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大家好，今天给各位分享的主题是《“一洞多机”该怎么选？》。

本课程主要介绍了抽水蓄能电站输水发电系统布置形式、优缺点及比选方案考虑因素。让基层管理新职工能够区分四种洞机组合布置形式，以及明确一洞多机不同布置形式的影响因素。

我们都知道，抽水蓄能电站是利用水能储存能量的一种电力储能系统，通过在能源充裕时将水抽至高处储存能量，在能源需求高峰期释放水力发电以满足电网需求，具有调峰填谷、事故备用、调频调相、快速启闭等功能。

抽水蓄能电站是电力系统在调节平衡、安全稳定和提升电能质量方面的关键资产。

那抽水蓄能电站由哪些关键功能系统组成呢？一般来说，由上水库、下水库、地下厂房、引水系统和开关站等组成。

今天我们要谈的就是引水系统。引水系统是抽水蓄能电站的重要组成部分，是电站上库与地下厂房的连接枢纽，更是有电站“主动脉”之称，对电站运行起着承上启下的重要作用。

电站引水系统的供水方式可分为一管一机、一管两机和一管四(或三)机等方式。

这张图是响水涧抽蓄1洞1机的布置图，在我们可以看到电站是布置了4条引水隧洞、4条尾水隧洞。

这张图是天荒坪抽蓄1洞3机的布置图，在我们可以看到电站是布置了2条引水隧洞，在每条隧洞又分成3个岔管连接了3台机组，就是1洞3机或2洞6机的布置方式。

最后，这张图是厦门抽蓄1洞2机的布置图，在我们可以看到电站是布置了2条引水隧洞，在每条隧洞又分成2个岔管分别进入厂房，连接了2台机组，就是1洞2机的布置方式。

那这些布置形式分别有哪些优劣势？如何选择呢？我们一一来揭秘下： 一管一机供水布置方式结构简单，运行方式灵活。此种供水方式输水系统土建工程量较大，因而造价较高。一管一机供水方式多适用于电站引用流量较大，水头较低，高压管道长度较短的首部布置方案，如琅琊山、响水涧等抽水蓄能电站。 一管四(或三)机供水布置方式，一般投资较省，但当主管损坏或检修时，电站全部机组将停机，运行不够灵活。这种供水布置方式主管 HD值(水头与管径乘积)往往较大，多适用于地质条件好，采用钢筋混凝土衬砌的电站，如广州、天荒坪、惠州、梅州等抽水蓄能电站。 一管两机供水布置方式优缺点介于上述两者之间，适用范围较广，钢筋混凝土或钢板衬砌压力管道都有应用。采用这种布置方式的抽水蓄能电站最多，如十三陵、桐柏、张河湾、西龙池、宝泉、蒲石河、呼和浩特、敦化、沂蒙、丰宁等抽水蓄能电站。

接下来我们来看一道单选题，来检验大家对以上内容的吸收程度：以下哪种供水方式，输水系统土建工程量较大，造价较高。A、 一洞一机。B、 一洞两机。C、一洞四(或三)机。 答案是A，一洞一机 一洞一机的土建工程量较大，造价较高，且因为”地形条件限制，进出水口布置空间有限”在目前已建抽水蓄能电站中一洞一机的数量还是非常少的，大多数还是采用一洞多机也就是一洞两机和 一洞四(或三)机。

下面我们详细学习一下引水系统布置形式比选原则及影响因素。 在抽水蓄能电站设计规范(NB/T10072-2018)6.4.2条第2款中规定：输水系统可采用”一洞一机”或”一洞多机”的布置形式，应根据地形地质条件、管径或洞径、衬砌型式、电站运行要求等，通过技术经济论证确定。

首先是工程地质条件，这是布置形式必选的一项重要因素， 地质条件方面，当采用隧洞内水流等流速原则拟定隧洞洞径时，1洞4机是1洞2机隧洞衬后直径的约1.4倍。按照常规的1200MW装机容量的抽水能电站，约400米水头段，则1洞4机主洞开挖直径达10米左右。洞规模的扩大，地质条件的好坏将给开挖支护带来更大的难度，直接影响到采用1洞4机的可行性。

