纯机械过速保护装置在水电厂的安装与应用
- 格式:pdf
- 大小:1.98 MB
- 文档页数:3
目录1概述 (3)2机械过速保护装置的部件 (4)2.1脱扣器与行程阀 (4)2.2探测器 (4)3技术特性 (5)3.1精度与可靠时效 (5)3.2电气开关 (5)3.3行程阀 (5)3.4尺寸和重量 (5)3.4.1探测器 (5)3.4.2机械液压脱扣器 (6)4工作原理 (9)4.1过速装置的工作原理 (9)4.2与调速器系统的连接 (9)5现场安装 (9)5.1安装方向 (9)5.2安装基础 (9)5.3安装环 (9)5.4离心探测器的安装 (10)5.5脱扣器的安装 (11)5.6调节离心探测器和脱扣器间距 (11)6运行维护说明 (11)6.1投入运行 (11)6.2安全 (11)1 概述ITECH机械过速保护装置是武汉艾德克电站设备有限公司在吸收和消化国际知名品牌机械过速保护装置基础上开发的产品,其核心弹性元件采用德国产品。
它应用于水轮发电机组,当机组飞逸时发出保护信号。
武汉艾德克电站设备有限公司,是一家专门从事水电站自动化元件设计、制造和成套的专业公司,ITECH机械过速保护装置已在国内众多众多电站投运,并在土耳其、越南电站、印度国外水电项目中得到成功应用,试验证明其品质完全达到替代国外知名品牌的技术水平。
机械过速保护装置在机组上的安装示意如下:1.离心飞摆2.脱扣器(内含行程阀)3.安装环4.把合块5.安装块6.配重块7.脱扣器固定支架该机械过速保护装置的离心飞摆被一个安装环固定在水轮发电机组的大轴上,随机组的转动而旋转,当机组转速达到或超过设定的动作值时,离心飞摆上的离心块由于离心力大于弹簧的预紧力而向外运动,撞击固定在大轴边,距离心飞摆3.0mm的脱扣器上的摆轮,使脱扣器产生脱扣动作,并推动行程阀运动,切换控制油路,从而以纯液压方式实现机组的事故关机。
该装置可通过安装附件固定在包括几乎所有形式的水轮发电机机组主轴上(包括立式和卧式机组)。
通过纯机械的方式检测机组过速,当机组转速达到和超过设定的动作转速时,通过液压放大元件接通相关的油路驱动导水机构实现停机操作,以保证机组的安全。
机械液压过速保护系统在水电站中的应用摘要:本文主要介绍了机械液压过速保护系统的原理特点、保护动作原因、动作后果处理及其在水电站中的重要作用。
该系统能够在电气测速系统故障或电源故障和调速器调速失灵同时发生的情况下,利用机组油压装置油压迅速地实现水轮发电机组停机,确保水轮发电机组运行安全。
关键词:液压过速保护、原理特点、动作原因、动作后果处理、作用引言机械液压过速保护系统在水电站应用范围较广,可用于额定转速为50r/min~2500r/rain、主轴直径为100mm~2500mm内的轴流式、混流式、贯流式、冲击式水轮发电机组。
我厂也于2005年开始全厂11台机组均先后安装该套系统,运行状况良好。
一、动作原因水电站水轮发电机组的转速由调速器进行调节。
当保护正常时,机组转速持续升高而调速器调速失灵时,测速信号装置会发出过速信号,操作事故配压阀关闭水轮发电机组的导水机构,使水轮发电机停机。
但如果此时转速信号装置故障,无法发出过速信号,或者电厂直流电源故障,无法操作事故配压阀,则机组的转速会继续升高直至机组发生飞逸事故,由此会给电站和电网带来较大的损失。
我厂采用的瑞典图拉博(TURAB)纯机械液压过速保护器可以有效地解决这一问题。
二、原理及结构特点机械过速保护装置由装在水轮发电机组上的过速环、控制阀和行程开关组成。
用于各式水轮发电机组在转速超过允许值时,发出停机信号,并同时使机组自动紧急停机,为机组运行提供可靠的过速保护装置。
过速摆安装在两个半圆法兰紧固圈之间,固定在水轮发电机组的大轴上,与大轴同步运转。
过速摆内的柱塞安装在黄铜腔室内。
由带预紧力的弹簧来完成过速保护动作的触发,当机组正常运行时,弹簧的弹力作用在离心摆块上,克服其离心力,使它处于相对静止状态。
