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一分段关闭装置
为保证机组在甩负荷关机过程中为保证机组转速与压力钢管压力满足设计要求一般设置分段关闭装置分段关闭装置要满足抽水工况与发电工况的关闭规律且不影响开机时机组接力器的开启速度分段关闭装置应具备机械分段关闭功能宜具备机械与电气双重控制功能且当分段关闭装置先导控制失效的情况下应能保证机械式分段关闭功能可靠动作保证引水系统安全
导叶接力器分段关闭开关
抽水蓄能机组分段关闭规律一般有两种(也有个别采用三段关闭规律的这里暂不介绍)一种是水轮机工况下采用两段关闭水泵工况下采用一段关闭两种工况关闭速度均不相同二是水轮机工况和水泵工况均采用两段关闭且两种工况下的关闭速度和拐点均不相同下面谈一下两种情况下分段关闭的设计
图1 分段关闭原理图
1.1 分段关闭装置设计原理1
分段关闭装置的液压原理图如下图1所示适用于第一种情况常工作的液压状态有水轮机工况机械式导叶两段关闭水轮机工况电气式导叶两段关闭水泵工况导叶直线关闭水轮机工况和水泵工况导叶开启切换阀13EM01和分段关闭阀13EM02都是电磁阀其动作均由调速器控制(或监控系统控制)
导叶接力控制油管
(1)水轮机工况机械式导叶两段关闭
水轮机工况下切换阀13EM01处于a端使插装阀13C01控制腔通压力油保持关闭导叶关闭时调速器至接力器的关腔通压力油
导叶第1段关闭时行程阀13HV02处于a端使液压阀13HV01控制腔接通回油处于b端插装阀13C03控制腔通压力油保持关闭插装阀13C02控制腔通回油保持开启此时关机速率通过调速器主配压阀和插装阀13C02配合调节确定
当导叶关闭至行程的设定拐点时行程阀13HV02触动楔形块动作切换至b端使液压阀13HV01控制腔接通压力油位于a端则插装阀13C03控制腔通回油保持开启插装阀13C02控制腔通压力油保持关闭此时关机速率通过调节插装阀13C03确定
(2)水轮机工况电气式导叶两段关闭
由于分段关闭的行程阀13HV02安装在机坑内接力器旁分段关闭的执行单元安装在机坑外的其他高层两者距离较远故从行程阀触碰楔形块动作到压力油传输到液控阀切换插装阀油路期间会有时间延迟会造成拐点投入推后这种现象已在其他水电站的实际运行中得到证实也由于多种影响因素的存在无法用设定点提前的方法来完成投入整定值的修订为此设计了分段关闭阀13EM02可实现电气式导叶两段关闭作为冗余和修正
当导叶关闭至设定的拐点值时调速器控制分段关闭阀13EM02动作切换油路使液压阀13HV01控制腔接通压力油位于a端则插装阀13C03控制腔通回油保持开启插装阀13C02控制腔通压力油保持关闭关机速率通过调节插装阀13C03确定
分段关闭位置开关
(3)水泵工况导叶直线关闭
水泵工况下切换阀13EM01位于b端使插装阀13C01控制腔通回油保持开启而导叶关闭时调速器至接力器的关腔通压力油插装阀13C02和13C03控制腔通压力油保持关闭此时关机速率通过调节插装阀13C01确定
(4)水轮机工况和水泵工况导叶开启
无论机组处于哪种工况下因导叶接力器关闭规律而引入的分段关闭装置都应不影响机组的开启速率
导叶开启时调速器至接力器的关腔通回油故水轮机工况下无论接力器处于何处行程插装阀13C02和13C03控制腔均通回油保持开启确保调速器至接力器开腔的压力油能快速通过水泵工况下插装阀13C01始终保持开启同时无论接力器处于何处行程插装阀13C02和13C03总有一个是开启的状态增大了装置的通流量
1.2 分段关闭装置设计原理2
分段关闭装置的液压原理图如下图2图3所示适用于第二种情况水轮机工况和水泵工况均采用两段关闭且两种工况下的关闭速度和拐点均不相同
图2 分段关闭液压集成块油路图
图3 分段关闭阀Ⅱ油路图
下面对不同关闭速率实现的方法简述如下
水轮机第一段速率参见图2图3水轮机工况时电磁阀EV7EV8不得电电磁阀工作于右位当接力器关闭未到达水轮机工况拐点位置(位置由行程换向阀V2确定)此时AB端均通回油EV5位于中间位置插装阀C6C7C5上端控制腔均通回油导叶关闭时C6C7C5均打开关闭速率主要靠主配压阀上的关机时间限位螺母来控制
水轮机第二段速率当接力器关闭到达水轮机工况拐点位置时水轮机工况的行程换向阀V2换向辅助压力油P一直到达分段关闭装置ⅡEV5的a端EV5的b端则通回油EV5切换到左位导叶关闭时压力油会通过EV5到达C7C5插装阀的控制腔C7C5被关闭接力器回油只能通过C6插装阀(此时其控制腔通回油)可通过调节C6上的螺杆来控制第二段关闭时间若接力器关闭过程中到达行程换向阀V1位置V1会换向但电磁阀EV7工作在右位液压信号被截止导叶关闭不受影响
水泵第一段速率水泵工况时电磁阀EV7EV8的电磁线圈得电电磁阀切换到左位当接力器关闭未到达拐点位置时(位置由行程换向阀V1确定)AB端均通回油EV5位于中间位置插装阀C6C7C5上端控制腔均通回油导叶关闭时C6C7C5均打开关闭速率主要靠主配压阀上的关机时间限位螺母来控制
水泵第二段速率当接力器关闭到达水泵工况拐点位置时水泵工况的行程换向阀V1换向辅助压力油P一直到达分段关闭装置ⅡEV5的b端EV5的a端则通回油EV5切换到右位导叶关闭时压力油会通过EV5到达C6C5插装阀的控制腔C6C5被关闭接力器回油只能通过C7插装阀(此时其控制腔通回油)可通过调节C7上的螺杆来控制第二段关闭时间泵工况关闭过程到达换向阀V2位置时 V2会换向但是由于电磁阀EV8工作在左位液压信号被截止水泵第二段关闭不受影响