蒲石河抽水蓄能电站输水系统充排水试验方法.pdf

水利水电技术第4 6卷2 0 l 5年第 5 期 蒲石河抽水蓄能电站输水 系统 充排水试验方法 周 翰 青 ( 中国人民武装警察部队 水 电第二总队六支队，福建 厦 门 3 6 1 0 2 1 ) 摘要 ：高水头大型抽水蓄能 电站输水 系统的充水和排 水，是电站投入运行不可缺 少的一项安全检 验，初期充排水试验是加载、卸载、检查、监测、发现 问题和处理缺陷的过程 ，为今后电站正式运行 提供安全可靠的质量保证。本文详细介绍了辽宁蒲石河抽水蓄能电站输水 系统充排水试验方法，可供 类似 工程参 考 。 关键词：抽水蓄能 ；充排水；引水 系统 ；尾 闸 中图分类号：T V1 3 1 6 ( 2 3 1 ) 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 8 6 0 3 M e t h od f o r wa t e r fil l i ng a n d d i s c h a r g i n g t e s t o n wa t e r d e l i ve r y s y s t e m o f Pus hi he Pu m p e d St o r a g e Hy d r o po we r St a t i o n ZHOU Ha n q i n g ( T h e N o 6 B r a n c h o f t h e N o 2 G e n e r a l T e a m o f A r me d P o l i c e H y d r o p o w e r T r o o p s ， X i a m e n 3 6 1 0 2 1 ，F u j i a n ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h e wa t e r fi l l i n g a n d d i s c h a r g i n g o f t h e wa t e r d e l i v e r y s y s t e m f o r t h e l a r g e p u mp e d s t o r a g e h y d r o p o w e r s t a t i o n wi t h h i g h h e a d i s a n a b s o l u t e l y n e c e s s a ry s a f e t y t e s t i n g for p u t t i n g i t i n t o o p e r a t i o n T h e i n i t i a l w a t e r f i l l i n g a n d d i s c h a r g i n g t e s t i s a p r o c e s s o f l o a d i n g ，u n l o a d i n g，i n s p e c t i o n，mo n i t o r i n g ， p r o b l e m fi n d i n g a n d d e f e c t t r e a t i n g ，wh i c h p r o v i d e s a s a f e a n d r e l i a b l e q u a l i t y g u a r a n t e e f o r i t s c o mme r c i a l o pe r a t i o n i n t he da y s t o c o me Th e Me t h o d for wa t er fil l i ng a n d d i s c h a r g i ng t es t o n wa t e r d e l i v e r y s y s t e m o f P u s h i h e P u mp e d S t o r a g e Hy d r o p o w e r S t a t i o n