当机组由于不正常操作而处于过速状态到预设过速保护动作值时,过速摆中的柱塞会随着转速增加,离心力大于弹簧的作用力,从黄铜腔室中压缩弹簧而伸出从而撞击液压阀的触动臂,使其放松对控制阀芯的控制,阀芯在弹簧力的作用下,实现对液压阀的油管压力的切换,迅速接通紧急停机油路,使机组主配压阀动作,从而迅速停机,达到过速保护的目的。
WDT―150型调速器在丹江口水电厂的应用分析摘要:文章简单介绍了WDT-150型调速器的组成、功能及主要技术参数;结合实际,分析了WDT-150型调速器在丹江口水电厂的运行、操作、维护及应用注意事项。
关键词:WDT-150型调速器;技术参数;应用分析;注意事项1 概述丹江口水电厂坐落在湖北省丹江口市内的汉江与丹江的交界处。
丹江口水电厂内有六台混流式水轮发电机组,总装机容量为900MW,单机容量为150MW,保证机组出力25.9万千瓦,年平均发电量38.3亿千瓦时。
2 调速器系统的组成及功能2.1 调速器系统的组成丹江口水电厂6台水轮机调速器系统均由长江控制设备研究所研制的新型电液调速器,专为水轮发电机组而设计。
机械部分采用专利技术为:“水轮机调速器的电液比例随动装置”(专利号:95 2 38033.1)。
它的电气部分采用可编程序控制器(PLC)。
WDT-150机械部分:由比例集成式电液随动装置及相应的油压装置,构成一个完整的电液调速器。
电液随动装置由数字阀、滤油器、紧急停机电磁阀、手动操作阀、电液比例阀、接力器电气反馈装置、双系统切换阀、分段关闭装置、主配压阀和停机闭锁电磁阀等部件构成。
各种液压控制阀均为板式结构,全部集成并布置在主配压阀的上部。
WDT-150调速器电气部分:采用的是模块叠装式结构的PLC调节器。
由电源、中央处理器(CPU)、模块输入、模块输出、开关量输入、开关量输出、中断输入及高速计数器等模块组成。
电源模块通过PLC底板向PLC各模块提供工作电源,其输入电源为开关电源提供的24V。
2.2 WDT-150调速器功能介绍(1)保证转速死区小于0.04%、静态特性线性度误差ε≤5%。
(2)能够自动跟踪电网频率或参考50Hz频率、相位调节,保证机组迅速同期并网。
(3)机组并网运行后,能自动的分配各机组之间的负荷。
(4)能实现各种开、停机程序,满足快速开机、泄水控制。
(5)开度限制可远方控制。
水轮发电机组紧急停机控制回路的设计方案贾昕冉(华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640)摘要:对比分析了水轮发电机组紧急停机控制回路几种方案的配置和特点,可根据电站设备的实际情况和运行要求,合理设计机组的保护回路,以保证电站的安全稳定运行,并为水电站保护系统的升级改造提供参考与借鉴。
关键词:水轮发电机组;紧急停机;电磁阀;线圈中图分类号:TH 163文献标志码:A文章编号:1002-2333(2020)07-0030-04Study on Design Scheme of Emergency Shutdown Circuit in Hydro-generator UnitJIA Xinran(School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)Abstract:This paper compares and analyzes the configuration and characteristics of several schemes of emergencyshutdown circuit in hydro -generator unit.According to the actual situation and operation requirements of the power station,the protection circuit of the unit can be