高油压水轮机微机调速器液动换向阀卡阻的改造方法

李忠湖

(浙江同济科技职业学院，浙江杭州 311231)

0 引言

随着可编程控制技术在水轮机调速器中的应用，一种体积小、调速功率大、调节稳定性好的高油压水轮机微机调速器在各类中小型水轮发电机组中广泛应用.这种调速器多数采用数字阀式机械液压随动系统，电气采用先进的可编程控制技术，结构简单，运行可靠，安装布置方便，具有良好的调节品质，适用于混流式、轴流式、贯流式水轮机的调节控制［6］.主要功能具有调速器自动或手动开停机，自动运行时自动增减负荷，无扰动地实现调速器自动与手动运行相互切换，实现机频和网频频差快速调节和机组快速并网，并根据永态转差系数和频率给定值自动调整机组的出力，可实现与上位机的通信联络，大大提高了水电站自动化运行水平.

1 高油压水轮机微机调速器的特点

1.1 电气部分

高油压水轮机微机调速器电气部分由可编程控制器和触摸屏组成，中文显示，可靠性高，抗干扰能力强.采用数字测频及智能PID(比例-积分-微分)控制，稳定性好，带独立负荷运行调节品质优越.该调速器还具有在线自诊断，调速器电气部分故障时自动转入手动运行功能［3］.

1.2 机械部分

当负荷小波动时，采用电液比例阀直接控制接力器，提高了调速系统的稳定性和可靠性.当负荷大波动时，采用电磁球阀和液动换向阀控制接力器，能迅速可靠地开启和关闭接力器，确保机组的运行安全.控制阀采用集成块组合成一体，结构紧凑，标准化程度高.

1.3 油压装置

与传统的调速器及油压装置相比，高油压调速器具有显著的技术和经济优势:①采用比例电磁阀、高速开关阀等现代电液控制技术，减少了液压放大环节，结构紧凑，工作可靠，具有良好的速动性和稳定性.②采用囊式蓄能器蓄能，胶囊内充氮气与液压不接触，油质不易劣化，胶囊密封性能好，长期运行一般不需补气，电站省去了一套高压气系统，节省了经济和空间，减少了运行与维护.③工作油压高，体积小，重量轻，用油量少，电站布置方便，液压件生产标准化、系列化、集成化程度高，质量可靠［1］.

2 高油压水轮机微机调速器液动换向阀卡阻

2.1 液动换向阀卡阻的原因及后果

高油压水轮机微机调速器采用数字阀式机械液压随动系统［1］，它与YT型调速器液压系统相比，调节性能稳定，可靠性高.因此，水电站基本不对微机调速器进行大修，导致液动换向阀生锈、拉毛、卡阻，液动换向阀回复不到中间位置，轻则自动调节失灵，重则严重危及机组运行安全.特别是液动换向阀卡阻，调速器无法紧急关机，此时进水阀不能紧急停机联动，后果不堪设想.而YT型调速器设有一套全手动操作装置，应急时可用全手动操作机组关机.

2.2 液动换向阀卡阻改造方法

在液动换向阀与接力器之间串接液动换向阀3和紧停阀1，见图1.压力油经过紧停阀左位通到液动换向阀左腔，液动换向阀右腔通过紧停阀接通排油，正常工作时液动换向阀左位接通.当液动换向阀卡阻调速器不能关机，机组过速到(140%)进水阀(蝴蝶阀)不能联动关闭时，此时紧停阀1励磁，紧停阀阀芯左移，油路右位接通.压力油接通液动换向阀3右腔，左腔接通排油，液动换向阀3阀芯左移，右位接通，接力器关机腔接通压力油，开机腔接通排油，接力器按紧急关闭时间关闭.紧停阀1过速动作可根据电站实际情况整定.在液动换向阀右腔装设压力信号器，当紧停阀1励磁时，液动换向阀右腔接通压力油，压力信号器发出紧急停机后备保护装置动作信号，并将信号传给上位机.

图1 改造后的高油压水轮机微机调速器原理图

3 结语

经过上述改造后的高油压水轮机微机调速器增设了一套紧急停机后备保护装置，遇到液动换向阀卡阻，失去关机控制时，紧急停机后备保护装置动作起到了可靠的机组过速安全保护作用，确保了水电站机电设备的运行安全.

［1］魏守平.水轮机控制工程［M］.武汉:华中科技大学出版社，2005.

［2］程远楚，张江滨.水轮机自动调节［M］.北京:中国水利水电子学出版社，2010.

［3］沈祖诒.水轮机调节［M］.北京:水利水电出版社，1998.

［4］符林芳，李稳贤.液压与气压传动技术［M］.北京:北京理工大学出版社，2010.

［5］曹树平，刘银水.电液控制技术［M］.武汉:华中科技大学，2010.

［6］富丹华，吕建平，徐 伟.水轮发电机及辅助设备运行与维修［M］.南京:河海大学出版社，2005.