压力钢管外水压力，根据输水系统地下水观测资料，应针对工程地形和水文地质特点，并考虑到运行期地下水位上抬的可能，为确保压力钢管抗外压安全，参照类似工程经验，一般取管道顶部覆盖厚度的 1/2 为设计外水头，即以“即使地下水位抬升至地表，钢管的抗外压稳定安全系数仍大于 1”为原则。

4. 电动机启动方式的选择

抽水蓄能机组的电动机工况有多种启动方式，根据具体条件酌情选择恰当的启动方式是 抽水蓄能电站设计的一个重要课题。它不仅涉及机组的结构、电站的电气主接线和厂房布置， 而且还影响到机电设备的工程投资。

根据电力系统和抽水蓄能电站的具体条件，应选用简单而可靠的启动方式。中、小容量 机组优先采用全压异步或降压异步启动。大、中容量电站则优先考虑利用邻近电站常规机组 进行同步启动的可能性。大容量机组台数不多时，可采用同轴小电机启动或小电机加同步启 动方式;机组台数多时，可采用2台同轴小电机加同步启动或1～2套变频装置加同步启动方 式[4]。抽水蓄能机组在电动机工况时的各种启动方式综合比较见表1。

上述各种启动方式各有优缺点，每种方式都得到应用。对于多台机组电站，为获得更高的可靠性和经济性，往往采用两种启动方式。最常用的有以下3种组合：①变频器启动为主， 同步启动作备用;②同步启动与同轴小电机启动的混合;③同步启动或半同步启动与降压启动的混合。从技术发展来看，变频装置启动方式发展较快，随着电力电子技术水平的提高，变频装置不仅可靠性不断提高，而且造价也逐渐降低，因而其使用范围正不断扩大。

5. 厂房布置问题

与我国已建设的大型抽水蓄能电站相比，国外大型抽水蓄能电站的厂房设计有些值得我 们借鉴的地方。他们把电站的地下厂房在布置上都是把主变压器放在主厂房洞的两端，主副 厂房和主变洞合为一个洞室。副厂房也不是集中布置在主厂房的一端，而是在主厂房内分散布置。这样的布置方式与我国的抽水蓄能电站通常的布置是不同的。采用一个长的大洞室， 比起用两个相互平行、间距又不可能很远的大洞室来，围岩的整体稳定性自然要更好一些。同样，安装场放在地下厂房中部比起放在端部来，可以减少洞室上、下游高边墙的连续长度， 对增加高边墙的稳定性也是有利的。

5.1 厂房位置优化选择的基本原则

抽水蓄能电站厂房常采用地下或半地下的型式，洞室稳定主要受断裂构造的控制。因此， 厂房位置优化选择的基本原则是：

(1) 避开较大断层，尽量减少断裂构造对厂房围岩的不利影响，在长期运行中安全可靠，并 有利于施工的安全顺利进行;

(2) 厂房区地下水的渗漏或涌水，对工程的施工及安全运行都将产生不利的影响，厂房位置 选择应避开地下水活动强烈地段;

(3) 洞室围岩质量的优劣，直接影响到围岩的稳定性。一般较大断裂带划分为Ⅳ～ Ⅴ类围岩，其余根据裂隙发育程度、地下水活动情况及风化程度等划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，厂房应尽 可能选择在围岩类别好的岩体内。

5.2 厂房型式的选择

由于抽水蓄能电站可逆式水泵水轮机机组要求吸出高度较大，大型抽水蓄能电站一般都采用地下式厂房布置。在布置地下厂房时，应争取把厂房设置在岩性较好的地区，尽量避开 较大的断层和破碎带。如果实在难以避开，也应尽量不与大断层和大的构造弱面相交，或只 与尽量少的构造弱面相交。具体的做法是将地质图上的各主要构造弱面投影到厂房拱顶的高 程上，这样就比较容易选择适宜于布置厂房的范围[5]。

对于中、小型抽水蓄能电站，如果地质条件允许，半地下竖井厂房是较为经济的布置形式。

6. 总结

以上仅提到几个主要技术问题，抽水蓄能电站设计中还常常遇到许多与常规水电站不同的技术问题，有待我们在实践中不断总结提高。

参考文献

[1] 赵士和.抽水蓄能电站动能设计和经济评价中几个问题的探讨[J].2006 年抽水蓄能年会论文集.

[2] 施祖辉，陈青生，周春天.消涡梁在抽水蓄能进水口中的应用[J].红水河，2005，24(4):16～18.

[3] 邹敬民，高树平，于艳丽等.进水口防涡措施研究[J].水动力学研究与进展，2000，31(4):63～66.

[4] 佘占兴，林礼清.抽水蓄能机组电动机工况的启动方式[J].福建电力与电工，2000，45(12):5～8.

[5] 陆佑楣，潘家铮主编，抽水蓄能电站，北京：水利水电出版社，1992 年 4 月.

[6] 福原华.抽水蓄能电站进水口、泄水口的水力设计[J].上海水利水电技术，1988，(1):32~43.