reasonably designed to ensure the safe and stable operation of the power station,and provide a reference for the upgrading and transformation of the protection system of the hydropower station.Keywords :hydro-generator set;emergency stop;solenoid valve;coil0引言在水轮发电机组的运行过程中,为防止意外情况或故障的发生,保护设备和人员安全,需设置水轮发电机组的保护回路。
浅谈葛洲坝电厂机组测速与过速系统葛洲坝电厂运行部六值郁光随着科学技术的不断发展,运行了近三十年的葛洲坝电站的机组各个部分都经历了不同程度的改造,一方面为了利用先进的科技手段提高机组的发电效率,同时也防止机组部分设备的老化可能造成的安全隐患,保证机组精益运行。
本文选取葛洲坝电厂机组测速与过速系统的改造来浅析机组测速的原理。
水轮机调速器进入微机调速器时代以来,调速器的测速方式与测速方法也有了很大程度的进步,从某种意义上说调速器的发展推动了测速方式的更新换代。
目前我厂调速器按电气模件的类型来划分,调速器可以分为三种类型调速器:1)Q系列PLC步进电机调速器,安装在1F、2F、7F、8F;2)A系列PLC步进电机调速器,安装在10F-18F、20F;3)PCC步进电机调速器,安装在3F-7F、19F、21F;测速环节是水轮机调速器的前置环节,是水轮机调速器的关键部位.其测速精度、实时性、可靠性直接影响调速器的调节性能和长期使用的稳定性。
为此必须对其予以高度关注。
一.测速方式水轮机调速器的测速信号来源于永磁发电机、测速齿盘与磁头和机组的电压互感器(即永磁机测速、齿盘测速和发电机残压测速)。
葛洲坝电站机组速度测量方式分为两种:一种为永磁机测速,另一种为齿盘速度测量装置。
这两种方式测得的速度信号同时输入到调节器,调节器按预定的程序取其一种用于实时控制,机组转速小于95%Ne阶段,取用齿盘测速速度信号,机组转速达到二级过速152%Ne后,取用永磁机速度信号。
机组微机调速器的测频信号均取自于发电机机端电压互感器(即2YH)信号。
但是由于永磁机安装于大轴顶端,大轴的摆动使测频信号中常伴有脉动分量,可能会引起具有PID调节规律的调速器的主配跳动,此外永磁机定子线圈老化、备品采购成本高或根本就无备品可购,永磁机与主轴之间连接件万向节曾经出现因金属疲劳造成断裂的现象,由于这些原因经给葛洲坝电厂造成了多起保护误动事故,如:1983年6月24日,二江电厂#6F机组永磁机与发电机联结万向节轴脱落,引起花键轴松动脱出永磁机停转失压,使机组失去速度信号导致机组被迫停机。
葛洲坝电厂水轮发电机组过速保护系统改造摘要:随着科学技术的发展,水电站控制系统自动化程度不断提高,国内早期建成的水轮发电机组,其过速保护系统的自动化程度和可靠性较低。
本文介绍了葛洲坝电厂原过速保护系统的工作原理及存在的安全隐患,并阐述了葛洲坝电厂过速保护系统改造后的工作原理及特点分析。
关键词:过速保护系统机械过速设备匹配水轮发电机组改造随着科学技术的发展,水电站控制系统自动化程度不断提高,国内早期建成的大型水力发电厂也不断对水轮发电机组的控制系统进行着升级改造工作。
在水轮发电机组控制系统中,过速保护系统作为机组控制系统的重要组成部分,用于防止机组出现飞逸事故对机组造成的重大损害;当机组出现事故停机或者甩负荷时,如果调速器出现故障拒动或者导叶关闭速度过慢等事故,过速保护启动,开启事故配压阀直接关闭导叶。
国内、外水电站曾多次出现因机组过速、飞逸造成的重大事故[1],因此提高水电机组过速保护系统的可靠性,具有重要的意义。
1 葛洲坝原过速系统的工作原理及安全隐患分析葛洲坝电站的机组主要分为东方电机和哈尔滨电机,机组控制系统根据机型的不同存在较大差异。
