新型电液调速器在新疆山口水电站的应用

王飞宇，赵志庆，周金龙

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

山口水电站位于新疆伊犁巩留县境内，电站形式为坝后式，地面厂房，设置3台47 MW水轮发电机组，电站总装机容量为141 MW，在系统中承担基荷任务。电站采用的水轮机调速器为武汉长空所生产的WDT-80K-6.3型调速器，WDT系列调速器是专为混流水轮发电机组研制的新型电液调速器，它充分考虑了PLC和IPC两种机型的优点，充分发挥了可编程计算机控制器(PCC)的技术特点，是总结了长控所双微机调速器和全可编程调速器的经验成果而研制的一类新型调速器。

1 机械液压系统的构成与特点

该电液随动装置由滤油器、紧急停机电磁阀、电液比例阀、切换阀、手动操作阀、主配压阀和接力器电气反馈装置等部件构成。控制阀均为板式结构，全部集成于主配压阀的上部。

该电液随动装置用电液比例阀直接控制主配压阀,没有油管和调节杆件，结构简单，调整方便。电气故障时，可保持机组故障前所带负荷，并自动切换为手动运行，具有可靠性高，耗油量小的突出特点。

2 电液随动装置各部件简介

1）电液比例阀。电液比例阀是由两个比例电磁铁推动的三位四通方向阀，其输出流量的大小，与输入比例电磁铁的电气控制信号成比例。与一般电液伺服阀相比，该阀具有体积小、电磁力大、可靠性高、抗油污能力强等优点。

2）主配压阀。主配压阀与传统的结构不同，其引导阀芯被可靠地固定于中位，不能上下运动。正常运行时，主配压阀的引导阀接通压力油。当通往辅助接力器上腔的控制油路被切断时，主配活塞必然与引导阀芯一样处于中位，以使其辅助接力器上腔的油压力与该活塞进油腔的差压力相平衡。当通往辅助接力器上腔的控制油路与排油接通时，主配活塞受其进油腔差压力的作用而向上偏离中位，使得辅助接力器上腔通过引导阀接通压力油。当进入辅助接力器上腔的压力油流量与排油流量相等时，主配活塞将稳定在中位上方的某一位置。显然，辅助接力器上腔的排油量越大，使主配活塞稳定所需的压力油流量就越大，因而主配活塞偏离中位的距离也越大。如果控制油路又被切断，而辅助接力器上腔却仍与来自引导阀的压力油相通，由于辅助接力器上腔的工作面积大于主配活塞差压面积，因而主配活塞将在辅助接力器上腔油压力的作用下迅速回到中位，以使作用于它的油压力重新平衡。

同样，当辅助接力器上腔与压力油接通时，主配活塞将在辅助接力器上腔油压力作用下向下偏离中位，辅助接力器上腔将通过引导阀接通排油。同样道理，主配活塞也会稳定在中位下方某一位置，且偏离距离与进入辅助接力器上腔的压力油流量成比例。一旦控制油路又被切断，主配活塞将在其进油腔差压力作用下重新回到中位。

从原理上讲，由于辅助接力器在偏离中位时，与引导阀共同形成了与输入流量相反的流量负反馈,且流量负反馈的大小,在一定范围内与辅助接力器偏离中位的距离成比例，因而辅助接力器这一积分环节，由于流量负反馈的存在，便成为一个受输入流量控制的比例环节了。

综上所述：主配活塞在控制油路正、负流量输入（即接通压力油或排油）的作用下将产生向下、向上的位移，其位移量与输入的流量在一定范围内成比例；一旦控制油路被切断，主配活塞将迅速复中。

3）手动操作阀。调速器自动运行时，手动操作阀处于中位，辅助接力器上腔受电液比例阀正、负流量输出的控制。调速器在机械手动运行时，电液比例阀出口控制油被切断，这时，辅助接力器上腔将受手动操作阀正、负流量输出的控制。

4）紧急停机电磁阀。正常运行时，压力油经过紧急停机电磁阀进入辅助接力器上腔和控制油路。在事故情况下,紧急停机电磁阀动作,使辅助接力器上腔接通排油,同时切断了控制油路的压力油源，使主配活塞快速上移，实现紧急停机。

5）滤油器。采用双联可切换滤油器，滤前滤后均装有压力表以监视滤芯堵塞情况，切换阀芯即可切换滤芯以便清洗。

3 电液随动装置系统工作原理

图1 电液随动系统原理图

以图1所示，压力油过滤后，经紧急停机电磁阀后一路进入主配引导阀，另一路进入电液比例阀和手动操作阀。正常运行时，紧急停机电磁阀为通路，主配引导阀接通压力油,电液比例阀直接与辅助接力器上腔相通。当电气控制信号为零时，电液比例阀阀芯在弹簧作用下复中，切断了通往辅助接力器上腔的油路，主配活塞准确地稳定于中位，主接力器也将稳定不动。当电液比例阀阀芯在电气控制信号的作用下运动一定距离，使辅助接力器上腔接通排油时，主配活塞将自中位向上移动一定距离，主接力器向关机侧运动。主接力器在关机时，同时带动电气反馈装置，直到使电气控制信号回零，电液比例阀和主配活塞便随之复中，主接力器便停止运动。反之，如电液比例阀使辅助接力器上腔接通压力油，主接力器亦将向开机侧运动相应距离。这样，主接力器将按一定比例随动于电气控制信号，构成了电液随动装置。当电气控制部份发生故障时，调速器切至手动状态，辅助接力器上腔将受按钮或手动操作阀的控制，实现手动操作。当电液比例阀发生故障时，将控制油路上的截止阀关闭，实现机械手动操作。

在事故情况下，紧急停机电磁阀动作,使辅助接力器上腔接通排油,同时切断了控制油路的压力油源，使主配活塞快速上移，实现紧急停机。

4 结语

山口水电站调速器电液转换装置采用比例阀形式，机械液压部分与传统调速器的结构不同，其引导阀芯被可靠地固定于中位，不能上下运，主配压阀的上下移动是靠输入与输出流量控制的，而移动的位移量比例于流量的大小，这正是新技术，新思想在实际中的应用。