水轮发电机组事故配压阀存在问题及改进方案

陈盛枝++林建兴

摘 要：SGP-100集成事故配压阀是一种二位六通型换向阀，主要用于水电站水轮发电机组的过速保护系统中，是直接操作水轮机导叶接力器的执行机构，它串接于调速器主阀与导叶接力器之间的油管路上本文介绍了水轮发电机组事故配压阀的工作原理、结构特点、工作情况以及运行中出现的问题，并根据问题找到其发生的根本原因，提出具体改进方案。

关键词：事故配压阀；工作原理；发生原因；改进方案

中图分类号：TV737 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）02-0125-02

1 概述

街面水电站总装机300MW，为两台150MW混流式水轮发电机组，每台机组均设有进水口快速闸门及型号为SGP-100型集成事故配压阀，防止机组过速。SGP-100集成事故配压阀是一种二位六通型换向阀，主要用于水电站水轮发电机组的过速保护系统中，是直接操作水轮机导叶接力器的执行机构，它串接于调速器主阀与导叶接力器之间的油管路上[1]。正常情况下，事故配压阀不起作用，总是使调速器主阀与通向水轮机导叶接力器的管路处于连通状态；当机组过速且调速器拒动时，事故配压阀将跨越调速器，接受过速保护信号动作，将调速器切除，使调速器主阀通向水轮机导叶接力器的管路被切断，油系统中的压力油直接操作导叶接力器而紧急关闭导水机构，防止机组过速，为水轮发电机组正常运行提供安全可靠的保护[2]。

2 事故配压阀工作原理

图1中的管1接压力油、管2接事故配压阀的先导二位三通电磁阀工作腔。水轮发电机组正常运行时，管2通过二位三通电磁阀接压力油，阀芯3在差压作用下处于上位时，事故配压阀的P腔和O腔切断，主配阀的开启和关闭分别与接力器的开启和关闭腔相通，即B腔与A腔通，主配阀操作接力器来实现，事故配压阀上端位置开关9输出机组工作正常信号的位置信号。

当调速器发生故障致使机组转速过高，调速器无法完成通过接力器关闭导水机构操作时，管2前端先导二位三通电磁阀接受过速保护动作信号动作，电磁阀换向，将压力油切断，管2接回油，事故配压阀阀芯2在差压作用下向下移动，阀实现换向，事故配压阀动作到位后，其上端位置开关8输出事故动作的位置信号。此时调速器的控制回路被切断，此时P腔与C腔通，A腔与O腔通，即系统的压力油与接力器的关闭腔接通，接力器的开启腔接回油，水轮机的导水机构在接力器操作下实现关闭，从而实现水轮机停机，避免机组发生飞逸事故。通过调节单向节流阀4的开度，可调整事故状态时管2回油的速度，以整定SGP-100集成事故配压阀的动作时间，并起到液压缓冲作用。调节锥形调节阀5的开度，可调整事故状态时接力器的回油速度，以整定接力器的关闭时间。

3 运行中存在问题及原因分析

在实际运行中出现曾出现1号机运行中，机组过速限制器油压装置检修状态。当停机降负荷时，发现1号机负荷降不下来，到现场对调速器系统进行检查，发现调速器电气调节柜运行正常，调速器机械柜的导叶平衡表偏关，滤网前后压差达1MPa，经手动切换比例伺服阀，导叶电手动、纯手动方式均无法操作，1号机调速器油压装置油压下降很快，1、2号压油泵频繁启动打油，调速器机柜内听到主配压阀配油声，但调速器机柜的导叶开度表指示没有变化，到水车室内检查导叶控制环并未动作，观察机组事故配压阀外观状态正常，但阀芯指示略有位移。经对调速系统处理无效后落进水口快速闸门、断开发电机出口开关后停机，手动投入机械制动闸，关闭机组冷却水。经恢复过速限制器油压装置运行后，1号机事故配压阀复归正常状态后，操作1号机导叶至全关，投入1号机导叶控制环机械液压锁定。对机组进行全面检查正常后，对机组引水钢管进行充水，充水至进水口快速闸门前后平压后提起额定开度，恢复机组至热备用状态。

通过对出现原因进行分析，其主要原因有主配阀或事故配压阀存在隐性缺陷，造成泄压而无法操作导叶；机组正常运行时，过速限制器的控制压力油源由过速限制器油压装置的过速限制器压力油1和过速限制器压力油2提供，经液压控制阀至事故配压阀的上端，保证事故配压阀处于正常工作状态。当过速限制器进行检修时，保障事故配压阀处工作位置的压力油源相应管路阀门关闭，过速限制器压力油1和过速限制器压力油2消失，此时机组运行中主配开启腔与主配关闭腔内充满压力油，事故配压阀阀芯在差压的作用下导致事故配压阀跑位，引起各接口油路走向不正常，使事故配压阀中的主配关闭腔D来的压力油大部分经开启腔B管路回流至集油槽导致操作压力不够，造成无法动作调整机组的导叶。导致1号机无法正常停机。

4 改进方案

原实际调速系统控制原理图（图2），在原调速系统控制回路上增加机组自身的油源作为压力油，保证机组在运行时事故配压阀处正常工作状态，使机组安全稳定运行。如图3调速系统控制回路上增加了机组压力油1和机组压力油2作为备用油源，正常时机组压力油1和机组压力油2的相应阀门是关闭的。事故配压阀的正常工作状态，过速限制器压力油2进油，过速限制器回油2排油，在液压控制阀的作用下，事故配压阀上端进油、下端经过速限制器回油2排油，保证过速限制器处正常工作位。当过速限制器检修时，关闭过速限制器压力油1和过速限制器壓力油2管路阀门，开启机组压力油1和机组压力油2管路阀门，以保证事故配压阀始终处正常工作状态。此时若机组发生过速时，过速限制器事故电磁阀接通排油，液压控制阀在弹簧的作用力下向左移，使机组压力油2的经液压控制阀至事故配压阀下端，事故配压阀上端经液压控制阀后从过速限制器回油2排油，事故配压阀动作，将机组压力油1的油经事故配压阀的C腔，作用于接力器关闭腔直接动作关导叶，接力器开启腔的油经事故配压阀的A腔至过速限制器回油1到集油槽，事故配压阀可正确动作。

5 结语

经过改造后解决了事故配压阀的拒动问题。在过速限制器需要检修时，通过对事故配压阀压力油源的切换，来保证机组的事故配压阀的正常工作，保证电站两台机组的安全运行，若机组发生过速时可避免造成事故的扩大。

参考文献：

[1]陈齐灯.GC-100型过速限制器存在问题及改进方案[J].福建电力电工，2000（02）.

[2]潘兆武.水轮发电机组过速保护系统应用与分析[J].水电厂自动化，2006（04）.