CN203670089U - 抽水蓄能机组导叶延时关闭系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水轮机发电机组调速系统技术领域，具体涉及抽水蓄能机组导叶延时关闭系统，包括插装阀、第一电磁换向阀和液控换向阀，所述插装阀的A口与调速器的配压阀连接，所述插装阀的B口与接力器连接，所述第一电磁换向阀的A口与所述液控换向阀的X2口连接，所述第一电磁换向阀的P口连接液压油源以及所述液控换向阀的X1口和B口，所述液控换向阀的P口与所述插装阀的X口连接，所述液控换向阀的X2口的控制面积大于X1口的控制面积，所述第一电磁换向阀的T口和所述液控换向阀的A口连接回油箱，所述第一电磁换向阀的第一电磁铁和所述调速器与监控系统电连接。本实用新型能够实现抽水蓄能机组导叶关闭的特性。

Description

抽水蓄能机组导叶延时关闭系统

技术领域

本实用新型涉及水轮机发电机组调速系统技术领域，具体涉及抽水蓄能机组导叶延时关闭系统。

背景技术

目前，常规水轮机发电机组的调速系统包含调速器电气装置、液压装置、油压装置、测速装置以及事故配压阀、两段关闭阀等自动化装置。其中，调速器电气装置、液压装置、油压装置、测速装置是所有调速系统均必配的，事故配压阀根据实际要求进行配置，两段关闭装置则根据水轮机的调节保证计算结果确定是否配置。两段关闭装置在机组中的作用是：机组甩负荷时以要求的最快速度将导叶关闭到设定开度，控制机组转速不超过允许值，再以规定的速度缓慢关闭导叶至全关，保证引水管压力不超过规定值，保证机组和整个电站的安全。

随着经济和科学技术的发展，为了将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，抽水蓄能电站成为了解决这一问题的主要研究对象。

在抽水蓄能机组的调速系统中，水泵水轮机转轮的特性与常规水轮机组中的水轮机转轮有很大的不同，其关闭特性也有别于常规水轮机组。在机组甩负荷时，常规水轮机组的关闭要求是先快速关到拐点位置再慢关至全关，而抽水蓄能机组的关闭方式却正与此相反，在甩负荷时，抽水蓄能机组需要先不关或者缓慢关闭若干时间后，再以允许的最快速度关至全关。否则可能出现引水管分管处压力值超出允许值而发生事故。传统水轮机组的两段关闭装置无法实现抽水蓄能机组这种关闭特性要求，而且由于抽水蓄能机组本身以及抽水蓄能电站机组布置等方面的特性，对抽水蓄能机组关闭规律的可靠性要求更高于常规水轮机组。另外，在抽水蓄能机组中，甩负荷时机组的速度上升是有限的，不会超过允许值，但是引水管水压上升以及尾水管产生的负压却有超过规定值的可能，如这两个压力值超标，有可能对电站带来灾难性后果。因此，抽水蓄能机组甩负荷时延时装置必须可靠投入，不允许失败。

现有投入运行的抽水蓄能机组导叶延时关闭装置采用的是机械液压控制方式，系统非常复杂，元器件多，依靠节流孔调整投入时间点，调整范围小而困难。投入的触发器为纯机械过速保护装置，其动作必须以在额定水头下机组甩100%负荷时的转速上升值进行整定，当机组不在满负荷情况下甩负荷时，其最大转速上升达不到机械过速保护装置整定值，延时关闭装置则无法投入，而且，从甩负荷开始到转速达到过速整定值触发过速保护装置有一段时间间隔，在这段时间内导叶已经按最大速度关闭，这些都存在水压超出规定值危险。

所以，目前亟需一种能够可靠投入的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有抽水蓄能机组导叶延时关闭系统不能够及时准确投入而使得抽水蓄能机组存在安全隐患的不足，提供能够及时准确且可靠投入的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

