機械液壓過速保護系統(tǒng)在水電站中的應用

【摘要】伴隨著水電站自動控制技術的不斷成熟與發(fā)展，這不僅要求水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運行，同時還對水輪發(fā)電機組的多重保護系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。機械液壓過速保護系統(tǒng)具有結構簡單、操作方便、性能穩(wěn)定、價格合理等特點，并且能在測速裝置失靈、電力供給異常的情況下對發(fā)電機組進行過速保護，維護了發(fā)電機組的運行安全，避免了機組飛逸事故對水電站造成的損失，是水電站過速保護設計方案的較佳選擇，進一步加強對其的研究非常有必要。基于此本文分析了機械液壓過速保護系統(tǒng)在水電站中的應用。

【關鍵詞】機械液壓過速保護系統(tǒng)；水電站；應用

1、機械液壓過速保護系統(tǒng)的作用

發(fā)電機組在運行過程中有時會出現轉速超高的情況。一般來說，發(fā)電機組專用的調速器會針對機組的轉速來進行調節(jié)。假如調速器的工作出現任何異常情況，導致發(fā)電機組的調速器沒有在第一時間得到調節(jié)，則轉速測量設備將會向過速保護系統(tǒng)發(fā)出訊號。這時過速保護系統(tǒng)將會自動啟用保護手段，關閉機組的進水通道使得機組停止運行，從而實現保護機組的目的。在眾多過速保護系統(tǒng)中，機械液壓系統(tǒng)是一種應用較為普及的系統(tǒng)。在發(fā)電機組運行過程中，機械液壓過速保護裝置并不是單獨依靠轉速測量設備來獲取發(fā)電機組的轉速，而是利用自身離心探測器來對發(fā)電機組的轉速進行監(jiān)控。如果發(fā)電機組的轉速過快，機械液壓過速保護裝置將會啟動液壓回路關閉導葉，隔斷進水路徑，從而實現停機。

2、機械液壓過速保護系統(tǒng)的特點和工作原理

機械液壓過速保護系統(tǒng)主要由離心探測器、切換閥、脫扣器以及機械位置開關4個部分構成。其中離心探測器安裝于發(fā)電機組的大型旋轉軸上，起到監(jiān)測發(fā)電機組轉速的作用。當發(fā)電機組運轉正常時，離心探測器內部的彈簧使其能夠克服機組帶來的離心力，保持離心探測器在大軸上的位置不發(fā)生變化，此時機械液壓過速保護系統(tǒng)處于未激活狀態(tài)。一旦發(fā)電機組的轉速上升并超過了預定值，彈簧將無法抵消離心力的作用，導致離心探測器產生移位，帶動柱塞撞擊切換閥，激活機械液壓過速保護系統(tǒng)。在激活狀態(tài)下，切換閥的狀態(tài)改變，壓力油發(fā)生流動，令事故配壓閥兩側形成壓力差，推動事故配壓閥向壓力較小的一側移動，壓力油得以繼續(xù)向前流入導葉接力器，觸發(fā)接力器關閉導葉并啟動電氣回路，最終切斷進水閘門，達到關閉發(fā)電機組的目的。與此同時，機械液壓過速保護系統(tǒng)的電氣接點導通，向水電站發(fā)送事故停機信號，確保工作人員能夠及時發(fā)現意外狀況，并作出合理的處理決定。機械液壓過速保護系統(tǒng)是應用于大型機械的無源過速保護系統(tǒng)，其依靠壓力油來控制系統(tǒng)的過速保護操作，克服了電力對系統(tǒng)的影響，既使運行環(huán)境中的電力供應出現故障，也能正常運作，第一時間關閉進水閥門使機組停轉，防止了飛逸事故的發(fā)生，保證了發(fā)電機組的運行安全。

3、機械液壓過速保護系統(tǒng)在水電站中的應用

3.1、機械液壓過速保護系統(tǒng)在水電站中的應用分析

在水電站發(fā)電機組運行保護中機械液壓過速保護系統(tǒng)具有較為突出的作用優(yōu)勢，并且應用價值也相對比較高。在我國水電站的規(guī)劃建設中，為了實現水電站發(fā)電機組的運行保護，早期對于水電站發(fā)電機組的運行監(jiān)測，多是借助電力驅動設備與裝置實現的，通過在水電站發(fā)電機組中進行電力驅動的運行監(jiān)測裝置安裝應用，實現對于發(fā)電機組的工作運行狀態(tài)監(jiān)測與保護，這種保護方式由于受到監(jiān)測裝置的影響，不僅運行監(jiān)測的準確性比較低，并且在電力設備發(fā)生故障問題時不能夠進行報警處理，同時也會影響到過速保護的保護實施，具有較為突出的應用制約和局限性。針對這種情況，隨著機械化水平的提升以及水電站建設發(fā)展中對于設備運行保護要求的不斷提升，為克服傳統(tǒng)過速保護系統(tǒng)在實際保護應用中的局限性，機械液壓過速保護系統(tǒng)作為一種新的保護方式，在水電站發(fā)電機組運行保護中逐漸被提出并進行應用。

現階段水電站的規(guī)劃設計中，對于水電站發(fā)電機組的運行保護基本都采用了常規(guī)過速保護與機械液壓過速保護相結合的保護方式。比如，在我國某水電站的規(guī)劃設計中，對于水電站發(fā)電機組的運行保護就采用了常規(guī)過速保護與機械液壓過速保護系統(tǒng)相結合的保護方式，并將機械液壓保護作為水電站發(fā)電機組運行保護的最終保護，在發(fā)電機組運行保障中起到了積極作用和重要意義。

3.2、機械液壓過速保護系統(tǒng)的應用注意事項

機械液壓過速保護系統(tǒng)在使用其過程中需要注意以下三點：（1）機械液壓過速保護系統(tǒng)安裝的過程中要注意離心探測器、柱塞與切換閥之間的距離要嚴格按照安裝規(guī)范進行，從而保證離心探測器在發(fā)電機組出現轉速過高的時候能夠準確接觸切換器。（2）在安裝離心探測器的時候要保證其安裝在機組大軸正下方的垂直角度，使得重力與離心力可以疊加而非抵消，從而全面保護水電機組過速時繼續(xù)液壓保護系統(tǒng)能夠被啟動。（3）在對機械液壓過度保護系統(tǒng)完成安裝調試后，應該進行無水調試，以便充分保證系統(tǒng)中各個部分與結構能夠正常工作。另外，當機械液壓過度保護動作后，需要以人工的方式將系統(tǒng)調整回正常狀態(tài)，以便對發(fā)電機組進行下一次保護。

總之，隨著當前水電站設備的自動化程度越來越高，對調速系統(tǒng)電氣部分的調節(jié)和控制依賴愈發(fā)嚴重，機組的安全運行存在失去電源從而就失去保護的風險，因此應用機械液壓過速保護系統(tǒng)能夠起到保護的作用，進一步加強對其的研究非常有必要。

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