随着社会的发展,人们对电力系统稳定性的要求愈来愈高,抽水蓄能电站独特的调峰填谷、调频调相的性能和处置电网紧急事故的能力,逐渐成为我国电网不可缺少的重要组成部分。抽水蓄能电站与常规水电站相比,具有更为复杂的运行状态,工况转换也更加频繁,在极端工况下,如何维护机组安全稳定运行至关重要。然而甩负荷工况下的抽水蓄能机组的流动状态非常复杂,这也对抽蓄电站的安全稳定运行提出了严峻的考验,因此研究甩负荷后的过渡过程有着重要的工程实际意义。目前普遍采用的过渡过程数值模拟计算方法包括一维特征线法和三维CFD(Computational Fluid Dynamics)方法,两种方法都具有一定的局限性。为探究抽水蓄能电站机组甩负荷时主进水阀在导叶拒动和导叶协同关闭两种情况下的内部三维瞬变流动过程与特性,本文将两者结合,对某抽水蓄能电站甩负荷后的两种不同关阀方式参与过渡过程调节进行研究。第一,采用一维数值模拟计算方法建立了抽蓄电站引水管路系统,计算了甩负荷工况下,主进水阀单独关闭与主进水阀和导叶协联关闭的各项特征量。机组运行在水轮机额定工况时,突然甩负荷,导叶拒动,主进水阀起到截断水流的作用,其关闭对调节保证计算的影响与导叶关闭类似。当机组运行在水轮机额定工况时,突然甩负荷,导叶与主进水阀两种不同关闭规律。第一种方式,导叶25s直线关闭,主进水阀64s直线关闭;第二种方式,导叶拒动,主进水阀64s直线关闭,由其过渡过程计算结果极值对比发现,阀前压力最大值、转速上升最大值、蜗壳末端压力最大值、过阀流量峰值等参数在导叶-主进水阀协联关闭时更优。第二,建立了主进水阀三维物理模型,然后建立了三维仿真模型,利用profile文件以定义了流场仿真的边界条件,选用Realizable k-ε湍流模型,模拟了两种关阀方式下主进水阀内部三维瞬变流动过程,计算得到阀前压力变化曲线并与一维数值仿真计算结果进行了对比,结果误差较小,有较高的可信度。第三,分析了两种关阀方式下的内部流场演化过程,结果表明:甩负荷过渡过程中,两种关阀方式下主进水阀内部三维瞬变流动过程的CFD仿真结果具有较高的精度;主进水阀关闭过程中其内部流场复杂,形成的涡流会改变内部流向,造成压力损失;在阀腔处有较大的压力变化,为机组安全运行带来隐患;两种关阀方式下阀腔中的压力最大值均出现在枢轴处,且协联关闭方式下的压力最大值和流速最大值相对较小。