1.1 东方电机厂机型原过速系统采用双电磁阀结构,其原理如图1所示。
当机组转速上升至115%额定转速,若此时调速器故障(例如:主配压阀拒动),经过一段时间的延迟,电磁配压阀A阀动作,使油路发生切换,主压力油进入事故配压阀,导叶关闭;当A阀未能及时动作,机组过速至155%额定转速时,电磁配压阀B阀动作,油阀开启,备用油源进入事故配压阀关闭导叶。
1.2 哈尔滨电机厂机型原过速系统采用双电磁阀结构,其原理如图2所示。
即一级过速动作:事故电磁阀(42DP)动作,切换阀液压驱动,油路切换,油阀的阀芯打开,压力油注入事故配压阀P腔;若机组转速继续攀升,当二级过速动作:事故电磁阀(43DP)动作,切换阀在双向液压驱动+弹簧复中,油路切换,油阀的阀芯打开,压力油注入事故配压阀P腔,实现机组安全停机。
机械液压过速保护系统在水电站中的应用伴随着水电站自动控制技术的不断成熟与发展,这不仅要求水电站计算机监控系统能够安全稳定运行,同时还对水轮发电机组的多重保护系统提出了挑战。
机械液压过速保护系统具有结构简单、操作方便、性能稳定、价格合理等特点,并且能在测速装置失灵、电力供给异常的情况下对发电机组进行过速保护,维护了发电机组的运行安全,避免了机组飞逸事故对水电站造成的损失,是水电站过速保护设计方案的较佳选择,进一步加强对其的研究非常有必要。
基于此本文分析了机械液压过速保护系统在水电站中的应用。
标签:机械液压过速保护系统;水电站;应用1、机械液压过速保护系统的作用发电机组在运行过程中有时会出现转速超高的情况。
一般来说,发电机组专用的调速器会针对机组的转速来进行调节。
假如调速器的工作出现任何异常情况,导致发电机组的调速器没有在第一时间得到调节,则转速测量设备将会向过速保护系统发出讯号。
这时过速保护系统将会自动启用保护手段,关闭机组的进水通道使得机组停止运行,从而实现保护机组的目的。
在众多过速保护系统中,机械液压系统是一种应用较为普及的系统。
在发电机组运行过程中,机械液压过速保护装置并不是单独依靠转速测量设备来获取发电机组的转速,而是利用自身离心探测器来对发电机组的转速进行监控。
如果发电机组的转速过快,机械液压过速保护装置将会启动液压回路关闭导叶,隔断进水路径,从而实现停机。
2、机械液压过速保护系统的特点和工作原理机械液压过速保护系统主要由离心探测器、切换阀、脱扣器以及機械位置开关4个部分构成。
其中离心探测器安装于发电机组的大型旋转轴上,起到监测发电机组转速的作用。
当发电机组运转正常时,离心探测器内部的弹簧使其能够克服机组带来的离心力,保持离心探测器在大轴上的位置不发生变化,此时机械液压过速保护系统处于未激活状态。
一旦发电机组的转速上升并超过了预定值,弹簧将无法抵消离心力的作用,导致离心探测器产生移位,带动柱塞撞击切换阀,激活机械液压过速保护系统。
水电厂水轮发电机过速保护改造陈强摘要:水力发电是现代社会中较为重要的发电方式,并且具有较高的利用效率,能更好地满足社会对电能的正常发展需求。
水轮发电机是水力发电的基础设备,但在发电厂正常运行时容易发生各种故障而导致发电工作不能顺利完成,影响发电厂的正常运行。
其中发电机过速事故较为常见,因此水电厂会在生产过程中采取有效的过速保护措施,以此降低机组过速的发生概率,让发电工作的开展得到有效保障。
本文针对水电厂水轮发电机过速保护现状,探讨有效的优化改进方法。
关键词:水电厂水轮发电机过速保护改造过速保护装置是水电厂发电机组正常运行的有效保障,其能有效降低水轮发电机过速的出现概率,从而避免水电厂的正常运行受到影响。
但根据水电厂实际运行情况,常规的过速保护装置存在一些安全隐患,并不能满足水电厂对水轮发电机过速保护的要求,导致机组在发生故障后停止运转时给水电厂带来较大损失。
因此,在水电厂持续生产及发展的过程中,加强对水轮发电机过速保护的优化改造研究显得尤为重要。
