水電站調(diào)速器機械液壓系統(tǒng)工作過程及故障統(tǒng)計
某水電站裝有6臺180MW的水輪發(fā)電機組,系統(tǒng)自投運以來故障就不斷發(fā)生,很難滿足電網(wǎng)及電站自身安全運行的要求,事故的頻發(fā)降低了電站向電網(wǎng)供電的可靠性,經(jīng)濟效益受到嚴重影響。針對這種情況,對調(diào)速系統(tǒng)的缺陷進行了改造。
(1)調(diào)速器參數(shù)及其液壓兼統(tǒng)的工作過程
①調(diào)速器參數(shù)調(diào)速器基本參數(shù)見下表。
調(diào)速器基本參數(shù)
設(shè)備名稱 |
參數(shù) |
備注 |
調(diào)速器型號 |
DI GPI D1500 |
雙微機型調(diào)速器 |
液壓系統(tǒng)工作壓力/MPa |
6.4 |
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主配壓閥直徑/mm |
100 |
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壓力油罐容積/m3 |
3.25 |
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壓力氣罐容積/m3 |
3.25 |
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回油箱容積/m3 |
8 |
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壓油泵型號 |
5MF660 R40U 12.1-W23 |
2臺 |
液壓泵電機型號(功率75kW) |
2805-4V1 |
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接力器活塞直徑/mm |
490 |
行程 707 |
②調(diào)速器液壓系統(tǒng)的工作過程 圖E是電站調(diào)速器油壓裝置簡圖,其工作過程為:當調(diào)速器接收到開機指令后,壓油泵即開始運行,且在機組運行期間壓油泵連續(xù)運行;電液轉(zhuǎn)換器負責將從電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的電信號命令轉(zhuǎn)換成機械液壓信號,然后控制導葉主配壓閥來操縱接力器,使得導水葉片做出相應(yīng)的動作,從而實現(xiàn)負荷(或轉(zhuǎn)速)的增減。
調(diào)速器液壓系統(tǒng)的額定工作壓力為6.4MPa,壓力的維持依賴于由空載閥和感壓閥組成的隨動系統(tǒng),空載閥隨動于感壓閥。當系統(tǒng)壓力在6.2MPa以上時,感壓閥操縱空載閥運行于開啟側(cè),壓油泵泵出的油通過空載閥經(jīng)冷卻后排至回油箱,此時液壓系統(tǒng)處于空載運行狀態(tài);當系統(tǒng)壓力降至6.2MPa時,感壓閥動作,切換空載閥的控制油路,使得空載閥關(guān)閉,轉(zhuǎn)而向壓力油罐補充壓力油,系統(tǒng)即轉(zhuǎn)為負載運行;當系統(tǒng)壓力達到6.4MPa時,由負載轉(zhuǎn)為空載,如此往復。
(2)調(diào)速器液壓系統(tǒng)的故障統(tǒng)計
調(diào)速器是水電站的關(guān)鍵設(shè)備,是控制機組轉(zhuǎn)速和實現(xiàn)負荷調(diào)整的核心元件,因此從保護機組安全運行的角度考慮,調(diào)速器若發(fā)生故障則動作事故停機電磁閥關(guān)閉導葉,以防機組轉(zhuǎn)速失控。
設(shè)計的調(diào)速器油壓裝置保護見下表,其中“壓力油罐油壓過高”和“事故低油壓”保護誤報、誤動次數(shù)最多,一段時期內(nèi)調(diào)速器保護動作停機統(tǒng)計見下表。
調(diào)速器油壓裝置保護一覽
保護內(nèi)容(檢測元件) |
動作值 |
動作結(jié)果 |
壓力油罐油壓過高(PB)/MPa |
6.9 |
事故停機:停機、跳出口開關(guān)、滅磁開關(guān) |
回油箱油溫過高(OSI)/ ℃ |
50 |
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回油箱油位過低(NF)/mm |
45 |
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壓力油罐油位過低(NA)/mm |
93.5 |
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壓力油罐油位極低I(NC1)/mm |
75 |
緊急事故停機:停機、跳出口開關(guān)、滅磁開關(guān),落事故門 |
壓力油罐油位極低Ⅱ(NC2)/mm |
40 |
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事故低油壓(PA)MPa |
5.4 |
其次,調(diào)速器感壓閥卡阻也是導致機組事故停機的又一重要缺陷。