新疆金辉华业建设工程有限公司 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：如果水轮发电机组因为突发事故的影响导致停机且水轮机的调速器无效，导叶片无法关闭，那么就可能会出现水轮发电机组的转速明显上升，达到飞逸转速的范围。为了能够实现对机组出现过速情况的限制，增加相关的限速装置，一旦水轮机调速器无效后，必须对导叶进行关闭操作。文章对水轮发电机组过速保护装置进行了分析。
关键词：水轮发电机；机组过速；保护装置
1导言
在水轮发电机组上安装的过速环以及控制阀共同组成了水轮发电机组的机械过速保护装置。该种过速保护装置较为可靠，可以应用于各种样式的水轮发电机组，一旦水轮发电机组出现转速超出允许值的情况后，该装置就会主动停机该机组。
2机械过速保护装置原理
2.1结构原理
控制阀和过速环共同组成了机械过速保护装置，该装置的工作原理如下：水轮机大轴上安装一齿圈，确保可以与机组运行状况同步，齿圈上存在大量离心飞摆，通过弹簧予以控制，当机组的转速正常时候，弹簧的压力大于离心摆获得的离心力，所以此时离心摆是被牢牢固定的，一旦机组开始超出允许值运转，此时弹簧所产生的压力就会明显小于离心摆获得离心力，此时离心摆压缩弹簧向外甩出，从而撞击到控制阀上面的撞块，此时连接紧急停机阀的油路会被联通，机组被停止运行，且向控制中心发出警告。
2.2动作原理
行程开关、控制阀以及过速环这三个组成部分共同组成了机械过速保护装置，其中过速环安装的位置为水轮发电机组额大轴，其运行是与大轴同步的，如果机组在正常地运行，那么弹簧的弹力大于离心摆受到的离心力，所以可以保证其处于相对齿圈静止的状态，而且齿圈上面还有配重块，其作用是确保齿圈能够平稳运动，一旦水轮发电机组受到不正常操作或者是处于过速的状态的话，那么离心摆受到的离心力就要大于弹簧形成的压力，进而使得摆块围绕固定转动中心摆动一个角度，让其运转的最大半径有一个增值，在这个时候，摆块会与控制阀的撞块发生相撞，从而使得撞块失去对控制阀芯的控制，阀芯被弹簧推动，从而使得紧急停机电路被联通，进而使得机组的主配压阀运行，完成停机，而且行程开关也会运行，发出停机信号，在此之后可以通过拉动手柄来手动启动机组。
其中控制阀的组成部分是阀体、阀芯、撞块、恢复手柄以及弹簧和行程开关，如果水轮发电机组的运行是正常的，那么此时阀芯是被撞块顶住固定的，撞块尖端距离离心摆外圆之间有一定的距离。如果水轮发电机组开始超速地运行，那么就会出现离心动作，一旦机组出现过速的情况，离心摆就会动作，离心摆外圆会被甩出，从而撞击撞块尖端，撞块发生位移，无法控制阀芯，弹簧发生作用，从而推动阀芯快速移动，使得紧急停机油路被接通，进而停止机组运行，此时行程开关也会向控制中心发出机组被停机的信号，当通过手柄把阀芯和撞块恢复到初始位置之后，机组就可以被重新启动。
3机组过速限制装置操作、控制
3.1纯手动操作
手动操作机组过速限制装置上电液换向阀YV01，完成对机组保护关闭操作。
3.1.1关闭操作前提条件：（1）机组不在全关位置（具有一定开度，试验时开启到全开位置）；（2）专用电液换向阀YV01（双线圈）处于复归位置；（3）水轮机接力器锁定在拔出位置。
3.1.2手动保护关闭操作步骤：（1）手动将专用电液换向阀YV03（双线圈）切换到投入位置，阀位强制换向，保护关闭系统投入，将机组保护关闭至全关位置；（2）机组保护关闭至全关位置时，若调速器主阀处于回中位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此时，若手动将专用电液换向阀YV03（双线圈）切换到复归位置，接力器就恢复到调速器控制状态。
3.2纯电气操作
由机组监控系统的电气信号，操作机组过速限制装置上电液换向阀YV01，完成对机组保护关闭操作。
3.2.1开启操作前提条件。满足机组保护关闭流程条件，但以下是必须条件：（1）机组不在全关位置（具有一定开度，试验时开启到全开位置）；（2）专用电液换向阀YV01（双线圈）处于复归位置；（3）水轮机接力器锁定在拔出位置。