1.过速保护存在的问题水轮发电机的过速保护是其正常运行的基础,实际运行中出现的各种问题均可能会对其正常运行造成不良影响,甚至会引发相应的安全事故。
目前水电厂水轮发电机过速保护存在的问题较多,但其中很多问题均能通过有效的措施得到改善,常见的问题如下。
首先,根据一些水电厂的现状,其水轮发电机过速保护装置的过速接点动作可靠性存在较大问题,可能会在生产过程中出现机械过速接点误动,从而造成事故停机。
实际运行中,在水电厂进行机组大修过速试验时,经常会出现机械接点拒动的情况,导致动作值的调整难度上升,影响机组的正常运行。
其次,是离心块弹簧的制作工艺较差。
水轮发电机实际运行的过程中,因离心块弹簧的制造工艺较差,导致弹簧的弹性系数不能保持在稳定状态,在K值发生变化时将引起接点动作值的漂移,并且实际上在K值出现变化时将导致其不能再次使用。
再者,是机械过速接点未进行出厂模拟调整。
水轮发电机组过速保护装置分析摘要】水电是清洁可再生能源,具有运行费用低、电能质量稳定、机组启停灵活、调峰调频能力强等优点。
水轮发电机组是水电厂的关键设备,其运行稳定性状况不仅关系到电厂的经济效益,同时也影响电网的安全稳定运行。
机组的运行稳定性是机组整体机械、水力和电气性能的集中体现,对机组的长期安全稳定运行的重要性不言而喻。
【关键词】水电厂水力机组电网稳定性振动水能资源的开发利用对于我国节能减排、优化能源结构、实现2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%的目标有着重要的意义。
“十二五”期间,我国水电建设经历了大发展,金沙江、澜沧江、大渡河、雅砻江等流域开发加快,一个个大型甚至巨型水电厂相继投入生产运行。
水轮发电机组的容量和尺寸越来越大、结构越来越复杂,实际遇到的问题也越来越新颖,同时对机组运行稳定性的要求也越来越高。
1研究的背景和意义国家标准和行业规程对于表征水力机组稳定运行的主要参数都给出了明确具体的要求和运行允许范围,各水电厂通常依据标准,对机组各部位的振动摆度等进行评估,判断是否满足标准要求,同时分析机组是否存在异常和潜在缺陷。
机组稳定性参数的大小和变化规律反映了机组的健康状况水平,是确定机组检修周期、检修级别和检修项目的重要依据。
此外,对于大中型水电厂使用最为普遍的混流式水轮发电机组来说,几乎必然的存在着禁止或限制运行的振动区域,而判断机组振动区域范围和边界的主要依据就是机组振动、摆度、压力脉动等稳定性特征参数。
机组的振动区域是机组负荷分配的重要约束条件之一,避开振动区域运行是水电机组运行的基本要求。
因此,各发电企业对于机组运行稳定性状况非常重视。
机组稳定性问题既是设计和制造厂家的重要课题,也是运行维护单位极为关注的问题,研究机组运行稳定性有重要的现实意义。
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。
某水电厂压油装置油泵频繁启动的原因分析及处理发表时间:2018-10-16T15:52:33.183Z 来源:《基层建设》2018年第27期作者:李国强[导读] 摘要:2014年某水电厂在#3小修中恢复了机组纯机械过速保护,将调速系统步进式电机改为自伺服驱动方式等重大设备改造,改造后机组压油装置系统中油泵、漏油泵启动间隔时间大幅缩短。
贵州乌江水电开发有限责任公司洪家渡发电厂贵州省毕节市 551501 摘要:2014年某水电厂在#3小修中恢复了机组纯机械过速保护,将调速系统步进式电机改为自伺服驱动方式等重大设备改造,改造后机组压油装置系统中油泵、漏油泵启动间隔时间大幅缩短。
通过各因素排查检查为调速器抽动导致,消除感应电压后恢复正常。
关键词:调速系统、压油装置、抽动 0 引言某水电站是国家西部大开发和“西电东送”首批开工的重点工程之一,位于贵州省黔西县与织金县交界的乌江干流北源六冲河下游。
