紧急停机阀导致开停机异常解决方法探讨

郭 磊

（1.五凌电力有限公司，湖南 长沙 410000；2. 湖南省水电智慧化工程技术研究中心，湖南 长沙 410000）

0 引言

五强溪电厂位于沅水下游怀化市沅陵县境内，是沅水流域开发的第一个电站，安装有5台混流式水轮发电机组，总装机容量120 万kW，采用长江三峡能事达电气股份有限公司的PFWT-200-6.0-NSD型调速器。电厂将紧急停机阀动作信号作为正常开停机流程的一部分，现已出现多次因紧急停机电磁阀未正确动作导致开停机异常事件。现需对该电厂开停机流程中是否可取消动作紧急停机阀进行探讨。

1 五强溪电厂开停机流程

五强溪电厂开机流程如图1，第五步需满足“紧急停机电磁阀7025Y1退出”才可以到到达第六步启动调速器开机。

图1 开机流程图（局部）

五强溪电厂停机流程如图2，调速器停机令下达后，导叶全关，第五步需满足“调速器停机阀7025Y1投入”才可以到到达第六步投入电制动[1]。

图2 停机流程图（局部）

2 调速器开停机实现

五强溪电厂调速器液压系统原理图如图3，机组正常的开、停机、负荷调整可通过比例伺服阀控制。来自于供油装置的主压力油，分为两路，一路为操作油，进入主配压阀的压力腔（P腔），以及主配压阀的恒压腔（上端），一路经过双精油滤器、比例伺服阀（2010Y1）、手自动切换阀（2020Y1）、紧急停机阀（7025Y1）输出控制用油。开机时，手自动切换阀、紧急停机阀保持在图示位置，微机调节器给比例伺服阀的驱动放大器提供电气信号，比例伺服阀的阀芯换位（向右），输出压力信号油进入主配压阀的控制腔（下端）时，因控制腔油作用面积大于恒压腔，在同等压强下，将产生向上的压力，主配压阀的主活塞向上运动打开开机腔的窗口，接力器向开机方向运动。接力器的传感器将接力器的实际开度值反馈至驱动放大器，当接力器运动至设定值时，主配压阀的活塞回归中位，导叶停止在设定开度。同理，关机时，微机调节器给比例伺服阀的驱动放大器提供电气信号，比例伺服阀的阀芯换位（向左），主配压阀控制腔的油通过比例伺服阀通回油，主配压阀的主活塞向下运动打开关机腔的窗口，接力器向关机方向运动，接力器的传感器将接力器的实际开度值反馈至驱动放大器，当接力器运动至导叶全关位置时，主配压阀的活塞回归中位，接力器停止运动，保持导叶全关。机组运行过程中，负荷的增加也通过比例伺服阀的阀芯换位来实现。

图3 调速器液压系统图（局部）

3 紧急停机阀的作用

紧急停机阀设置在最靠近主配压阀的位置，给紧急停机电磁阀发出停机信号，阀芯换位，将比例伺服阀或液压反馈阀的控制油切断，同时使主配压阀的控制腔通回油，主配压阀活塞快速下移动作，接力器迅速关机。机组发生电气事故保护动作或水机保护动作时，给紧急停机阀下达动作指令，实现机组快速停机。

五强溪电厂在停机流程中，比例伺服阀控制导叶全关后，监控系统又下发了投入紧急停机阀的指令，投入紧急停机阀，使主配压阀控制腔的油通回油，实现主配压阀阀芯闭锁在停机位置（向下），接力器关腔恒通压力油，开腔恒通回油，使接力器可靠闭锁在全关侧。开机流程中监控系统会先下达退出紧急停机阀指令，紧急停机阀退出后，比例伺服阀才会动作开机，这个过程，紧急停机阀能否正确动作将会直接影响到正常开停机流程的顺利进行。

4 影响紧急停机阀正确动作的影响因素

五强溪电厂紧急停机阀结构示意如图4，此阀是二位三通电磁换向阀，一位为停机位，一位为正常位，线圈短时通电即可换位，断电后自保持在当前位置，阀芯上有按钮，可人工操作停机或复归[2，3]。阀芯配备有位置反馈装置，当阀芯换位时发出电接点信号，给电气回路用于判断阀芯的位置。

图4 紧急停机阀

从紧急停机阀的结构来看，影响其正确动作的因素有：

（1）紧急停机电磁阀线圈未接收到投入或退出指令。2018年5月14日，五强溪电厂3号机因LCU柜内调速器紧急停机阀控制继电器损坏，无法下达复归指令，导致调速器紧急停机阀投入线圈一直闭锁在励磁位置，无法复归，开机不成功，更换3号机LCU柜内控制继电器后正常。

（2）电磁阀线圈损坏，虽正常接受到指令，但无法执行。2023年8月21日，五强溪电厂5号机因紧急停机电磁阀线圈烧损，无法使阀芯复归导致开机不成功，更换电磁阀线圈后正常。

（3）阀芯卡涩，电磁阀线圈通电后阀芯无法动作。2015年4月12日、2015年8月14日，五强溪电厂4号机开机时均因紧急停机阀阀芯卡涩导致复归失败，开机不成功，清洗阀芯后正常。

（4）阀芯实际正确动作后，反馈装置故障未正确反馈位置信号给监控系统。2015年7月31日4号机、2015年8月12日4号机、2018年4月3日3号机、2018年4月21日3号机、2018年5月2日3号机、2018年5月14日3号机、2022年9月14日1号机、2022年9月22日1号机、2023年5月18日5号机、2023年7月11日2号机均发生因位置反馈装置故障导致开停机流程中监控系统未正确接收到紧急停机阀位置信号导致开停机不成功事件，采用更换位置反馈装置或紧固行程开关后正常。

5 不同电厂同类型调速器紧急停机阀应用

从以上分析可知，影响紧急停机阀正确动作的因素较多，如果将紧急停机阀动作信号加入到开停机流程，比较容易导致开停机异常[4，5]。洪江电厂同样采用长江三峡能事达电气股份有限公司的的“比例伺服阀+主配压阀”控制系统，同样将紧急停机阀动作信号加入正常开停机流程中，同样发生多起因电磁线圈损坏、电磁线圈电阻偏大、阀芯卡涩、行程开关异常等原因导致的紧急停机阀不能正确动作从而引发开停机异常事件。

三板溪电厂、托口电厂同样采用长江三峡能事达电气股份有限公司的“比例伺服阀+主配压阀”控制系统，且调速器液压系统原理图与五强溪电厂相同，但三板溪电厂、托口电厂均在正常开停机中不动作紧急停机阀，而是将其保持在正常位，仅在事故情况下动作保证可靠停机。经过十几年的实际运行，未发生过正常开停机过程中因紧急停机阀的原因导致的开停机异常事件。

6 结语

由上述调速器液压系统原理图和开停机实现分析，结合其他电厂运行经验，该型号调速器仅依靠比例伺服阀可以控制接力器实现正常开停机，无需切换紧急停机阀。且紧急停机阀频繁动作将会有一定几率发生动作不到位的情况，在正常开停机流程中进行切换并不合适，建议五强溪电厂取消开停机流程中动作紧急停机阀的指令，将其保持在工作位，将可减少开停机异常的次数。其它开停机流程中动作紧急停机阀的电厂可参照执行。