抽水蓄能机组导叶延时关闭液压系统，包括插装阀、第一电磁换向阀和液控换向阀，所述插装阀的A口与调速器的配压阀连接，所述插装阀的B口与接力器连接，所述第一电磁换向阀的A口与所述液控换向阀的X2口连接，所述第一电磁换向阀的P口连接液压油源以及所述液控换向阀的X1口和B口，所述液控换向阀的P口与所述插装阀的X口连接，所述液控换向阀的X2口的控制面积大于X1口的控制面积，所述第一电磁换向阀的T口和所述液控换向阀的A口连接回油箱，所述第一电磁换向阀的第一电磁铁和所述调速器与监控系统电连接，所述监控系统发出投入信号时，所述插装阀的A口和B口断开，所述监控系统发出退出信号时，所述插装阀的A口和B口接通。当抽水蓄能机组正常运转时，第一电磁铁不激磁，液压油源经过第一电磁换向阀后进入到液控换向阀的X2口，液控换向阀的X1口与液压油源连接，由于液控换向阀的X2口的控制面积大于X1口的控制面积，液控换向阀的P口和A口接通，插装阀的X口、液控换向阀的P口和A口与回油箱接通，使得插装阀的A口和B口接通，进而使得在抽水蓄能机组正常工作时，调速器的配压阀和接力器之间接通，使得调速器可以通过控制接力器来控制导叶的动作；当抽水蓄能机组甩负荷时，监控系统同时向调速器和第一电磁换向阀发出甩负荷信号，调速器通过配压阀向接力器发出导叶关闭的信号，但是此时，第一电磁换向阀也收到甩负荷的信号，第一电磁换向阀的第一电磁铁激磁，第一电磁换向阀的A口与T口接通并与液控换向阀的X2口接通，液控换向阀的X2口的控制腔内的液压油向回油箱回油，液控换向阀的阀芯移动，使液控换向阀的B口与P口接通，液压油源的液压油通过液控换向阀的B口和P口进入到插装阀的X口的控制腔内，插装阀的A口和B口断开，所以，此时调速器并不能控制导叶立即关闭；当监控系统对第一电磁换向阀发出退出指令时，第一电磁换向阀的第一电磁铁不激磁，控制插装阀的A口和B口接通，进而使得抽水蓄能机组的导叶快速关闭；在工作中，采用插装阀作主阀，由于插装阀结构简单、通流能力大、压力损失小、不易发卡，使得本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统能够及时投入，采用第一电磁换向阀作控制阀，用液控换向阀对第一电磁换向阀输出信号进行放大以操作插装阀动作，使得本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统能够及时可靠的投入和退出。

作为本实用新型的优选方案，所述插装阀的A口和B口之间设置有节流阀，所述节流阀的一端与所述插装阀的A口连接，所述节流阀的另一端与所述插装阀的B口连接。当本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统投入时，插装阀的A口和B口被断开，此时，由于在插装阀的A口和B口之间设置节流阀，使得，调速器的配压阀与接力器之间依然被接通，只不过，由于节流阀的存在，调速器的配压阀与接力器之间油路的流量降低，导叶被缓慢的关闭，从而使得本实用新型的导叶延时关闭系统能够实现抽水蓄能机组导叶的关闭特性；另外，由于在插装阀的A口和B口之间设置节流阀，当导叶延时关闭系统由于出现故障不能够退出，而使导叶无法快速关闭时，导叶依然能够在调速器的配压阀、节流阀和接力器的作用下缓慢的完全关闭，保证了本实用新型的安全可靠性。

作为本实用新型的优选方案，所述第一电磁换向阀与所述液压油源之间的油路上还串联有第二电磁换向阀，所述第二电磁换向阀的P口与所述液压油源连接，所述第二电磁换向阀的A口与所述第一电磁换向阀的P口连接，所述第二电磁换向阀的T口与所述回油箱连接，所述第二电磁换向阀的第二电磁铁与所述监控系统电连接。在第一电磁电磁换向阀与液压油源之间串联如第二电磁换向阀，由于第一电磁换向阀和第二电磁换向阀都是常通阀，所以，当其中一个电磁换向阀出现故障不能够及时投入时，只要另一电磁换向阀能够及时投入，本实用新型的导叶延时关闭系统依然能够及时的投入，从而保证了本实用新型的导叶延时关闭系统能够可靠的投入。

作为本实用新型的优选方案，所述第二电磁换向阀的P口与所述液压油源之间的油路上设置有截止阀，所述截止阀的一端与所述液压油源连接，所述截止阀的另一端与所述第二电磁换向阀的P口连接。通过在液压油源处设置截止阀，方便本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的安装、检修和维护。

作为本实用新型的优选方案，所述插装阀的X口还连接有压力继电器。插装阀的X口的控制腔内流入压力油时，通过X口进入压力继电器，压缩压力继电器内的弹簧使位置开关a、c接通，并向监控系统发出相应的信号，表示本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的投入，当插装阀的X口的控制腔内压力油流出时，压力继电器内的压力油也流出，压力继电器内的开关a、b接通，表示本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的退出，方便了对本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的投入和退出的监控。

作为本实用新型的优选方案，所述截止阀与所述液控换向阀的X1口之间还设置有测压接头。在截止阀与液控换向阀的X1口之间的油路上设置测压接头，通过测压接头可以方便地检测压力油源压力。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、采用插装阀作主阀，第一电磁换向阀作控制阀，用液控换向阀对第一电磁换向阀输出信号进行放大以操作插装阀动作，使得本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的能够及时可靠的投入和退出；