总装机容量600(3*200)兆瓦,设计年平均发电量15.59亿千瓦时,电站大坝为混凝土面板堆石坝,坝高179.5米,水库总库容量49.47亿立方米,调节库容33.6亿立方米,是乌江流域规划建设的十一个梯级水电站中唯一具有多年调节功能的龙头水电站。
由于水库的调节作用近期可使下游索风营、东风、乌江渡电站每年共增加发电量15.96亿千瓦时。
电站建成后在贵州电网主要承担调峰、调频和事故备用,有效地改善电网的运行条件。
1 目前现状2013年12月20日,某水电站成为国内首家“远程集控、少人维护”的大中型水电厂,在这样的背景下要求主辅设备更加可靠、精确等。
正是在这样的背景下,2014年某发电在3号机检修中加装了纯机械过速保护,调速器方面由步进电机更换为了自伺服装置。
检修中也涉及了一些其他常规项目,如接力器机械零位调整、接力器压紧行程复测、导叶锁锭接力器活塞环更换、两端关闭装置两位四通阀更换等。
检修后试验中调速器机柜切“手动”模式后,拔出导叶锁锭后,机组接力器逐渐开出,缓慢转动,投入“自动”后正常。
水电厂纯机械过速保护装置校验平台设计开发摘要:纯机械过速保护装置安装是国家电网公司和湖南省电力有限公司的重点反措项目。
东江水力发电厂大、小东江电站共8台机组均已完成纯机械过速装置的安装,作为机组三级过速保护的最后一级,其动作值仅靠厂家提供的实验报告来确定,无法实现自行校验,对于装置长时间运行准确性无法保证。
根据DL/T 817-2014《立式水轮发电机检修技术规程》第4.3条的规定,发电机A修后应进行机组过速试验。
生产技术部查阅了网上资料和咨询省电科院,均没有找到合适的校验机构或者设备,遂安排专业技术人员进行自行设计开发。
关键词:纯机械过速保护装置、设计、校验平台、水轮发电机1概述大、小东江电站发电机组原过速保护系统装置,全部依靠电气信号,存在失去电源而失去保护的风险。
由此,我厂采用瑞典TURAB公司研制的纯机械过速保护装置,为机组提供最后一级的无源保护。
但由于机械过速保护装置的动作转速较高,决定了机组的现地过速试验存在较大的危险性,所以机械过速保护装置动作值的校验不能在现地机组上进行。
针对该情况,我厂研制了纯机械过速保护装置校验平台,该平台可以模拟机组真机转速运行,将过速装置按实际安装位置固定后,可通过加速实现模拟真机过速动作试验,我厂研制的校验平台可按照真实大轴安装尺寸和安装位置1:1模拟机械过速保护装置的动作过程,记录动作转速。
2 纯机械过速保护装置纯机械过速保护装置作为机组的末级无源保护装置,其可靠性是最为重要的,我厂采用瑞典图拉博公司(TURAB)研制的机械过速保护装置。
该装置由安装在大轴上的机械过速摆、液压开关阀、安装支架组成。
当机组转速超过设定值时,机械过速摆动作,切换液压阀,操作过速限制器(或主配压阀),实现事故停机。
3 校验平台设计3.1试验方式选定过速试验方式有两种:一是全拟真试验,即完全模拟机组大轴的直径进行转速试验;二是固定半径,通过记录动作值时的线速度来推算实际动作转速。
有关水利科技毕业论文范文摘要:随着信息时代的飞速发展,社会生产对机械自动化的推广和自动控制技术水平有了更高的要求,对机械的稳定性和对操作的安全性也有了更高的要求,机械操作智能化已经是大势所趋。
关键词:机械液压;水利科技1.我国水电站对过速保护系统的使用历史我国在发展基础工业的初期阶段,绝大多数的技术和机器都来自前苏联。
水力发电从解放以来很长一段时间都是全套引进得前苏联水轮发电机组设计技术,并且同步使用JSX型机械转速信号器作为水轮发电机组的过速保护监控。
但由于当时技术的局限性,该型机械转速信号器只能发出过速保护信号,而不能根据信号作出相应的保护措施,也就是说只有报警而机械不能相应的执行保护操作;另一局限性表现在该型机械转速信号器在长时间的工作后会出现误传信号或者作业失灵的现象。
直到八十年代中期,研究者针对前者只报告信号不操作的局限性,增加了带执行操作部分的机械液压过速保护装置,但该由于当时电子信息技术尚不完善,在作业过程中经常发生读卡不成功导致拒绝执行操作现象。