i s d e s c r i b e d h e r e i n i n d e t a i l ，S O a s t o p r o v i d e r e f e r e n c e f o r t h e s i mi l a r p r o j e c t s c o n c e r n e d Ke y wor d s：p ump e d s t o r a g e h y dr o po we r s t a t i o n；wa t e r fi l l i n g a nd di s c h a r g i n g；wa t e r de l i v e ry s y s t e m ；t a i l r a c e g a t e 1 工程概况 蒲石河抽水蓄能电站是我 国东北第一座 大型纯 抽水 蓄能 电站 ，总装机容 量为 1 2 0 0 MW。电站 工 程枢纽建筑物主要 由下水库泄洪排沙 闸坝 、上 水库 钢筋混凝土面板 堆石坝 、地下 厂房洞室系统 、输水 系统及地 面开关 站等地 面 附属建筑物 组成 。其 中 ， 输水 系统主要建筑物 ( 按发 电流向 ) 由发 电引水系统 及发电尾水系统组 成。发 电引水 系统包括上水 库进 ( 出) 水 口、引水隧洞上平段 、引水 隧洞斜洞段 、引 水隧洞下平段 、引水 高压 岔管和压力钢管 ；发 电尾 水系统 由尾闸室 、尾水隧洞支洞、尾 水岔管 、尾水 调压井 、尾水隧洞 主洞 、下 水库进 ( 出) 水 口组 成。 引水发电系统 为二洞 四机 布置 ，尾水发 电系统采用 一 洞 四机布置 。 2 输水系统充排水试验方案 输水系统充排水试验 由发 电引水系统充排水试验 和发电尾水系统充排水试验组成。发电引水系统充排 水试验包括 2 发电引水系统充排水试验、1 发电引水 系统充排水试验 。发 电尾水系统充排水试验 由尾水事 故 闸门至下水库进 、出水 口检修闸门段和尾水事故闸 门至机组段组成 。因首台发电机组是 2 引水系统上的 收稿 日期 ：2 0 1 4 1 2 3 0 作者简介 ：周翰青 ( 1 9 8 4 一 ) ，男 ，工程师 。 Wa t e r Re s o u r c e s a n d Hy d r o p o w e r En g i n e e d n g V o l 4 6 No 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 机 ，尾 水 系统 是 一 洞 四机 布 置 ， 故首先进行 2 引水 系统和尾水 系统 的充 排 水试 验 。2 机组 发 电之 前 ， 再进行 1 引水 系统 和 1 、2 尾 水事 故 闸门至机组段 的尾水 系统 的充排 水试验。2 引水 系统和尾水 系统充 排水试验选择 分开独立进 行 ，这样 既降低 了充排 水强度 ，也 降低 了试 周翰青蒲石河抽水蓄能电站输水系统充排水试验方法 表 1 2 引水 系统充水试验分级参数 充水量 累计量 累计水 稳压时 高程 m 水位上升速率 m h m m 头 m 间 h 一 2 0下水库水位 2 1 4 0 6 1 5 2 l 0 4 8 下水库水位 1 5 0 ( 平洞按最大充水能力 充水 ) 1 5 0 2 5 0 6 2 9l 2 7 6 9 7 2 5 2 5 4 8 2 5 0 3 0 0 3 1 4 5 3 0 8 4 2 3 0 2 5 7 2 3 0 0 3 4 1 5 6 5 7 0 3 7 41 2 3 4 3 5 5 7 2 验 中一旦出问题处理起来 的难度 ，同时也可以避免二 者之间的相互影响。输水系统充排水试验方案包括 以 下 4个 步骤 。 2 1 尾 水 系统 充水 尾水系统充水前 ，关闭 1 一 ， 4 尾水事故闸门，利 用下水库进 、出水 口检修闸门节 间为尾水系统充水 。 发 电尾水系统充排水试验段包括尾水事故闸门至下水 库进、出水口检修闸门段和尾水事故闸门至机组段。 