CN113375060B - 水轮机调速器液压系统压力容器应急补油装置及方法 - Google Patents

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Abstract

水轮机调速器液压系统压力容器应急补油装置及方法，包括补油箱、油罐，补油箱通过油管连接油罐，油管上设有补油电磁阀。在系统漏油导致缺油需补油的应急状态下，能根据压力油罐的液位和压力，自动控制应急补油装置进行自动补油，保证水轮机调速器液压控制系统压力油罐中油气比在合理范围，从而确保调速器液压控制系统能提供长效稳定并压力指标达标的压力油源去操作导叶开度执行机构。

Description

水轮机调速器液压系统压力容器应急补油装置及方法
技术领域
本发明属于水轮发电机组调速器液压控制系统技术领域，具体涉及一种水轮机调速器液压系统压力容器应急补油装置及方法。
背景技术
水轮发电机组调速器调节导叶开度、机组功率和频率，需要调速器液压控制系统提供长效稳定并压力、温度、压力油颗粒物含量等各方面指标达标的压力油源去操作导叶开度执行机构。由于油液具有不易压缩性，为了保证油液具有相对稳定的压力，必须在压力容器中填充部分气体，并且需要调速器液压控制系统根据压力容器中填充气体含量来控制自动补气系统。
中国专利“用于水轮机调速器的油压装置及其水轮机调速器”(申请号201921922421.4)仅公开了一种用于水轮机调速器的油压装置及其水轮机调速器的电气控制系统电路结构。
该现有技术中调速器液压控制系统压力容器压力不够时，通常通过回油箱取油，经压油泵补充压力油，未考虑黑启动状态下无外部充足电源供应，压油泵无动力电源不能补充压力油，系统漏油导致缺油需补油的情况，不适用于黑启动等应急状态下应急补油。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种水轮机调速器液压系统压力容器应急补油装置及方法，旨在解决黑启动等应急状态下系统漏油导致缺油需补油情况下，应急处理解决系统油液缺失问题。保证调速器液压控制系统提供长效稳定并压力指标达标的压力油源去操作导叶开度执行机构。
本发明采取的技术方案为：
水轮机调速器液压系统压力容器应急补油装置，该装置包括：
补油箱BYX、油罐YG；
所述补油箱BYX通过油管连接油罐YG，油管上设有补油电磁阀121DP；
所述油罐YG上设有油罐安全阀100VQ、压力罐油位计100LN、压力罐液位传感器101MN、油罐液位开关传感器101SN-104SN、压力罐压力开关传感器101PS-102PS、压力罐压力表100PG、压力罐压力传感器121MP；
所述油罐YG上设有油源手阀*111。
水轮机调速器液压系统压力容器应急补油系统，该系统包括：
油罐YG，传感器组，补油电磁阀121DP，控制器，人机交互装置，油管，电气回路，通迅回路，补油箱BYX；
所述油罐YG为有压油罐；
所述传感器组采集油罐YG压力、油罐YG油位、补油电磁阀121DP开关位置状态，并将其通过电气回路传输给控制器；
所述补油电磁阀121DP位于油管上，当油罐YG需要补油时，会被自动打开，油液通过重力作用，流经油管，最终到达油罐YG；补油电磁阀121DP通过电气回路接受控制器输出的补油阀开关控制命令；
所述控制器，通过通迅回路，接受人机交互装置设置的液压控制系统控制参数，液压控制系统应急补油液位、应急补油压力，并根据通过通迅回路接收到的传感器组采集的液压控制系统状态信号，采用一种水轮机调速器液压控制系统应急自动补油方法，对水轮机调速器液压控制系统应急补油装置进行控制，并通过电气回路，对补油电磁阀121DP进行开关控制，同时将液压控制系统状态信息通过通迅回路传输给人机交互装置。当油罐YG压力大于应急补油压力、油罐YG油位小于应急补油液位时，控制打开补油电磁阀121DP进行自动补油；
人机交互装置与控制器进行通讯，将用户通过人机交互装置设置的液压控制系统控制参数液压控制系统应急补油液位H补油、应急补油压力P补油传送给控制器，同时人机交互装置采集控制器发送的液压控制系统状态信息，进行图形化展示。
该系统包括气管，补油箱BYX通过气管连接油罐YG。
所述电气回路包括第一电气回路、第二电气回路，传感器组通过第一电气回路连接控制器，补油电磁阀121DP通过第二电气回路连接控制器。
所述补油箱BYX，为用来存储为液压控制系统油罐YG提供应急油源的压力容器，布置于油罐YG顶部上方。
该系统包括油源手阀*111，位于油管上，当需要调速器液压控制系统提供压力油源去操作导叶开度执行机构时，手动打开油源手阀*111。
本发明一种水轮机调速器液压系统压力容器应急补油装置及方法，技术效果如下：
1)本发明一种水轮机调速器液压控制系统应急补油装置，可以实现手动补油，自动补油功能，适用性广泛。
2)采用本发明一种水轮机调速器液压控制系统应急补油系统及方法，可以解决系统漏油导致缺油需补油等应急状态下油液缺失问题，保证调速器液压控制系统提供长效稳定并压力指标达标的压力油源去操作导叶开度执行机构。
3)本发明一种水轮机调速器液压控制系统应急补油方法，具有很强的控制安全稳定性，全面考虑了补油阀开启失败、补油阀关闭失败、油罐压力液位传感器故障以及补油超时等设备异常工况报警和处置，避免调速器液压控制系统应急自动补油控制程序发生逻辑紊乱失控的情况以及应急自动补油装置状态转换过程发生影响系统安全的事故。
附图说明
图1是本发明一种水轮机调速器液压控制系统应急补油装置结构示意图。
图2是本发明一种水轮机调速器液压控制系统应急补油系统结构示意图。
图3是本发明一种水轮机调速器液压控制系统应急自动补油控制方法流程示意图。
图4是图1中的各种线型含义示意图。
具体实施方式
本发明一种水轮机调速器液压系统压力容器应急补油装置及方法，在系统漏油导致缺油需补油的应急状态下，能根据压力油罐的液位和压力，自动控制应急补油装置进行自动补油，保证水轮机调速器液压控制系统压力油罐中油气比在合理范围，从而确保调速器液压控制系统能提供长效稳定并压力指标达标的压力油源去操作导叶开度执行机构。
