水电站调速器与调压阀的组合应用及常见故障.docxVIP

小水电2010年第6期(总第156期)运行与维护

·61·

水电站调速器与调压阀的组合应用及常见故障

蒋永勉(天台县桐柏电力工程管理局浙江天台317200)

【摘要】阐述微机调速器与调压阀液压协联动作的原理和特点，对两者之间在运行时的常见故障进行分析，并提出处理方法。图1幅。

【关键词】中小型水电站调速器调压阀组合应用

1概述

在压力引水管道较长的水电站机组运行中，当水轮发电机组突然甩负荷时，调速器自动控制水轮机快速关闭导叶，此时产生的最大压力上升或最大压力下降对过水部件强度有影响，因此只能改变导叶关闭时间，但这样与机组转速上升之间又存在一对矛盾。根据调节保证计算，参数不能同时使压力上升(5≤20%)和转速上升(β≤40%)都控制在允许的范围之内。为此，通常采用设置调压井或调压阀等方法来解决压力和转速上升的矛盾，保证电站安全运行。但设置调压井需要较大的投资和较长的工期，而有些电站限于地形、地质条件，还难以建造调压井，因此对于这一类中小型电站采用调压阀方案具有较明显的优势。

2调速器与调压阀结构功能

2.1调速器系统组成

YWT—600系列步进式可编程微机调速器的PLC采用日本OMRON公司生产的先进的CPM2A系列为其控制硬件主体，并采用了该公司生产的可编程汉化终端作为该调速器的主要操作和显示平台，使该调速器具备了完善的调节控制功能和友好的人机界面，分别由3大部分组成。

1)CPM1A—MADO2模拟量I/0单元有4路模拟量输入，可分别用来采集0～10V的导叶开度、水头、机组有功功率等模拟信号，并将这些模拟量转换成数字量供给CPU单元进行运算及控制。

2)GFM41测频模块将由机端PT来的机组频率信号和由系统PT来的电网频率信号经滤波后转换成数字量，再由PLC的中央处理单元读取，再经PID

运算后去控制导水机构的开或关。

3)电源变换模块将开关电源输出的DC24V电源由DC—DC变换器转换为+5V和+24V电源，分别供频率测量模块和反馈电位器使用。

2.2调压阀结构及功能

TFW—φ350调压阀采用卧式布置，主要由阀体、阀盖、阀塞、密封座、油缸体、活塞和补气阀组成。调压阀的开启和关闭由油缸体和活塞组成的操纵油缸控制，该油缸通过油管与特殊配压阀连接。补气阀作用是当阀塞开启时，空气能均匀地进入阀体中的负压区，以减轻调压阀动作时的振动和噪音。

调压阀的作用就是解决速率和压力升高的矛盾，使二者都控制在规范允许的范围内，即小负荷变化时，调压阀不动作；甩较大负荷时，调压阀开启，增负荷时，调压阀不起作用。

3调速器与调压阀控制系统动作原理

调速器与调压阀液压联动主要是靠调速器中的特殊配压阀来控制，特殊配压阀活塞同时控制调速器接力器和调压阀的关闭和开启，确保两者动作协调可靠。特殊配压阀中设有A、B、C、D共4个节流孔，各孔作用分别为A确定调速器和调压阀慢关时间，B确定调压阀快关时间，C为确定调压阀全开行程，D确定调速器快关和调压阀快开时间(见图1)。

1)机组缓慢减负荷时，配压阀中活塞位移量≤h,压力油只进入接力器关闭腔P3,接力器P2腔接通回油，于是接力器向关闭方向移动，机组减少出力。此时调压阀操作油缸P5腔通回油，P4腔通压力油，调压阀始终处于关闭状态。

2)机组甩负荷时，如配压阀活塞向上位移超过

运行与维护SMALLHYDROPOWER2010No6,TotalNo156

·62.

泄水口

图1调速器与调压阀液压原理

h值，压力油进入调压阀油缸P5腔，迫使调压阀开启，此时P4腔产生的压力油与通过节流孔A的压力油一同进入接力器P3腔，使接力器向关闭方向快速移动。当机组负荷平衡时，配压阀活塞回到中间位置，机组和接力器就处于某一位置不动，而压力油通过节流孔A进入调压阀P4腔关闭调压阀(而开启腔通回油),调压阀向关闭方向缓慢移动直至全关。

3)在机组甩负荷和紧急停机时，如果调压阀失灵拒动，机组只能通过节流阀A的少量压力油慢速关闭导叶，以保证引水管道压力上升不超过允许值。

4)机组增负荷时主配压阀活塞下移，压力油进入接力器P2腔，接力器P3腔通回油，于是接力器向开启方向移动，机组增加出力。此时调压阀操纵油缸P4腔仍然通压力油，P5腔通回油，调压阀始终保持关闭状态。

5)调压阀还具有快关功能，如机组甩负荷后，调