由于尾水事故闸门至下水库进 、出水 口检修闸门段尾 水系统的排水要通过机组尾水管排水管 ，利用检修排 水泵将水体排至下水库 ，因此尾水系统两段的充排水 应结合进行 ，即充水分两段进行 ，排水统一由机组尾 水管排水管进行 。根据工程的实际状况 ，因在尾水系 统进行充排水试验时，机组仍在安装 ，未完成无水调 试 ，为节 约 工期 ，先 进 行 尾水 事 故 闸 门 到下 游 进 ( 出) 水 口检修 闸门段尾水系统 的充水试验 ，本 段充 水可通过尾水事故闸门的旁通 阀进行 ，待尾水事故闸 门至机组段尾水系统工程面貌达到要求时 ，再进行尾 水事故 闸门至机组段的尾水系统的充水试验及整个输 水系统 的排水试验 ，该阶段充排水试验将在机组具备 过流条件时进行 ，充水后稳压 7 2 h ，充水可通过尾水 事故闸门旁的旁通阀进。 2 2 2 引水系统充水 2 引水系统充水 ，可利用机组上水库充水泵向水 道充水 ( 充水前关 闭 3 、4 球 阀并锁定 ) 。利用设 置 的充水系统充水 ，先打开充水系统的旁通阀，通过 自 流将 2 引水系统充水至与下水库水 位平齐 ，之后关 闭旁通阀 ，启动充水泵 向 2 引水 系统高于下水库水 位洞段充水。 因 2 引水系统充水时间长于尾水系统充水时 间， 所以可与尾水系统充水 同时进行 。电站上水库 2 引 水 系统充水试验所需水量约为 3 7 4万 m ，充水量及 充水分级参数如表 1 所列。 在 2 上游引水系统充水前 ， 3 和 4 机组进水球 阀 必须处于关 闭状态并锁定 ，检修密封利用临时压力水 系统必须能够可靠投入 ，上水库进、出水 口事故检修 水利水电技术第4 6卷2 0 1 5年第 5期 闸门下闸并锁定 ，打开机组上水库充水泵的旁通 阀， 自流充水至下水库水位 ，然后关闭旁通阀，利用机组 上水库充水泵 ( 额定 抽水量为 4 5 0 m h的充水泵 2 台) 向水 道充水 。充水速率 为 ：下 平洞 ( 含 下平段 、 岔管段 、压力钢管段 ) 按照供水 系统最大供水能力充 水 ，斜洞段高程 1 5 0 0 m 以下水位上升不超过 1 0 m h ，斜洞高程 1 5 0 0 m以上( 包括上平洞 ) 水位上升不 超过 5 m h 。充水高程不能超过 3 4 1 5 m( 事故检修闸 门底槛高程 ) 。完成 2 引水系统充 水试验 约 3 0 9 h ， 折合约 1 3 d 。 2 3 2 引水系统下水库水位以上洞段排水 2 引水系统充水完毕 ，稳压满足时间要求后 ，就 可 以进行引水系统排水。引水系统排水分两段进行 ， 即下水库水位以上洞段排水和下水库水位以下洞段排 水 ( 可结合尾水 系统排水进行 ) 。2 引水 系统 下水库 水位以上洞段排水可经机组检修排水系统 ( 额定排水 量为 3 1 5 m h的排水泵 4台) 排水放空引水系统 ，排 水之前 ，打开 4 机球 阀前压力钢管排水 阀，将水体 自流排人尾水管后将洞内水体排至下水库。排水速度 控制原则 ：斜井内水位每小时下降不超过 3 m，平洞 段排水速度按照 1 2 6 0 m h来控制。排水速度可通 过钢管底部排水针 阀手动调节开度进行合理控制。当 排水 中出现流量调节不能满足要求时( 即水位下降速 率过快) ，可采取间歇 ( 台阶) 式排水方法使其满足上 述水位下降速率要求 ，完成 2 引水系统排水试验约 1 2 2 h。 2 4 2 引水系统下水库水位 以下洞段排水 、尾水 系 统排水 2 引水系统 内水体的水位降至与下水库水位平齐 后 ，关闭下水库进 、出水 口检修闸门，打开 4 尾水事 故闸门、压力钢管排水阀、蜗壳排水阀( 处于打开状态 就可以) ，打开4 尾水管的排水阀，利用检修排水泵将 水体排至下水库，排水完毕后，关闭水泵、阀门。 