第二个考虑的因素是衬砌型式， 若采用钢衬，当1洞4机方案引水系统采用全钢衬方案，因隧洞直径加大，引水系统钢衬壁厚将大幅增加，高强钢板用量也会增加。钢板壁厚的增加和高强钢板用量的增加，将会给压力钢管的制安带来更大的难度，包括壁厚更厚直径更大的压力钢管的卷板、焊缝面积的焊接、重量更重管节的吊装、高强钢板焊接工艺要求更高等。

对于高水头电站，岔管HD可能成为方案是否可行的决定性因素，1洞4机钢岔管相比1洞2机HD增加约45%，钢岔管设计制作难度大幅增加。根据现有工程经验钢岔管 HD值不宜超过5000毫米。当超过这一值较大时，不宜采用1洞4机方案。 当采用钢筋混凝土岔管时，则不受这一条件制约。一般情况下，能采用钢筋混凝土岔管的条件下，引水系统的地质条件相对较优，可优先考虑1洞4机方案。

另外若当引水主洞具备钢筋混凝土衬砌条件时，一洞3机4机布置相对简单，“1洞4机”布置方案不存在邻洞间渗透问题，相对减少渗透破坏风险，从减少渗透破坏风险看，“1洞4机”布置优于“1洞2机”布置。

第三个因素是从机组安全运行上分析,一洞两机与一洞四机方案机组设备制造、厂房结构、设备布置基本相同，从输水系统水力过渡过程理论计算的经验来看，两方案本质上区别不大，均不存在制约性因素，但一管四机方案组合工况较为复杂，出现恶劣工况时，不可预见因素较多，电站系统受破坏的潜在性风险较大。

从运行管理上看，工程建成后，1洞2机方案电站运行相对灵活，一条隧洞或某一台机组球阀检修时，只需停两台机组，另外两台机组仍能保证正常运行，担负抽水蓄能电站在电网中所应有的作用；1洞4机方案，当隧洞或某一台机组球阀检修时，箭停四台机组，对整个电网进行统一调度影响相对较大，故运行管理方面，1洞2机方案较有利。同时1洞4机方案四台机共用一条隧洞，复杂多变的工况引起的水力瞬变过程对水道系统结构及机组特性的要求更为严格，1洞4机方案过渡过程工况明显多于1洞2机方案，甩负荷工况组合方式及过渡过程计算边界条更为复杂，水力系统发生事故概率以及不利的设备故障叠加可能性更高,选择"1洞2机可以直接避免很多工况组合的发生，另外1洞2机方案调保极值也优于1洞4机方案。

第四个要考虑的因素是经济方面，单洞对应机组台数越多，建设期经济性越好，一洞四机一般比一洞两机减少投资5至7千万元左右。输水道越长，一洞四机经济性则更具优势。当输水系统长度在 2000至2500米之间，一洞四机和一洞两机投资差距相对较小；当输水系统长度超过3000米时，输水系统越长，一洞四机和一洞两机投资差距越大。简单概括，距高比大的抽水蓄能电站，同等条件下，一洞四机方案将节约更多投资。

以上就是引水系统布置形式的主要比选原则及影响因素。 整体而言，我们在进行方案比选，综合各种因素的影响时发现： 一洞两机具有单个隧洞规模适中，施工期开挖相对简单，后期运行管理及检修相对灵活方便的优点。相较而言一洞四(或三)机的优点是土建工程量较小，投资相对较小，但隧洞规模较大，开挖不便；对于引水采用钢岔管的电站，岔管规模较大，不易施工；后期运行管理及检修不灵活。

最后，我们总结下本节课的内容。 我们主要讲解了抽水蓄能电站引水系统的供水方式的分类和“一洞多机”布置方式时比选因素的考量。 1是抽水蓄能电站引水系统的供水方式可分为一洞一机、一洞两机和一洞四(或三)机等方式。2是采用“一洞多机”布置方式时，根据初步判定的围岩情况，要保证洞室规模满足成洞条件；对于采用钢板衬砌且引水岔管采用钢岔管时，钢岔管规模应能够满足后续制作、安装条件，对于采用钢筋混凝土衬砌要充分考虑邻洞间渗透问题和水力劈裂等问题；考虑在机组运行检修或者事故发生时，应对电网系统影响较小，且检修期不影响电网正常运行，减少影响电站整体效益；

到这里，本门课程的内容就全部结束了，希望在电站引水系统供水方式的选择上能给到你一些启发。