同一高压输水系统内的三台机同时甩负荷试验在国内抽水蓄能电站极为罕见，国家电网区域的抽水蓄能电站一般为一洞两机布置形式，如：宝泉、白莲河、仙游、仙居电站等，更早期的天荒坪电站上游输水系统为一洞三机布置，下游尾水系统却为一管一机布置。天荒坪电站曾在1999年进行过同一输水管内的两台机组同时甩600MW负荷试验，但没有再进行三台机同时甩负荷试验；南方电网区域的广州抽水蓄能电站、惠州抽水蓄能电站（简称惠蓄）及清远抽水蓄能电站（简称清蓄）上下游引水系统均为一洞四机布置形式，惠蓄#5和#6机在2011年进行了双机甩600MW负荷试验，但未进行过三机同时甩负荷试验；日本今市电站一洞三机布置形式，曾经做过三机同时甩1080MW负荷试验，但其输水管和尾水管均有调压井；清蓄采用一管四机上游引水系统不设调压井的布置方式，国内外这种形式的三机同时甩负荷试验实例极少。

  清蓄三机同时甩负荷试验的目的主要是检测甩负荷时压力钢管和每台机组蜗壳最大压力上升值、每台机组尾水管真空度、每台机组最高转速上升值及验证导叶关闭规律是否合适。，清蓄三机组同时甩负荷试验可以为验证设计和优化设计提供依据。

  清蓄装有4台立式单级混流可逆式水泵水轮机-发电电动机机组，单机容量（发电工况）320MW，总装机容量1280MW。上水库正常蓄水位612.5m，死水位587.0m，设计洪水位613.13m。下水库正常蓄水位137.7m，死水位108.0m，设计洪水位141.84m。电站最大毛水头504.5m，最小毛水头449.3m，水轮机工况额定净水头470m。机组安装高程42m，吸出高度为-66m。引水系统布置方式为一洞四机不设调压井、四台机组共用一个下游尾水调压室。地下厂房布置另有4台主变，每两发-变组单元在高压侧联接，形成两组联合单元接线，经由两路高压电缆连接500kV地面开关站。500kV地面开关站目前只设置一回500kV清花甲线。在线路跳闸的情况下，清蓄所有运行机组将甩负荷停机。

  在各种组合工况过渡过程中：活动导叶采用2 段关闭模式，进水球阀采用1 段关闭模式，且关闭时间慢于活动导叶的关闭时间。机组最大转速（含计算误差）不大于1.45倍额定转速，蜗壳进口中心线处的最大压力值（含压力脉动和计算误差）不大于780mH2O，转轮出口处最大压力值不超过165mH2O，转轮出口处最低水压值不少于12mH2O（绝对压力）。

  导叶关闭采用先快后慢两段折线关闭规律，水轮机导叶最大相对开度为94.07%，第一段为快速关闭（2.4s）至76%折点位置，第二段为慢关。两段总关闭时间70.0s。导叶与进水球阀一起进行关闭，进水阀关闭设计时间为70.5s。详见图1。

  经调保计算分析导叶关闭时，球阀是否关闭对机组调保参数的影响不大，因此机组正常甩负荷时的关机过程可仅由机组导水机构完成，将球阀作为在机组甩负荷且导叶拒动时，机组防飞逸的后备保护措施。

  导叶关闭规律折点取不同时间、不同开度敏感性分析计算，根据调保计算，参数极值结果对折点位置的敏感度不高，鲁棒性较好，但当折点A取为（2.4s, 76%）时，对调保参数有一定优化作用，应尽可能调整折点， 使折点位置尽可能靠近76%。为保证现场关闭规律能最大限度的与理论计算一致和试验安全，三甩前对导叶关闭规律进行了专项检查，#1机组折点位置76.15%，#2机75.64%，#3机组75.44%，关闭斜率与理论计算基本一致。见图2。

  甩负荷试验是通过线路跳闸模拟真实情况做，试验过程中存在厂用电丢失造成机组损坏风险，在甩负荷试验前做专项厂用电切换试验，确保甩负荷试验过程中厂用电切换功能正常，联系供电所落实蓄能一、二干10kV 线路保供电事宜，试验应避开不利天气的影响。试验时，安排运行人员在厂用电控制盘柜旁，一旦厂用电未能正常倒换，手动操作将厂用电倒换至地区电源供电。同时要求厂家复核推力轴承断水运作情况，计算根据结果得出当冷却水中断15分钟后，在最恶劣的假设之下，推力轴承油温从额定的45°C升至61°C，推力轴承瓦温从额定69.2°C增加到79.9°C，两者温度均处于可接受的范围以内。其它上导、下导、水导轴承和主轴密封也经计算确认,能够保证机组无损运行15分钟并安全停机。

  同时厂用电倒换造成监测设备失电无法记录数据风险，将试验监测设备电源全部连接到UPS 装置上由UPS 供电。

  2016 年01 月03日，清蓄#2机单机进行甩100%负荷试验，当时的上库水位604.74m、下库水位125.02m，毛水头479.72m，导叶接力器行程286mm（92.0%），#2机试验表明，压力钢管水压的峰值6.305MPa（642.9m）出现时点为甩后7.0s，计算结果最大值为6.200MPa（634.9 m），出现时点为甩后6.9s，尾水管水压计算结果最小值为0.49Mpa，试验实测最小值0.50MPa 左右，转速上升的实测峰值557.8r/min（比额定转速高30.1%，以下同）出现在甩后5.4s，计算峰值564.3 r/min（31.7%）出现在甩后5.4s。上述几个项目的实测结果与计算结果基本一致；

