水泵水轮机S特性区的流动不稳定及其引起的压力脉动与噪声问题严重影响抽水蓄能电站的安全稳定运行。针对该问题，本文对某高水头水泵水轮机15mm导叶开度下的多个水轮机工况进行了全三维非定常数值模拟计算。通过研究S特性区不同流量工况下的流动特征，揭示了水流阻滞的形成机理和引起的压力场变化，探讨了水轮机工况转轮不同叶片进口的水流阻滞现象及其引起的压力脉动和噪声的频谱特性。研究表明因转轮叶片正面脱流和动静干涉而在无叶区形成的水流阻滞现象是引起高水头水泵水轮机部分负荷工况高压力脉动的关键因素，无叶区水流阻滞的同步稳定形成和保持是引起水泵水轮机空载工况不稳定的根本原因。空载工况和制动工况的声功率谱密度值远大于水轮机工况的声功率谱密度值，其中sp5、sp7、sp8、sp9测点的声功率谱密度大于其他测点的声功率谱密度，水泵水轮机活动导叶设计时，需要对这4个测点所在位置进行改型优化，以避免空载工况和制动工况下形成同步稳定水流阻滞区而产生严重的振动和噪声问题。