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抽水蓄能电站励磁系统的特点
金国雁
(吉林省电力科学研究院长春130021)
摘要：本文介绍了抽水蓄能机组与常规水轮机组相比，其励磁系统的主要特点。
关键词：抽水蓄能励磁系统变频起动微机励磁调节器

1抽水蓄能电站简介
我们知道，电力具有发、供、用同时完成的特性。在负荷低谷时，发电厂的发电量可能超过了用户需要，电力系统有剩余的电能。而在负荷高峰时，又可能出现满足不了用户需要的情况。建设抽水蓄能电站能够较好地解决这个问题.。
抽水蓄能电站有一个建在高处的上水库(上池)和一个建在电站下游的下水库(下池)。抽水蓄能的机组能起到作为一般水轮机的发电作用和作为水泵将下池的水抽到上池的作用。在电力系统低谷负荷时，抽水蓄能电站的机组作为水泵运行，往上池蓄水。在高峰负荷时，作为发电机组运行，利用上池的蓄水发电，送到电网。
世界抽水蓄能电站的运行实践证明，它的能量转换比率达75%，即深夜低谷抽水耗电4kW·h，可在高峰期间发出电力3kW·h.。
一些发达国家的实践表明，电网发展到了一定的阶段，必须建设一定数量的抽水蓄能电站来改善和平衡电力系统的负荷能力，提高系统的供电质量和经济效益。
2抽水蓄能电站在电网中的作用
既能调峰又能填谷，具有双倍容量功能。抽水蓄能电站的机组从备用达到满负荷运行仅需120s到150s，这是火电机组所望尘莫及的。且这种电站具有削峰和填谷的双重作用，因此它的调峰能力为其装机容量的2倍，比常规水电站和调峰机组的调峰能力要好得多.
起停迅速，是理想的紧急事故备用电源。抽水蓄能机组起停迅速，改变工况快，是良好的事故备用机组。在日本、意大利等国家，有些抽水蓄能电站年利用仅500h，绝大部分处于备用状态。
改善火电和核电运行条件。抽水蓄能电站与核电配合运行所发电量成为可满足电网负荷变化要求的优质电能。如电力系统日最小负荷率为0.6，系统为纯火电机组时，还得一些机组频繁地起停运行。如果加入10%的抽水蓄能机组，则火电机组的调荷能力只需20%或稍多一点即可，同时“解放”了绝大部分火电机组，让它们在高效率区间运行。对于核电站而言，尤其需蓄能电站配合改善其运行条件。
提高电网运行效益。在水电比重较大的电网中，抽水蓄能电站可利用水电的低谷电能抽水转换成高峰电量，从而减少水电弃水量或火电耗煤量。
发挥线路的输电能力。有了蓄能电站，相当于一条高速公路变成了两条高速公路——低谷时，线路可以满载运行，而高峰时，在主网线路满载运行的情况下，蓄能电站依然可以供给周围的高峰负荷，从而减轻了主网线路的压力。
显著的动态效益。从国外的研究成果看，抽水蓄能的动态效益主要体现在承担短负荷、事故备用、调频、调相、提高系统运行可靠性等方面。抽水蓄能电站的调相运行功能可减少电网无功补偿设备，从而节省电网投资及运行费用。
节省电力投资费用。研究表明，兴建抽水蓄能电站，其投资比常规水电站少、工期短。
抽水蓄能电站可大大提高电网运行的安全性。由于抽水蓄能机组起停速度快，改变工况速度快，是电力系统的“快速反应部队”，它的加盟，对电力系统的安全运行和事故备用都起到安全保障作用。
3我国抽水蓄能电站发展概况
截至2004年底，全国已建成抽水蓄能电站11座，总装机容量5600MW，占全国电力装机容量的1.8%。其中已建成的3座大型抽水蓄能电站是：北京十三陵抽水蓄能电站(4台200MW机组)、华北天荒坪抽水蓄能电站(6台300MW机组)和广州抽水蓄能电站(8台300MW机组)。
4抽水蓄能电站的发展过程
抽水蓄能电站的机组，早期是发电机组和抽水机组分开的四机式机组；然后发展为水泵、HYPERLINK"http://www.coco163.com/zldq/S/S1987.htm"水轮机、发电-电动机组成的三机式机组；现在已发展为水泵水轮机和水轮发电电动机组成的二机式可逆机组。
可逆机组大轴上端为发电电动机，下端为水泵水轮机。在发电工况下机组作为水轮机-发电机运行，抽水工况下作为水泵-电动机运行，两种工况的转向相反。抽水蓄能电站具有发电与抽水两种工况，对可逆式机组应设置换相开关来改变相序，从而改变电机的旋转方向。换相开关多采用隔离开关，换相开关可设在主变压器高压侧，也可设在低压侧，但设在高压侧占地面积大，且二次接线复杂。所以近期所建的抽水蓄能电站多将换相开关设在低压侧。可逆机组极大地减小了土建和设备投资，得以迅速推广。
5抽水蓄能电站励磁系统
抽水蓄能电站励磁系统构成
抽水蓄能电站励磁系统全部采用自并励励磁方式。机组正常运行时的励磁电源取自发电电动机机端，通过干式励磁变压器降压，经晶闸管整流后送至励磁绕组。当机组抽水起动和电气制动停机时，励磁电源取自高压厂用电，通过干式起励变压器降压，经上述晶闸管整流后供给电动机起动和电气制动停机时的励磁。为了提高起励运行的可靠性和灵活性，机组还