一种水电站调压阀液压控制系统

高中明+杨辉跃

摘 要：文章介绍了一种水电站调压阀液压控制系统，包括紧急停机阀、快速关闭阀、插装阀、单向节流阀、调压阀控制阀以及各元件之间的连接管路。在水轮机导叶快速关闭的同时，可靠快速地控制调压阀接力器动作。

关键词：调压阀；调压阀控制系统；中小型水电站

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.131

0 引言

在水电站运行中，当水轮发电机组突然甩负荷或因事故紧急停机时，调速器自动控制水轮机快速关闭导叶，压力管道内产生水压和机组转速上升。对于压力引水管道较长的电站，单纯的改变水轮机导叶关闭的时间，有时不能同时使压力和转速上升都控制在允許的范围之内。因此，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，还难于建造调压井，因此对于这一类中小型水电站采用调压阀方案具有较明显的优势。

1 组成部分

如图1，调压阀液压控制系统包括油压装置、调节装置、水轮机导叶快速关闭控制装置、调压阀控制装置、导叶接力器、调压阀接力器及之间的连接管路。

（1）油压装置、调节装置。油压装置包括：滤油器、油泵电机组合、单向阀、蓄能器、压力显控器、管路球阀、回油箱。与水轮机调速器控制系统共用一套油压装置，工作压力等级有2.5MPa、4.0 MPa、6.3MPa以及16MPa，可根据实际需求选择。

（2）导叶快速关闭控制装置。导叶快速关闭控制装置包括：紧急停机阀（3）、大波动关闭阀（4）、单向阀（5）、单向节流阀（6）、插装阀（7、8、9）。紧急停机阀（3）的P口与油源装置（1）的压力油相连，T口与油源装置（1）的回油箱相连，A口与插装阀（7）的K口相连，B口与单向阀（5）的第一端口相连。大波动关闭阀（4）的P口与油源装置（1）的压力油相连，T口与油源装置（1）的回油箱相连，A口与单向节流阀（6）的第一端口相连，B口被堵住。单向节流阀（6）的第二端口与单向阀（5）的第二端口连接。插装阀（7）的B口与调节阀组（2）的第一端口连接，A口与油源装置（1）的压力油相连。插装阀（8）的口与单向阀（5）的第二端口连接，A口与插装阀（7）的A口连接，B口接接力器（10）的第一端口。插装阀（9）的K口与插装阀（8）的K口连接，A口接接力器（10）的第二端口，B口接与油源装置（1）的回油箱相连。

（3）调压阀控制装置。调压阀控制装置包括液控阀（11）、插装阀（12、13）。液控阀（11）的控制口与插装阀（9）的K口连接，P口与油源装置（1）的压力油相连，T口与油源装置（1）的回油箱相连，A口与接力器（14）的第一端口相连，B口与接力器（14）的第二端口相连。插装阀（12）的A口与油源装置（1）的压力油相连，B口与接力器（14）的第二端口相连，K口与接力器（14）的第一端口相连。插装阀（13）的A口与接力器（14）的第一端口相连，B口与油源装置（1）的回油箱相连，K口与接力器（14）的第一端口相连。

2 系统结构及工作原理

2.1 液压原理

全油压控制的调压阀基本动作特点是：快速开启，缓慢关闭；当负荷小幅度减小、或者缓慢持续变小时，调压阀不动作；当负荷减少较快，比如甩较大负荷时，调压阀开启；增加负荷时，调压阀不起作用（增加负荷，即使是快速增加负荷，管道内的压力值不会增加，所以没有必要开启调压阀）。

2.2 正常操作

正常操作时，调速器调节装置（2）控制导叶接力器（10）慢速动作，紧急停机阀（3）与大波动关闭阀（4）不动作。液控阀（11）的控制口通压力油，插装阀（12、13）关闭，调压阀接力器（14）在液控阀（11）A口压力油、B口回油的作用下，处于关闭位置（图示向左方向为关方向）。

2.3 紧急停机或甩负荷

紧急停机或甩负荷时，紧急停机阀（3）或大波动阀（4）动作，插装阀（8、9）打开，导叶接力器（10）迅速关闭（图示向右方向为关方向）。同时，液控阀（11）控制口接回油，插装阀（12、13）打开，接力器（14）迅速打开。

2.4 紧急停机复位或甩负荷完成

紧急停机复位或甩负荷完成时，紧急停机阀（3）与大波动关闭阀（4）不动作，液控阀（11）的控制口通压力油，插装阀（12、13）关闭，接力器（14）在液控阀（11）A口压力油、B口回油的作用下，以较慢速度关闭，实现了调压阀“快速打开慢速关闭”的动作功能。

3 结束语

水电站调压阀液压控制系统能在机组甩负荷、紧急停机时可靠地联动调压阀接力器动作，使调压阀快速开启，缓慢关闭；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。本系统结构简单、适应范围广、安全可靠、维护方便，完全满足电站的运行需求，已经成功运用于缅甸亚沙角水电站（YAZAGYO HYDROPOWER PROJECT 2*2000kW）。

参考文献：

[1]魏守平.水轮机调节[M].华中科技大学出版社.

[2]GB/T 9652.1-2007.水轮机控制系统技术条件[S].