改革开放之后,大量的国外的产品和技术被引进到国内,有几种国外厂商提供的纯机械液压过速保护装置被一些水电站使用,但是又出现了新的问题:国外的纯机械液压过速保护装置与水轮发电机大轴连接的卡环设计有瑕疵,在安装的时候还需要增加一道在水轮机大轴上加工齿口的工序之后,才能保证该装置不在水轮机大轴上做轴向位移,即才能保证装置在轴上的稳固性。
我们知道轴承的材质和大小、粗细、长短的规格,都是经过严格计算的,在水轮机大轴上再加工齿口必然会对大轴的强度产生影响,会产生很大的安全隐患。
另外对于经济建设来说,拿货时间、购买预算、花费的人力、物力,以及对国外产品技术的掌握和其产品的售后维修服务都在重点考虑之列,故使用国产的、性能可靠地、能解决上述局限性的过速保护系统装置是势在必行。
2.新型机械液压过速保护装置的优势2.1通过技术知识的积累和以往现场作业反馈给我们的经验可以了解到:机械液压过速保护装置的优点就在于获得的转速信号不是来自于机组的转速测量装置,而是由于装置本身的离心探测器通过机组转速上升而增大的离心力带动柱塞作径向位移而直接启动事故配压阀操作液压回路来关闭的导水机构,完全是同一机组上的另外一套测速方法和感应、操作的装置,避免了因为电器测速系统出现故障之后可能发生的机器损坏和飞逸事故的发生,可以确保水轮发电机组的安全运行。
纯机械过速保护装置在水电厂的
安装与应用
刘飞飞,黄雪珺
(安康水力发电厂,陕西 安康 725000)
0 引言
某水电厂是一座以发电为主,兼有航运、防洪、养殖、旅游等综合效益的大型水电枢纽工程,是陕西省最大的水电厂,隶属于国网陕西省电力公司。
该水电厂装有4台单机容量为200 MW的国产水轮发电机组,总装机容量800 MW,设计年发电量28.57亿kWh。
该水电厂于1975年筹建,1990年12月首台机组投产发电,1992年12月4台机组全部并网发电,1998年12月工程全部完工。
水电厂调速系统通过调节导叶开度控制过水流量的大小,从而实现对机组转速的调整。
当机组转速持续上升而调速器调速失灵时,机组通过转速过速信号装置发出过速信号,电气过速保护装置动作操作事故配压阀关闭导水机构,从而使机组停机。
但针对电气元器件本身发生故障或者电厂交直流电源因故障而消失的情况,从2015年开始,该水电厂结合机组检修对全厂4台机组加装瑞典图拉博(TURAB)纯机械过速保护器,防止电气过速保护无法动作时发生机组飞逸事故,保证机组运行和水电厂安全生产。
1 新装纯机械过速保护装置的必要性
该水电厂水轮发电机组自1990年12月投入运行以来,一直未安装纯机械过速保护装置,机组过速保护系统主要依赖电气信号实现保护功能。
即由电气转速信号装置发出过速信号给机组LCU,机组LCU再发出电气执行信号给紧急停机阀和过速限制器,驱动液压回路关闭导叶。
在此过程中,众多电子、电气元件参与过速保护,不论哪个环节出现故障,都不能可靠保证机组紧急停机。
纯机械过速保护装置没有任何电子或电气设备,具有较高的可靠性,同时与电气过速保护装置形成互补,能够确保万无一失。
为了限制水轮机过速,加装的纯机械过速保护装置提供了最安全、可靠的保护屏障,极大降低了机组运行的安全风险。
2 TURAB纯机械过速保护装置的工作原理
TURAB纯机械过速保护装置结构如图1所示,2个半法兰圆环安装在水轮机主轴上(主轴不需要为此进行特别加工),过速摆(不锈钢制,安装在黄铜制的套筒内)安装在半法兰圆环之间,液压阀与过速摆外侧半法兰圆环之间的径向距离为d。
当水轮机转速增大时,受离心力增大的影响,安装在水轮机主轴紧固圈(该紧固圈由2个半法兰圆环经8颗M16螺栓连接组成)的过速摆中的柱塞发生径向位移;当转速增大到过速保护设定值,由于电站系统(电气/电子)故障导致导叶不动作时,过速摆中的柱塞会由于径向位移大于d而触动液压