3.2.2电动保护关闭操作步骤。（1）专用电液换向阀YV01（双线圈）投入线圈瞬时通电（维持2S后自动将投入线圈电源切除），阀位强制换向，保护关闭系统投入，将机组保护关闭至全关位置；（2）机组保护关闭至全关位置时，若调速器主阀处于回中位置。此时，若电动将专用电液换向阀YV03（双线圈）切换到复归位置，接力器就恢复到调速器控制状态。
3.3纯液压关闭操作
由机械液压过速保护装置机动换向阀的液压控制信号，完成对机组保护关闭操作。在机组过速限制装置投入运行后，若发生机组保护关闭，必须查找出事故原因，并将事故排除，采用手动方式复归机组过速限制装置。机械液压过速保护装置机动换向阀的液压控制信号，来控制机组保护关闭。在机组过速限制装置上，设有外控油口X0。正常状态下（即机械液压过速保护装置未动作），外控油口X0是通过机械液压保护装置的机动换向阀与压力油源相连接，即外控油口X0处于有压状态。当水轮发电机组过速时，机械液压保护装置动作后，机动换向阀阀位发生切换，外控油口X0通过机动换向阀与回油相通，此时无论筒形阀处于何位置，机组过速限制装置会自动将机组关闭，实现机械液压过速保护关闭机组的目的。外控油口X0是来自机组机械液压过速保护装置控制液压信号接入，液压控制系统能够在该液压信号控制下，可靠关闭机组。
4机组过速限制装置维护
水轮发电机组的限速装置属于全液压集成系统，属于模块化的结构，阀块集成了所有的液压模块，而且在阀块内，其中具有较大尺寸的流道，具有较强的流通能立，所以液压系统在限速装置状态正常时所需要的维护工作量极少。
4.1日常维护
对于限速保护装置的日常维护中需要清扫其中的灰尘，确保液压系统清洁，此外还需要对油液的清洁度进行定期的检查，确保其能够符合ISO标准16/13。此外设备在运行的过程中，需要对系统压力以及油温进行监控，确保其处于合理的范围之内，当机组运行了一段时间之后，需要重点对元件和端子的固定螺丝进行检查，确保不会因为松动而导致接触不良的情况发生，从而阻碍了机组的安全运行。如果限速保护装置尚未启用，需要在各液压元件中灌注清洁的L-TSA46号汽轮机油，未喷漆的加工表面涂上润滑脂，以防止生锈。管接头孔应堵住、以防止灰尘和脏物进入内部。
4.2机组过速限制装置及其元件维护
如果对阀块进行拆卸，需要确保其O形密封圈没有老化发硬且完好，再重新组装，否则需要对其立即进行更换。想要确保可靠密封，就需要正确的使用O形密封圈，在装配的过程中需要确保每一个密封垫密封圈的规格都是正确的，密封圈必须能够完全放入沟槽，如果阀块或者是液压元件在部分密封圈的上面，可以适当涂抹黄油在沟槽内，对其进行粘贴，所有的密封面都必须清理干净，每颗螺丝也都需要均匀用力，确保密封面被压紧。
结束语
这种机械过速保护装置结构简单、安装方便、动作准确，应用于水轮发电机组中，能保证水轮发电机组在各种异常情况下都能有效地防止过速飞车的事故发生，保证了水轮发电机组长期安全、可靠地运行。
参考文献
[1]周凤娥.纯机械过速保护装置在安康水电厂的运用[J].内燃机与配件,2016,(11):124-126.
[2]余后培.官地水电站机械液压过速保护系统应用探析[J].科技展望,2016,(17):122.
[3]方仲超,吴开胜.浅谈GC-150型过速限制和分段关闭装置在紫兰坝电站的实践[J].四川水力发电,2016,(02):105-107+120.
[4]殷树民.浅析调速器在水轮发电机组中的应用[J].中国新技术新产品,2016,(01):40.
论文作者:詹海咪
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/29
标签：机组论文; 过速论文; 水轮论文; 调速器论文; 位置论文; 液压论文; 保护装置论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;