可逆式水泵水轮机的发展趋势：高水头、大容量和高转速化

五、可逆式水泵水轮机的发展趋势

经过半个世纪的发展，特别是20世纪70、80年代以来抽水蓄能电站的大规模兴建，国内外的水泵水轮机，包括可逆式和组合式，都趋于向高水头、大容量和高转速化发展。

1.中高水头向高水头发展

随着工作水头的提高，由上下库水位波动而形成机组水头的变化相对值减小，使水泵水轮机可以经常在较优的效率区工作，而达到最高的效益。水泵水轮机工作水头提高后，对于同样的加工难度（常用水头与转速平方的乘积来代表），可以生产更大容量的机组，增加电站的功率。在同样功率条件下，通过高水头机组的流量要小些，机组本身尺寸随之减小，管道尺寸也可以减小，都有助于降低电站的造价。高水头水力机组的转速高，对提高电动发电机的效率并减少电机尺寸有好处。纯抽水蓄能电站可以在具有适当地形的高地上人工修建水库，因此更有条件选择接近电网负荷中心的高水头站址，而不像常规水电站那样在更大程度上受河流和地形的限制。

2.大容量化——增大单机容量(www.xing528.com)

电力系统的总容量在日益增大，系统负荷峰谷差也日益增大，为了提高调节能力，系统内所需要的抽水蓄能容量亦随之增大。和多数旋转机械的规律一致，水电机组由于容量增大，单位容量所需金属材料和机械加工量实际上是降低的。另外，使用数量较少的机组可以简化电站的控制系统，降低电站的造价和运行费用，故在一定范围内，单机容量的增长能够带来直接的经济效益。

3.高转速化——采用更高的比转速

水泵水轮机的工作水头大小决定于转轮的线速度。为了达到较高的线速度，可以使用较大的转轮直径或较高的转速。现代的设计趋势是将转轮直径保持在一定范围内而尽量提高转速。对于水力特性而言，就是采用尽量高的比转速。根据目前国际上的制造水平，水轮机比转速n_s如果选在110～180r/min（n_q＝30～50r/min）范围内可以得到最高的水力效率，低于此比转速范围水力效率就明显下降。