一種水電站調(diào)壓閥液壓控制系統(tǒng)

高中明+楊輝躍

摘 要：文章介紹了一種水電站調(diào)壓閥液壓控制系統(tǒng)，包括緊急停機閥、快速關(guān)閉閥、插裝閥、單向節(jié)流閥、調(diào)壓閥控制閥以及各元件之間的連接管路。在水輪機導(dǎo)葉快速關(guān)閉的同時，可靠快速地控制調(diào)壓閥接力器動作。

關(guān)鍵詞：調(diào)壓閥；調(diào)壓閥控制系統(tǒng)；中小型水電站

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.131

0 引言

在水電站運行中，當(dāng)水輪發(fā)電機組突然甩負荷或因事故緊急停機時，調(diào)速器自動控制水輪機快速關(guān)閉導(dǎo)葉，壓力管道內(nèi)產(chǎn)生水壓和機組轉(zhuǎn)速上升。對于壓力引水管道較長的電站，單純的改變水輪機導(dǎo)葉關(guān)閉的時間，有時不能同時使壓力和轉(zhuǎn)速上升都控制在允許的范圍之內(nèi)。因此，通常采用設(shè)置調(diào)壓井或調(diào)壓閥等方法來解決壓力和轉(zhuǎn)速上升的矛盾，保證電站安全運行。但設(shè)置調(diào)壓井需要較大的投資和較長的工期，而有些電站限于地形、地質(zhì)條件，還難于建造調(diào)壓井，因此對于這一類中小型水電站采用調(diào)壓閥方案具有較明顯的優(yōu)勢。

1 組成部分

如圖1，調(diào)壓閥液壓控制系統(tǒng)包括油壓裝置、調(diào)節(jié)裝置、水輪機導(dǎo)葉快速關(guān)閉控制裝置、調(diào)壓閥控制裝置、導(dǎo)葉接力器、調(diào)壓閥接力器及之間的連接管路。

（1）油壓裝置、調(diào)節(jié)裝置。油壓裝置包括：濾油器、油泵電機組合、單向閥、蓄能器、壓力顯控器、管路球閥、回油箱。與水輪機調(diào)速器控制系統(tǒng)共用一套油壓裝置，工作壓力等級有2.5MPa、4.0 MPa、6.3MPa以及16MPa，可根據(jù)實際需求選擇。

（2）導(dǎo)葉快速關(guān)閉控制裝置。導(dǎo)葉快速關(guān)閉控制裝置包括：緊急停機閥（3）、大波動關(guān)閉閥（4）、單向閥（5）、單向節(jié)流閥（6）、插裝閥（7、8、9）。緊急停機閥（3）的P口與油源裝置（1）的壓力油相連，T口與油源裝置（1）的回油箱相連，A口與插裝閥（7）的K口相連，B口與單向閥（5）的第一端口相連。大波動關(guān)閉閥（4）的P口與油源裝置（1）的壓力油相連，T口與油源裝置（1）的回油箱相連，A口與單向節(jié)流閥（6）的第一端口相連，B口被堵住。單向節(jié)流閥（6）的第二端口與單向閥（5）的第二端口連接。插裝閥（7）的B口與調(diào)節(jié)閥組（2）的第一端口連接，A口與油源裝置（1）的壓力油相連。插裝閥（8）的口與單向閥（5）的第二端口連接，A口與插裝閥（7）的A口連接，B口接接力器（10）的第一端口。插裝閥（9）的K口與插裝閥（8）的K口連接，A口接接力器（10）的第二端口，B口接與油源裝置（1）的回油箱相連。

（3）調(diào)壓閥控制裝置。調(diào)壓閥控制裝置包括液控閥（11）、插裝閥（12、13）。液控閥（11）的控制口與插裝閥（9）的K口連接，P口與油源裝置（1）的壓力油相連，T口與油源裝置（1）的回油箱相連，A口與接力器（14）的第一端口相連，B口與接力器（14）的第二端口相連。插裝閥（12）的A口與油源裝置（1）的壓力油相連，B口與接力器（14）的第二端口相連，K口與接力器（14）的第一端口相連。插裝閥（13）的A口與接力器（14）的第一端口相連，B口與油源裝置（1）的回油箱相連，K口與接力器（14）的第一端口相連。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 液壓原理

全油壓控制的調(diào)壓閥基本動作特點是：快速開啟，緩慢關(guān)閉；當(dāng)負荷小幅度減小、或者緩慢持續(xù)變小時，調(diào)壓閥不動作；當(dāng)負荷減少較快，比如甩較大負荷時，調(diào)壓閥開啟；增加負荷時，調(diào)壓閥不起作用（增加負荷，即使是快速增加負荷，管道內(nèi)的壓力值不會增加，所以沒有必要開啟調(diào)壓閥）。

2.2 正常操作

正常操作時，調(diào)速器調(diào)節(jié)裝置（2）控制導(dǎo)葉接力器（10）慢速動作，緊急停機閥（3）與大波動關(guān)閉閥（4）不動作。液控閥（11）的控制口通壓力油，插裝閥（12、13）關(guān)閉，調(diào)壓閥接力器（14）在液控閥（11）A口壓力油、B口回油的作用下，處于關(guān)閉位置（圖示向左方向為關(guān)方向）。

2.3 緊急停機或甩負荷

緊急停機或甩負荷時，緊急停機閥（3）或大波動閥（4）動作，插裝閥（8、9）打開，導(dǎo)葉接力器（10）迅速關(guān)閉（圖示向右方向為關(guān)方向）。同時，液控閥（11）控制口接回油，插裝閥（12、13）打開，接力器（14）迅速打開。

2.4 緊急停機復(fù)位或甩負荷完成

緊急停機復(fù)位或甩負荷完成時，緊急停機閥（3）與大波動關(guān)閉閥（4）不動作，液控閥（11）的控制口通壓力油，插裝閥（12、13）關(guān)閉，接力器（14）在液控閥（11）A口壓力油、B口回油的作用下，以較慢速度關(guān)閉，實現(xiàn)了調(diào)壓閥“快速打開慢速關(guān)閉”的動作功能。

3 結(jié)束語

水電站調(diào)壓閥液壓控制系統(tǒng)能在機組甩負荷、緊急停機時可靠地聯(lián)動調(diào)壓閥接力器動作，使調(diào)壓閥快速開啟，緩慢關(guān)閉；小負荷變化時，調(diào)壓閥不動作；甩較大負荷時，調(diào)壓閥開啟，增負荷時，調(diào)壓閥不起作用。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)范圍廣、安全可靠、維護方便，完全滿足電站的運行需求，已經(jīng)成功運用于緬甸亞沙角水電站（YAZAGYO HYDROPOWER PROJECT 2*2000kW）。

參考文獻：

[1]魏守平.水輪機調(diào)節(jié)[M].華中科技大學(xué)出版社.

[2]GB/T 9652.1-2007.水輪機控制系統(tǒng)技術(shù)條件[S].