水轮机调速器液压系统压力容器应急补油装置结构图如图1所示，其包括：补油箱BYX、补油电磁阀121DP、油罐安全阀100VQ、压力罐油位计100LN、压力罐液位传感器101MN、油罐液位开关传感器101SN-104SN、压力罐压力开关传感器101-102PS、压力罐压力表100PG、压力罐压力传感器121MP、油罐YG。
所述补油箱BYX通过油管a5连接油罐YG，油管a5上设有补油电磁阀121DP；
所述油罐YG上设有油罐安全阀100VQ、压力罐油位计100LN、压力罐液位传感器101MN、油罐液位开关传感器101SN-104SN、压力罐压力开关传感器101PS-102PS、压力罐压力表100PG、压力罐压力传感器121MP；
所述油罐YG上设有油源手阀*111。
通过液压控制系统的电控系统，控制补油电磁阀121DP两端的开关电磁线圈1EN、2EN电流通断，控制补油电磁阀121DP自动开关，对油罐YG进行补油。同时也可以通过油源手阀*111控制对油罐YG进行手动补油。
表1应急补油装置元件参数表
Figure BDA0003102637580000041
水轮机调速器液压系统压力容器应急补油系统，如图2所示，该系统包括：
油罐YG，传感器组a1，补油电磁阀121DP，控制器a2，人机交互装置a3，油管a5，电气回路a6，通迅回路a7，补油箱BYX；
所述油罐YG为有压油罐；
所述传感器组a1包括压力罐油位计100LN、压力罐液位传感器101MN、油罐液位开关传感器101SN-104SN、压力罐压力开关传感器101-102PS、压力罐压力表100PG、压力罐压力传感器121MP。传感器组a1采集液压控制系统中油罐YG，补油电磁阀121DP的物理量参数或状态信号，如油罐YG压力、油罐YG油位、补油电磁阀121DP开关位置状态，并将其通过电气回路a6传输给控制器a2；
所述补油电磁阀121DP位于油管a5上，当油罐YG需要补油时，会被自动打开，油液通过重力作用，流经油管a5，最终到达油罐YG，达到补油效果。补油电磁阀121DP通过电气回路a6接受控制器a2输出的补油阀开关控制命令；并被传感器组a1采集其补油阀开关位置状态。
所述控制器a2，通过通迅回路a7，接受人机交互装置a3设置的液压控制系统控制参数，液压控制系统应急补油液位、应急补油压力，并根据通过通迅回路a7接收到的传感器组a1采集的液压控制系统状态信号，采用一种水轮机调速器液压控制系统应急自动补油方法，对水轮机调速器液压控制系统应急补油装置进行控制，并通过电气回路a6，对补油电磁阀121DP进行开关控制，同时将液压控制系统状态信息通过通迅回路a7传输给人机交互装置a3。当油罐YG压力大于应急补油压力、油罐YG油位小于应急补油液位时，控制打开补油电磁阀121DP进行自动补油。
人机交互装置a3与控制器a2进行通讯，将用户通过人机交互装置a3设置的液压控制系统控制参数液压控制系统应急补油液位H补油、应急补油压力P补油传送给控制器a2，同时人机交互装置a3采集控制器a2发送的液压控制系统状态信息，进行图形化展示。
该系统包括气管a4，补油箱BYX通过气管a4连接油罐YG。
油管a5用于连接补油箱BYX、油罐YG，用于提供压力油源去操作导叶开度执行机构。
所述电气回路a6包括第一电气回路、第二电气回路，传感器组a1通过第一电气回路连接控制器a2，补油电磁阀121DP通过第二电气回路连接控制器a2。实现状态信号、控制信号的传输。
所述通迅回路a7，用于连接控制器a2和人机交互装置a3，实现液压控制系统控制参数、状态信息的传输。
所述补油箱BYX，为用来存储为液压控制系统油罐YG提供应急油源的压力容器，布置于油罐YG顶部上方。
该系统包括油源手阀*111，位于油管a5上，当需要调速器液压控制系统提供压力油源去操作导叶开度执行机构时，手动打开油源手阀*111。
控制器a2采用品牌为Schneider，型号为140CPU67160的PLC控制器。
人机交互装置a3采用品牌为Schneider，型号为XBTGT7340的触摸屏。
将本发明方法应用于某电站黑启动应急状态下调速器液压控制系统应急自动补油装置控制。该系统油罐额定压力为6.3Mpa，H补油为2000mm，P补油为6.1Mpa。以下结合该实施例对本发明方法作详述。
采用本发明方法，某电站水轮机调速器液压控制系统应急自动补油控制方法的详细步骤如下：
1、控制器a2初始化，检测是否应急状态，若是，进入第2步；否则，继续本步检测。
2、控制器a2检测是否补油阀已打开，若是，进入第12步；否则，进入下一步。
3、液压控制系统进入应急非补油态，进入第下一步。
4、控制器a2检测液压控制系统是否运行态且自动控制，若是，进入下一步；否则，进入第3步。
5、控制器a2检测是否液压控制系统油罐压力>P补油，若是，进入下一步；否则，进入第3步。
6、控制器a2检测是否液压控制系统油罐油位<H补油，若是，进入下一步；否则，进入第3步。
7、控制器a2检测是否距上次补油超过600秒，若是，进入下一步；否则，进入第3步。
8、控制器a2检测是否液压控制系统油罐压力、液位无故障报警，若是，进入下一步；否则，进入第3步。
9、液压控制系统进入补油阀开启过程，进入下一步。
10、控制器a2发出开补油阀控制命令，进入下一步。
11、控制器a2检测是否补油阀已打开，若是，进入下一步；否则，进入第17步。
12、液压控制系统进入应急补油态，进入第13步，第18步和第19步。
13、控制器a2检测液压控制系统补油是否已持续5分钟，若是，进入下一步；否则，继续本步检测。
14、液压控制系统进入补油关闭过程，进入下一步。
15、控制器a2发出关补油阀控制命令，进入下一步。
16、控制器a2检测是否补油阀已关闭，若是，进入第3步；否则，进入第20步。
17、控制器a2检测补油阀是否保持30秒未打开，若是，报补油阀开启失败故障，进入第3步，否则，进入第11步。
18、控制器a2检测油罐压力、液位传感器是否故障，若是，进入第14步，否则，进入第2步。
19、控制器a2检测液压控制系统补油是否已持续6分钟，若是，报补油超时故障，进入第14步，否则，进入第2步。
20、控制器a2检测补油阀是否保持40秒未关闭，若是，报补油阀关闭失败故障，进入第12步，否则，进入第16步。

