簡介
潘家口抽水蓄能電站是混合式抽水蓄能電站,位於河北省遷西縣潵河橋鎮上游10 km處灤河幹流上。電站設計總裝機容量420MW,多年平均年發電量5.64億k·h,其中,天然徑流發電量3.56億kW·h,抽水蓄能電量2. 08億kW·h。電站用220 kV輸電線路向京津唐電力系統供電,起削峰填谷作用,每年發電1411 h,抽水1071h。潘家口水利樞紐還是天津市、唐山地區城市生活及工農業供水的主要水源之一,併兼有防洪效益。工程分兩期建設,一期工程包括主壩、副壩、壩後式廠房及1台常規機組;二期工程包括3台抽水蓄能機組、下水庫低壩、下水庫電站及相應設施。一期工程於1975年初月開工,常規機組於1981年投產。二期工程於1984年動工。3台抽水蓄能機組均於1992年末投入運行。
工程由天津勘測設計研究院設計,武警水電一支隊施工 。
上水庫和下水庫
上水庫為潘家口水庫。壩址以上流域面積3.37萬km,多年平均年徑流量24.5億m³。水庫校核洪水位227.0 m,相應庫容29.3億m³;最高蓄水位224.7m,相應庫容22.45億m³,正常蓄水位222m,相應庫容20.62億m³;死水位180m,相應庫容3.3億m³。為多年調節水庫。主壩按千年一遇洪水設計,洪峰流量40400m³/s,按五千年一遇洪水標準校核,洪峰流量54500m³/s。主壩為混凝土寬縫重力壩,最大壩高107.5 m,壩頂長1039.11m,壩頂高程230.5m。溢流壩段設18孔溢洪孔,用弧形閘門控制,尺寸為15m×15m,千年一遇洪水時,下泄33600m³/s。此外,底孔壩段還設定了4個探式泄水孔,孔口尺寸為4m×6m,用弧形閘門控制。
在主壩下游5.5 km處建混凝土重力壩,壅高尾水位,形成下水庫。最大壩高28.5m,壩頂長1098m。設有20孔溢洪閘及20孔無阿溢洪壩段。正常蓄水位144.0m。最低水位139.0m,調節庫容1000萬m³,死庫容452萬m³,。水位150m時,總庫容3168萬m³,。按五十年一遇洪水設計,五百年一遇洪水校核,最大泄洪能力為28000m³/s 。
廠房
主廠房為壩後式廠房,長128m,寬26.2m,高31.7m。內裝單機容量為150MW的常規混流式水輪發電機組1台和單機容量為90MW的可逆式抽水蓄能機組3台。用壩內埋設的單元壓力鋼管引水。兩種機組所用管徑分別為7.5m和5.6m ,管長分別為85.836m和91.331 m。進水口設快速閘門。
下水庫壩左側建有1座河床式廠房,長45m,寬49.53m,高20.5m。內裝2台單機容量為5 MW的燈泡式貫流機組。
抽水蓄能機組
混流可逆式水泵水輪機,轉輪直徑5.53m。水泵工況川兩種轉速運行:揚程為65.1~85. 7m時,轉速為142.86r/min;揚程為36~66.4m時,轉速為125r/min。揚程70.11時,流量119.5m³/s,輸入功率89.050MW;揚程54m時,流量103.9 m³/s,輸入功率59.7MW。水輪機工況:最大水頭85m時,出力100MW;額定水頭71.6m時,出力90MW,流量145.4 m³/s;最小水頭36m時,出力26. 95MW。機組比轉速180m·kW,最大飛逸轉速245r/min。
發電電動機為兩種同步轉速的變極電機。發電機運行時額定功率91MW,電機效率98.05%。電動機運行;42極時輸入功率96 MW,轉速142.8r/min; 48極時輸入功率59.5MW,轉速125r/min。
採用自並激靜止式勵磁。採用電氣液壓調速器,油壓5MPa。除常規自動化元件外,還裝有主軸擺動儀、頂蓋水平和垂直振動儀、水輪機主軸密封塊磨損檢測儀、油箱內混水報警器、下機架變形儀和發電機組冷卻排水管自動調節閥等。
為水泵起動,裝有1組60MW變頻器。當水頭在60m以下時,變頻器可帶1台機組在水泵及水輪機工況做變速運行。由於套用變頻器,使低水頭段機組總效率由59%增加到77%,因而使電站的替代工作容量提高15%,同時改善了機組汽蝕和振動條件,達到安全穩定運行要求。
每台機組配1台三相變壓器,額定容量100MV·A,電壓變比為220±11×1.4% kV/13.8kV,採用高壓側有載調壓開關。變壓器按特殊要求設計,以滿足帶變頻器變速運行的要求 。