電機帶著電動機同步加速到額定轉速。在滿足同步的條件下。將電動機併入電網。其後，發電機解列並減速到50%~80%額定轉速，又可著手起動另一台發電電動機組。這種方式對電力系統沒有什麼衝擊，且由於兩次起動之間發電機不需停機而縮短了電站各機組總的起動時間，機組也不需外加的勵磁電源;但機組要經受起動衝擊，待起動的發電電動機的阻尼繞組要發熱。
同軸小電機起動
在可逆式發電電動機組軸上直接連線一台滑環式線繞轉子感應電動機，轉子繞組與液體變阻器相連。機組起動時，投感應電動機的電源開關，使感應電動機在液體變阻器控制下，基本上按恆定力矩將機組起動加速，當轉速接近額定值時，投勵磁，在滿足同步條件的情況下將機組投入電網;為了同步調速的需要，感應電動機的磁極要比主機少1~2對，使其最大轉速大於主機的同步轉速。這種起動方式，各機組自成單元，互相間沒有牽連，對電力系統衝擊不大。機組由於增設了起動電機而增加了高度，有可能使主廠房加高。對高轉速機組，還可能影響轉動部分的穩定性。
靜止變頻器起動
利用晶閘管變頻裝置輸出頻率逐漸上升的交流電源將待起動的發電電動機組驅動起來。從電力系統來的工頻交流電源經整流器變成直流，然後逆變器在控制裝置控制下把直流變成頻率從零至額定工頻的交流電，從而將事先加了勵磁的電機起動並加速到額定轉速，然後將機組併入電力系統。這種方式對機組結構沒有特殊要求，起動過程對機組和電力系統沒有衝擊，工作比較可靠，為近年新建的大型抽水蓄能電站廣泛採用。