Claims (1)

1.水轮机调速器液压控制系统应急自动补油方法，其特征在于包括以下步骤：
第1步、控制器(a2)初始化，检测是否应急状态，若是，进入第2步；否则，继续本步检测；
第2步、控制器(a2)检测是否补油阀已打开，若是，进入第12步；否则，进入下一步；
第3步、液压控制系统进入应急非补油态，进入第下一步；
第4步、控制器(a2)检测液压控制系统是否运行态且自动控制，若是，进入下一步；否则，进入第3步；
第5步、控制器(a2)检测是否液压控制系统油罐压力>P补油，若是，进入下一步；否则，进入第3步；
第6步、控制器(a2)检测是否液压控制系统油罐油位<H补油，若是，进入下一步；否则，进入第3步；
第7步、控制器(a2)检测是否距上次补油超过600秒，若是，进入下一步；否则，进入第3步；
第8步、控制器(a2)检测是否液压控制系统油罐压力、液位无故障报警，若是，进入下一步；否则，进入第3步；
第9步、液压控制系统进入补油阀开启过程，进入下一步；
第10步、控制器(a2)发出开补油阀控制命令，进入下一步；
第11步、控制器(a2)检测是否补油阀已打开，若是，进入下一步；否则，进入第17步；
第12步、液压控制系统进入应急补油态，进入第13步，第18步和第19步；
第13步、控制器(a2)检测液压控制系统补油是否已持续5分钟，若是，进入下一步；否则，继续本步检测；
第14步、液压控制系统进入补油关闭过程，进入下一步；
第15步、控制器(a2)发出关补油阀控制命令，进入下一步；
第16步、控制器(a2)检测是否补油阀已关闭，若是，进入第3步；否则，进入第20步；
第17步、控制器(a2)检测补油阀是否保持30秒未打开，若是，报补油阀开启失败故障，进入第3步，否则，进入第11步；
第18步、控制器(a2)检测油罐压力、液位传感器是否故障，若是，进入第14步，否则，进入第2步；
第19步、控制器(a2)检测液压控制系统补油是否已持续6分钟，若是，报补油超时故障，进入第14步，否则，进入第2步；
第20步、控制器(a2)检测补油阀是否保持40秒未关闭，若是，报补油阀关闭失败故障，进入第12步，否则，进入第16步。
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