  2016 年02月18日至19日，清蓄#1、#2机双机同时甩负荷试验，按25%、50%、75%、100%顺序进行， 逐级确认无误后再进行下一步试验。着重介绍一下双机甩100%负荷现场试验结果情况，甩前上库存水位608.84m、下库水位119.24m，毛水头489.6m，导叶接力器行程的275mm（88.4%）。试验表明，#1机蜗壳水压的峰值6.842MPa（697.7m）出现在甩后8.5s，#2机蜗壳水压的峰值6.761MPa（689.4m）出现在甩后8.6s，的情况下，计算根据结果得出，2号机蜗壳水压最大值为665.8m（约6.529MPa），出现在7.7s,两台机实测结果与计算结果基本一致。同样尾水管水压#1、#2机实测值与计算结果在数值上几乎一致。#1机转速上升的峰值572.1r/min（33.4%）出现时点为甩后6.9s，计算结果的峰值579.2r/min（35.1%）出现时点在甩后5.9s；#2机转速上升的峰值573.3r/min（33.7%）出现时点在甩后6.9s，解析结果的峰值580.9r/min（35.5%）出现时点在甩后5.8s。双机甩负荷试验上述几个项目的实测结果与计算结果基本一致。

  试验日期从2016 年6 月20 日开始，具体计划详见下表2，每个试验完成后，应得到各方的报告，确认运行系统及试验正常，试验总指挥下令并经总调批准后方能进行下一个试验的工作。

  （1）#1机发电带50%负荷甩负荷试验(线kV 地面开关站目前只设置一回500kV 清花甲线，在线路跳闸的情况下，清蓄电厂所有运行机组将甩负荷跳机，清花甲线因保护动作跳开，此时清蓄侧线kV开关，并由机组LCU根据500kV开关位置和机组转速变动情况判断后ESD跳闸。从调速器一次调频功能分析，线路跳开后，即使机组没有立即ESD，机组频率上升，导叶的关闭规律依然和ESD停机导叶关闭斜率一致，为验证此规律，2016年6月20日21:18，#1 机组发电带50%负荷线路跳闸甩负荷，试验波形如下图6。

  试验结论分析为：调速器一次调频作用明显，线.6S后高频保护动作， 3.1S后电气过速110%动作，与机组ESD导叶关闭规律一致。

  同时线路跳闸后，厂高变切换至地区电源逻辑正常，机组各轴承温度稳定，为下一步安全三甩奠定了基础。

  2016年6月21日至22日，3台机组发电带25%、50%、75%负荷甩负荷试验，三机同时甩25%、50%、75均满足合同调节保证要求，且与计算值基本一致。线路跳闸后导叶关闭规律与ESD一致，各机组轴承温升正常，机组各部件检查无异常，能够继续100%甩负荷试验。甩后数据见下表3。

  A.2016年06月23日 11:51:58，三机同甩试验结果中，三台机组蜗壳水压的峰值比较接近，约为7.020MPa（716.7m）出现时点在甩后9s，3台机组的尾水水压也比较接近，最小值0.407MPa（41.5m），与计算值结果在数值上相当，趋势一致，转速上升峰值与计算值接近，较预想还有一点裕度，均在模拟计算所控制的理论极限区间之内,见表4。

  B.三台机组导叶关闭折点均在76%附近，导叶接力器关闭采取两段式折线关闭规律，实测快关段与慢关段斜率与理论计算斜率基本一致，说明调速器的一次调频在线路跳闸机组甩负荷过程作用明显，3台机组相当于线路一跳闸，立即同步关闭导叶。

  C.三台机组蜗壳压力、峰值趋势一致；#1和#3机组尾水压力趋势一致，峰值接近，但#2机组尾水压力波形趋势与#1、#3机略有不同，在四机同甩前需对其管路和传感器进行全方位检查确认；三台机组转速趋势一致，峰值基本接近，与理论计算趋势一致。

  D.三甩负荷过程，振动摆度特征数据较单甩、双甩时，数据略大一点，但趋势一致，说明三甩时转速略较单甩、双甩时大，甩后检查机组振动摆度等数据均和三甩前数据相同，说明三甩后机组结构没有受到破坏。

  （1）通过清远蓄能电站“一洞四机”三机同时甩负荷试验，试验测量的主要参数的数值与预想结果较为接近，验证了厂家用于水力过渡过程先快后慢导叶两段关闭规律是可行的，各振动摆度及轴承温度变化趋势稳定，为电站长期安全稳定运行提供了试验依据。

  （2）在电站甩负荷试验过程中, 根据前一阶段的实测结果实时进行计算对比分析，可以为下一阶段的试验提供对应参考，从而某些特定的程度上降低了试验过程中的风险，先快后慢导叶两段关闭规律因折点在76%，有必要在甩100%负荷前确认，有利于现场试验的安全、顺利进行。

  （3）可根据试验结果推断相关修正方法和修正值及三台机的试验结果和四台机仿真计算结果，推断四台机同甩的可能达到的值，复核一开始选择的设计值是不是满足安全。

  （4）目前一洞多机布置形式机组相继甩负荷尾水管真空度比较难满足规定的要求，三机甩负荷试验还有个目的，就是复核厂家调保计算中的极端情况：如三台机满发二台机甩负荷第三台延时6秒甩，会出现尾水负压的结论等，通过三机甩负荷数据与理论三机甩荷计算成果作对比，进行误差分析。

  （5）同一高压输水系统内的三台机同时甩负荷试验在国内抽水蓄能电站极为罕见，三机同甩试验为一洞多机布置形式提供了提供安全实证，并验证和推导了甩负荷工况，为将来机组结构设计和一洞多机选型提供实践依据，对今后工程建设产生一定影响。