2、在插装阀的A口和B口之间设置节流阀，当导叶延时关闭系统由于出现故障不能够退出，而使导叶无法快速关闭时，导叶依然能够在调速器的配压阀、节流阀和接力器的作用下缓慢的完全关闭，保证了本实用新型的安全可靠性；

3、在插装阀的A口和B口之间设置节流阀，当本实用新型的导叶延时关闭系统投入时，导叶被缓慢的关闭，当本实用新型的导叶延时关闭系统退出时，导叶快速完全关闭，实现了抽水蓄能机组导叶的关闭特性；

4、设置两个串联的电磁换向阀，当其中一个电磁换向阀出现故障不能够及时投入时，只要另一电磁换向阀能够及时投入，本实用新型的导叶延时关闭系统依然能够及时的投入，保证了本实用新型的导叶延时关闭系统能够可靠的投入。

附图说明

图1为本实用新型的液压系统图，

图中标记：1-插装阀，2-第一电磁换向阀，3-液控换向阀，4-回油箱，5-第一电磁铁，6-节流阀，7-第二电磁换向阀，8-第二电磁铁，9-截止阀，10-压力继电器，11-测压接头。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示的抽水蓄能机组导叶延时关闭液压系统，包括插装阀1、第一电磁换向阀2和液控换向阀3，所述插装阀1的A口与调速器的配压阀连接，所述插装阀1的B口与接力器连接，所述第一电磁换向阀2的A口与所述液控换向阀3的X2口连接，所述第一电磁换向阀2的P口连接液压油源以及所述液控换向阀3的X1口和B口，所述液控换向阀3的P口与所述插装阀1的X口连接，所述液控换向阀3的X2口的控制面积大于X1口的控制面积，所述第一电磁换向阀2的T口和所述液控换向阀3的A口连接回油箱4，所述第一电磁换向阀的第一电磁铁5和所述调速器与监控系统电连接，所述监控系统发出投入信号时，所述插装阀1的A口和B口断开，所述监控系统发出退出信号时，所述插装阀1的A口和B口接通。当抽水蓄能机组正常运转时，第一电磁铁5不激磁，液压油源经过第一电磁换向阀2后进入到液控换向阀3的X2口，液控换向阀3的X1口与液压油源连接，由于液控换向阀3的X2口的控制面积大于X1口的控制面积，液控换向阀3的P口和A口接通，插装阀1的X口、液控换向阀3的P口和A口与回油箱4接通，使得插装阀1的A口和B口接通，进而使得在抽水蓄能机组正常工作时，调速器的配压阀和接力器之间接通，使得调速器可以通过控制接力器来控制导叶的动作；当抽水蓄能机组甩负荷时，监控系统同时向调速器和第一电磁换向阀2发出甩负荷信号，调速器通过配压阀向接力器发出导叶关闭的信号，但是此时，第一电磁换向阀2也收到甩负荷的信号，第一电磁换向阀2的第一电磁铁5激磁，第一电磁换向阀2的A口与T口接通并与液控换向阀3的X2口接通，液控换向阀3的X2口的控制腔内的液压油向回油箱4回油，液控换向阀3的阀芯移动，使液控换向阀3的B口与P口接通，液压油源的液压油通过液控换向阀3的B口和P口进入到插装阀1的X口的控制腔内，插装阀1的A口和B口断开，所以，此时调速器并不能控制导叶立即关闭；当监控系统对第一电磁换向阀2发出退出指令时，第一电磁换向阀2的第一电磁铁5不激磁，控制插装阀1的A口和B口接通，进而使得抽水蓄能机组的导叶快速关闭；在工作中，采用插装阀1作主阀，由于插装阀1结构简单、通流能力大、压力损失小、不易发卡，使得本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统能够及时投入，采用第一电磁换向阀2作控制阀，用液控换向阀3对第一电磁换向阀2输出信号进行放大以操作插装阀1动作，使得本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的能够及时可靠的投入和退出。

作为本实用新型的优选方案，所述插装阀1的A口和B口之间设置有节流阀6，所述节流阀6的一端与所述插装阀1的A口连接，所述节流阀6的另一端与所述插装阀1的B口连接。当本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统投入时，插装阀1的A口和B口被断开，此时，由于在插装阀1的A口和B口之间设置节流阀6，使得，调速器的配压阀与接力器之间依然被接通，只不过，由于节流阀6的存在，调速器的配压阀与接力器之间油路的流量降低，导叶被缓慢的关闭，从而使得本实用新型的导叶延时关闭系统能够实现抽水蓄能机组导叶的关闭特性；另外，由于在插装阀1的A口和B口之间设置节流阀6，当导叶延时关闭系统由于出现故障不能够退出，而使导叶无法快速关闭时，导叶依然能够在调速器的配压阀、节流阀6和接力器的作用下缓慢的完全关闭，保证了本实用新型的安全可靠性。