在充排水试验完成后 ，应对水道系统进行全面的 检查 ，其主要的检查 内容包括 ：( 1 ) 检验整个输水系 ( 下转第 9 0页) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王海娟， 等响水涧抽水蓄能电站 1 组定子匝问短路事故原因分析 表 3机组短路升流机端及 中性点电流数据 A相 A B相 A C相 A 横差 电流 A 序号 电流效率 部位 A套 B套 A套 B套 A套 B套 A套 B套 机端 O 2 0 1 9 0 2 O 2 O 1 9 0 1 9 0 0 l 3 0 中性点 O 1 9 O 1 9 O 2 O 1 9 0 1 9 O 2 O O 机端 0 3 3 O 3 3 0 3 3 0 3 3 0 3 3 0 3 3 O O 2 5 0 中性点 O 3 3 O 3 3 0 3 3 0 3 3 0 3 3 O 3 3 0 0 机端 0 5 4 0 5 4 0 5 4 0 5 4 0 5 4 0 5 4 0 O 3 8 0 中性点 0 5 4 0 5 4 0 5 4 0 5 4 0 5 4 0 5 4 0 0 机端 0 6 8 O 6 8 0 6 8 0 6 8 0 6 7 O 6 7 0 O 4 l O 0 中性 点 O 6 8 0 6 7 O 6 8 0 6 8 0 6 8 O 6 8 O O 表 4机组升压机端 电压数据 项 目 机端相电压 ( A、B、c ) v 机端线电压( A、B、c ) V 正序电压 V 负序 电压 V 零序电压 V 横差 电流 A A套 5 7 8 4、5 8 1 6 、5 7 8 8 1 0 0 5 2 、1 0 0 5 9 、1 O 0 5 6 5 8 O 1 0 O 1 0 4 2 O O 0 B套 5 8 0 1 、5 7 7 3 、5 8 1 6 1 0 0 6 3 、1 0 0 5 7、1 0 0 5 9 5 8 O 2 0 O 1 0 8 5 0 0 0 6 事故预防措施 响水涧抽水蓄能电站 1 机组投产半年时间，软连 接 由于长时间运行产生膨胀变长 ，在运行过程中的风 力作用下 ，容易造成相互碰撞 ，引发匝问事故。为避 ( 上接 第8 7页) 统及其 与 施 工 支 洞 交 叉 堵 头 的设 计 及 施 工 质 量 。 ( 2 ) 了解输水 系统所处部位 围岩的工程地质 及水文 地质变化情况 。( 3 ) 检 验各项 预埋 监测仪器 的运行 情况及监测成果 的分析 。( 4 ) 检验钢管外排 水措施 ( 管壁排水 、岩壁排 水 ) 的效果及 其可靠性 。( 5 ) 检 验金属结构启 闭设备及输水系统放空排水设备 的质 量及其可靠性 。( 6 ) 检验 厂房及 高压钢管排 水廊道 排水 的作用和效果。 ( 7 ) 检验 钢管首部 防渗帷幕 的 效果等 。 3 结语 高水头大型抽水蓄能 电站输 水系统 的充水 和排 水 ，是 电站投入运行不可缺少的一项安全检验 ，因此 工程必须具备一套完善的充排水设备。抽水蓄能电站 首次充排水是指上 、下水库及输水系统施工完毕后第 9 0 免类似事故重复发生 ，对该电站 2 、3 、4 机组的中 性点软连接均采用中间添加绝缘支撑 ，并在运行过程 中定期进行检查。 ( 责任编辑郭利娜) 一 次进行 的充水和排水 ，它与 以后 的充排水有所 区 别 ，输水系统的初期充 、排水试验是加载 、卸载 、检 查 、监测 、发现问题和处理缺陷的过程 ，是对输水系 统安全运行的第一次检验。因此充排水试验有利于检 查输水系统存在的问题 ，以便及时采取处理措施 ，消 除隐患 ，为今后电站正式运行提供安全可靠 的质量保 证 。 参考文献 ： 1 武铁 山，史海峰 宜兴抽水 蓄能 电站 1 尾水 系统 充排水 试验 J 四川水力发电 ，2 0 1 0 ，2 9 ( 3 ) ：5 4 5 7 2 孙殿 国 天荒坪抽水 蓄能 电站 输水系统充 排水试 验 J 水力 发 电，1 9 9 8 ( 8 ) ：3 8 - 4 1 3 陈伯汉 周宁水电站引水道充排 水试 验 J 水力发 电，2 0 0 6 ， 3 2 ( 1 2 )：8 2 8 4 ( 责任编辑康健) 推 避 藏旗 獭 麓 案 藤 落 谵 冰 水利水电技术第4 6卷2 0 1 5年第5期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m