〔摘 要〕介绍了某水电厂安装TURAB纯机械过速保护装置的必要性,阐述了TURAB纯机械过速保护装置的工作原理及其安装要点、应用与维护情况,并指出当水轮机组转速持续上升而调速器调速失灵时,在电气元器件本身故障或电厂交直流电源因故障而消失等极端情况下,纯机械过速保护装置能够准确动作,关闭导水机构限制机组转速,为电厂安全生产提供保障。
〔关键词〕纯机械过速保护;水电站;安装;应用
阀,液压阀动作切断过速限制装置与主配压阀之间的压力油路(小流量),从而使得过速限制装置动作,直接把大流量的压力油引入导叶接力器的关闭腔,使导叶迅速关闭,起到对水轮机过速保护的作用,防止因转速过度升高对机组造成损害。
3 TURAB纯机械过速保护装置的安装和试验
3.1 安装要点
该水电厂纯机械过速保护装置安装在水车室水导轴承上侧,水轮机发电机连接上法兰面1 m处。
纯机械液压过速保护系统所配焊管路采用紫铜管,焊接后应清理干净并进行探伤检查。
对配制的管路进行1.5倍额定压力、30 min耐压试验。
试验合格条件为:压力无下降、无渗漏、无可见的异常变形,试验过程中无异常响声。
该水电厂的纯机械过速保护装置安装技术规范如表1所示。
表1 水电厂纯机械过速保护装置技术规范
项目参数项目参数
水轮机主轴轴径,mm 1 410动作转速,r/min150
额定转速,r/min107.1油压,MPa 4.0
TURAB纯机械过速保护装置的安装结构,如图1所示。
图1 TURAB纯机械过速保护装置结构示意
(1) 安装前,必须保证安装在主轴上的紧固圈平面与水轮机主轴垂直。
因本机组没有止口,可采取安装前先在主轴上画线等方法。
(2) 安装液压阀支架及液压阀时,其安装螺栓不要完全紧固,便于后面调整。
安装时要求液压阀中心高度与过速摆柱塞在同一高度,同时液压阀轴线与主轴中心线重合,如图2所示。
图2 TURAB纯机械过速保护装置安装效果示意
(3) 确保过速摆正对液压阀触动臂,交替紧固连接2个半法兰圆环的8颗螺栓,要求最后每颗螺栓紧固力矩均为120 N·m。
(4) 使用专用塞尺检查,并确保液压阀触动臂与过速摆柱塞之间径向间距为3.0 mm,之后紧固液压阀安装螺栓。
注意在测量安装间距时,要保证过速摆正对液压阀触动臂。
(5) 机组安装纯机械过速保护装置后,主轴对装置安装板基础之间的绝缘不小于0.5 MΩ。
(6) 全部安装后手动触动液压阀触动臂,以确认系统液压油管路连接正确。
3.2 厂内试验
2016年1月至3月,该水电厂先后对4台机组进行纯机械液压过速保护装置现场试验,试验数据如表2所示。
表2 纯机械液压过速保护装置现场试验数据试验时间机组整定动作值,% n
e
保护装置动作值,% n
e 2016-03-281号机140.00140.10
2016-03-122号机140.00141.10
2016-02-293号机140.00141.30
2016-01-124号机140.00140.03
注:n
e
=107.1 r/min。
试验过程中,TURAB纯机械液压过速保护装置动作正常,动作时长1 s,过速保护装置现场真机试验满足正在报批的能源行业标准。
分析试验数
据,可得TURAB 纯机械液压过速保护装置动作值与整定值误差均小于1 %,说明保护动作值可靠、准确。
4 TURAB 纯机械过速保护装置的运行维护
(1) 在运行中发生过速保护器动作停机后,在机组重新启动前应手动复位液压阀,检查并确认液压阀触动臂与过速摆的间距为3.0 mm 时,方可重新投入使用,不需要校验或整定。
(2) 因机组大修等原因造成拆卸过速保护器的,在按照TURAB 过速保护器的安装说明书要 5 结束语
TURAB 纯机械过速保护装置安装简便,运维简单,保护精度高,动作可靠,能在电气测速系统故障或电源故障和调速器失灵同时发生情况下,利用油压装置油压迅速地实现水轮发电机组停机,为水电站机组提供最后一道安全保护屏障,确保水轮发电机组运行安全。
同时,随着该水电厂的自动化控制水平日益提高,该过速保护装置为水电厂实现无人值班(少人值守)奠定坚实的基础,具备广泛的推广应用价值。