水電站調速器機械液壓系統工作過程及故障統計
某水電站裝有6臺180MW的水輪發電機組，系統自投運以來故障就不斷發生，很難滿足電網及電站自身安全運行的要求，事故的頻發降低了電站向電網供電的可靠性，經濟效益受到嚴重影響。針對這種情況，對調速系統的缺陷進行了改造。
(1)調速器參數及其液壓兼統的工作過程
①調速器參數調速器基本參數見下表。
調速器基本參數
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設備名稱 |
參數 |
備注 |
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調速器型號 |
DI GPI D1500 |
雙微機型調速器 |
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液壓系統工作壓力/MPa |
6.4 |
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主配壓閥直徑/mm |
100 |
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壓力油罐容積/m3 |
3.25 |
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壓力氣罐容積/m3 |
3.25 |
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回油箱容積/m3 |
8 |
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壓油泵型號 |
5MF660 R40U 12.1-W23 |
2臺 |
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液壓泵電機型號(功率75kW) |
2805-4V1 |
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接力器活塞直徑/mm |
490 |
行程 707 |
②調速器液壓系統的工作過程 圖E是電站調速器油壓裝置簡圖，其工作過程為：當調速器接收到開機指令后，壓油泵即開始運行，且在機組運行期間壓油泵連續運行；電液轉換器負責將從電站監控系統發出的電信號命令轉換成機械液壓信號，然后控制導葉主配壓閥來操縱接力器，使得導水葉片做出相應的動作，從而實現負荷（或轉速）的增減。
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調速器液壓系統的額定工作壓力為6.4MPa，壓力的維持依賴于由空載閥和感壓閥組成的隨動系統，空載閥隨動于感壓閥。當系統壓力在6.2MPa以上時，感壓閥操縱空載閥運行于開啟側，壓油泵泵出的油通過空載閥經冷卻后排至回油箱，此時液壓系統處于空載運行狀態；當系統壓力降至6.2MPa時，感壓閥動作，切換空載閥的控制油路，使得空載閥關閉，轉而向壓力油罐補充壓力油，系統即轉為負載運行；當系統壓力達到6.4MPa時，由負載轉為空載，如此往復。
(2)調速器液壓系統的故障統計
調速器是水電站的關鍵設備，是控制機組轉速和實現負荷調整的核心元件，因此從保護機組安全運行的角度考慮，調速器若發生故障則動作事故停機電磁閥關閉導葉，以防機組轉速失控。
設計的調速器油壓裝置保護見下表，其中“壓力油罐油壓過高”和“事故低油壓”保護誤報、誤動次數最多，一段時期內調速器保護動作停機統計見下表。
調速器油壓裝置保護一覽
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保護內容(檢測元件) |
動作值 |
動作結果 |
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壓力油罐油壓過高(PB)/MPa |
6.9 |
事故停機：停機、跳出口開關、滅磁開關 |
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回油箱油溫過高(OSI)/ ℃ |
50 |
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回油箱油位過低(NF)/mm |
45 |
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壓力油罐油位過低(NA)/mm |
93.5 |
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壓力油罐油位極低I(NC1)/mm |
75 |
緊急事故停機：停機、跳出口開關、滅磁開關，落事故門 |
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壓力油罐油位極低Ⅱ(NC2)/mm |
40 |
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事故低油壓(PA)MPa |
5.4 |
其次，調速器感壓閥卡阻也是導致機組事故停機的又一重要缺陷。