作为本实用新型的优选方案，所述第一电磁换向阀2与所述液压油源之间的油路上还串联有第二电磁换向阀7，所述第二电磁换向阀7的P口与所述液压油源连接，所述第二电磁换向阀7的A口与所述第一电磁换向阀2的P口连接，所述第二电磁换向阀7的T口与所述回油箱4连接，所述第二电磁换向阀7的第二电磁铁8与所述监控系统电连接。在第一电磁电磁换向阀2与液压油源之间串联如第二电磁换向阀7，由于第一电磁换向阀2和第二电磁换向阀7都是常通阀，所以，当其中一个电磁换向阀出现故障不能够及时投入时，只要另一电磁换向阀能够及时投入，本实用新型的导叶延时关闭系统依然能够及时的投入，从而保证了本实用新型的导叶延时关闭系统能够可靠的投入。

作为本实用新型的优选方案，所述第二电磁换向阀7的P口与所述液压油源之间的油路上设置有截止阀9，所述截止阀9的一端与所述液压油源连接，所述截止阀9的另一端与所述第二电磁换向阀7的P口连接。通过在液压油源处设置截止阀9，方便本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的安装、检修和维护。

作为本实用新型的优选方案，所述插装阀1的X口还连接有压力继电器10，所述压力继电器10与所述监控系统电连接。插装阀1的X口的控制腔内流入压力油时，通过X口进入压力继电器10，压缩压力继电器10内的弹簧使位置开关a、c接通，并向监控系统发出相应的信号，表示本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的投入，当插装阀1的X口的控制腔内压力油流出时，压力继电器10内的压力油也流出，压力继电器10内的开关a、b接通，表示本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的退出，方便了对本实用新型的抽水蓄能机组导叶延时关闭系统的投入和退出的监控。

作为本实用新型的优选方案，所述截止阀9与所述液控换向阀3的X1口之间还设置有测压接头11。在截止阀9与液控换向阀3的X1口之间的油路上设置测压接头11，通过测压接头11，可以方便地监测进入本实用新型的压力油源压力，进一步的提高了本实用新型的安全可靠性。

凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (6)

1.抽水蓄能机组导叶延时关闭液压系统，包括插装阀、第一电磁换向阀和液控换向阀，所述插装阀的A口与调速器的配压阀连接，所述插装阀的B口与接力器连接，所述第一电磁换向阀的A口与所述液控换向阀的X2口连接，所述第一电磁换向阀的P口连接液压油源以及所述液控换向阀的X1口和B口，所述液控换向阀的P口与所述插装阀的X口连接，所述液控换向阀的X2口的控制面积大于X1口的控制面积，所述第一电磁换向阀的T口和所述液控换向阀的A口连接回油箱，所述第一电磁换向阀的第一电磁铁和所述调速器与监控系统电连接，所述监控系统发出投入信号时，所述插装阀的A口和B口断开，所述监控系统发出退出信号时，所述插装阀的A口和B口接通。

2.根据权利要求1所述的抽水蓄能机组导叶延时关闭液压系统，其特征在于，所述插装阀的A口和B口之间设置有节流阀，所述节流阀的一端与所述插装阀的A口连接，所述节流阀的另一端与所述插装阀的B口连接。

3.根据权利要求1或2所述的抽水蓄能机组导叶延时关闭液压系统，其特征在于，所述第一电磁换向阀与所述液压油源之间的油路上还串联有第二电磁换向阀，所述第二电磁换向阀的P口与所述液压油源连接，所述第二电磁换向阀的A口与所述第一电磁换向阀的P口连接，所述第二电磁换向阀的T口与所述回油箱连接，所述第二电磁换向阀的第二电磁铁与所述监控系统电连接。

4.根据权利要求3所述的抽水蓄能机组导叶延时关闭液压系统，其特征在于，所述第二电磁换向阀的P口与所述液压油源之间的油路上设置有截止阀，所述截止阀的一端与所述液压油源连接，所述截止阀的另一端与所述第二电磁换向阀的P口连接。

5.根据权利要求4所述的抽水蓄能机组导叶延时关闭液压系统，其特征在于，所述插装阀的X口还连接有压力继电器。

6.根据权利要求5所述的抽水蓄能机组导叶延时关闭液压系统，其特征在于，所述截止阀与所述液控换向阀的X1口之间还设置有测压接头。

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