劉春青，董金良，王 麗

(內(nèi)蒙古赤峰抽水蓄能有限公司籌建處，內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

抽水蓄能電站制動(dòng)器卡澀原因分析及改進(jìn)措施

劉春青，董金良，王 麗

(內(nèi)蒙古赤峰抽水蓄能有限公司籌建處，內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

針對(duì)某抽水蓄能電站300 MW機(jī)組停機(jī)過(guò)程中制動(dòng)器卡澀現(xiàn)象，分析了制動(dòng)器動(dòng)作過(guò)程及卡澀原因，提出了優(yōu)化制動(dòng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、加裝制動(dòng)活塞上腔復(fù)位供氣管路和復(fù)位電磁閥的改造方法，并采取了制動(dòng)器頂轉(zhuǎn)子油管路排氣閥常開(kāi)的管理措施，可明顯減少機(jī)組制動(dòng)器卡澀現(xiàn)象，保證了抽蓄電站機(jī)組的安全停機(jī)。

抽蓄電站；制動(dòng)閘；卡澀；改進(jìn)措施

0 引言

某抽水蓄能電站安裝了4×300 MW可逆式抽水發(fā)電機(jī)組，為日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站。發(fā)電電動(dòng)機(jī)為立軸、懸式同步電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速3 140 r/min (雙向)。機(jī)組機(jī)械制動(dòng)器(簡(jiǎn)稱(chēng)制動(dòng)器)的制動(dòng)瓦座和制動(dòng)瓦為整體結(jié)構(gòu)，由雙氣缸聯(lián)動(dòng)操作，安裝在下機(jī)架上，與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁軛下部的制動(dòng)環(huán)和制動(dòng)塊、供氣(油)管路等構(gòu)成機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，具有停機(jī)制動(dòng)和檢修頂轉(zhuǎn)子功能。

機(jī)組正常停機(jī)時(shí)，制動(dòng)采用電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方式，即當(dāng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到1 570 r/min時(shí)(50 %額定轉(zhuǎn)速)，投入電氣制動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到157 r/min時(shí)(5 %額定轉(zhuǎn)速)，投入機(jī)械制動(dòng)，同時(shí)退出電氣制動(dòng)。

1 制動(dòng)器設(shè)備現(xiàn)狀及卡澀原因分析

2014-04-10，機(jī)組正常停機(jī)投入制動(dòng)器后，制動(dòng)聲音異常，出現(xiàn)明顯卡澀現(xiàn)象。制動(dòng)器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢查分析，認(rèn)為存在以下原因。

圖1 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意

(1) 機(jī)組雙向旋轉(zhuǎn)，因此2個(gè)方向均需制動(dòng)。當(dāng)機(jī)組停機(jī)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)瓦與轉(zhuǎn)動(dòng)部分制動(dòng)環(huán)直接接觸，制動(dòng)瓦隨制動(dòng)受力方向發(fā)生了微小位移。由于制動(dòng)瓦和制動(dòng)瓦座為整體結(jié)構(gòu)，且和制動(dòng)活塞間剛性連接，造成制動(dòng)活塞隨制動(dòng)受力方向發(fā)生位移，導(dǎo)致制動(dòng)活塞內(nèi)壁銅套接觸到頂起活塞導(dǎo)向桿，長(zhǎng)期使用后發(fā)生偏磨。

(2) 通過(guò)“O”型圈，頂起活塞導(dǎo)向桿始終與制動(dòng)活塞內(nèi)壁銅套接觸。隨著制動(dòng)次數(shù)的增加，“O”型圈的磨損也在增加，待其磨損嚴(yán)重后，會(huì)造成銅套圓周方向不同程度的磨損，增加制動(dòng)活塞下降阻力。制動(dòng)器的復(fù)位彈簧為預(yù)壓式彈簧，當(dāng)制動(dòng)器退出和投入時(shí)，彈簧始終處于受力狀態(tài)，長(zhǎng)期受力會(huì)造成彈簧疲勞，影響彈簧的回彈力，可能造成兩側(cè)活塞動(dòng)作不同步。

2 改進(jìn)措施

2.1 優(yōu)化制動(dòng)器結(jié)構(gòu)

在保留原制動(dòng)器外部尺寸、功能要求不變的前提下，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。制動(dòng)瓦座和制動(dòng)瓦分成2部分，各自隨連接的制動(dòng)活塞一起投退；制動(dòng)瓦座和制動(dòng)活塞間改為碟簧，允許制動(dòng)活塞隨制動(dòng)方向小范圍偏斜；制動(dòng)活塞和頂起活塞間的圓環(huán)接觸改為平面接觸，增大制動(dòng)活塞的工作面積；制動(dòng)活塞的移動(dòng)導(dǎo)向由原內(nèi)置頂起活塞導(dǎo)向桿改為2根外置對(duì)稱(chēng)圓柱定位銷(xiāo)。

2.2 增加制動(dòng)活塞上腔供氣管路和復(fù)位電磁閥

在保持制動(dòng)器原有功能的基礎(chǔ)上，增加制動(dòng)活塞上腔復(fù)位供氣管路和復(fù)位電磁閥，復(fù)位供氣管路連接到制動(dòng)活塞上腔，改造后的制動(dòng)器供氣管路系統(tǒng)如圖2所示。開(kāi)機(jī)時(shí)，在制動(dòng)電磁閥失磁10 s后，若監(jiān)控系統(tǒng)未收到制動(dòng)器的退出信號(hào)，復(fù)位電磁閥將自動(dòng)勵(lì)磁，壓縮空氣經(jīng)復(fù)位氣管進(jìn)入制動(dòng)活塞上腔，直到監(jiān)控系統(tǒng)收到退出信號(hào)2 s后，復(fù)位電磁閥失磁，壓縮空氣經(jīng)復(fù)位氣管、復(fù)位電磁閥、消能罐排出。停機(jī)時(shí)，制動(dòng)電磁閥勵(lì)磁投入制動(dòng)器，復(fù)位電磁閥保持失磁排氣狀態(tài)。

2.3 保持制動(dòng)器頂轉(zhuǎn)子油回路排氣閥常開(kāi)

制動(dòng)器頂轉(zhuǎn)子和機(jī)械制動(dòng)時(shí)，均通過(guò)下腔活塞動(dòng)作，但頂轉(zhuǎn)子油管路與機(jī)械制動(dòng)供氣管路為獨(dú)立分開(kāi)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)制動(dòng)器機(jī)械制動(dòng)時(shí)，因頂起油管回路內(nèi)無(wú)工作介質(zhì)，打開(kāi)油管排氣閥不影響制動(dòng)器的制動(dòng)性能。采取頂轉(zhuǎn)子油管排氣閥常開(kāi)或利用制動(dòng)器的正常制動(dòng)投退，將下腔內(nèi)積油通過(guò)排氣閥排出，減小復(fù)位彈簧的負(fù)擔(dān)，有利于制動(dòng)器的正常退出，防止機(jī)組制動(dòng)器出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)化制動(dòng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、加裝制動(dòng)活塞上腔復(fù)位供氣管路和復(fù)位電磁閥等技術(shù)改進(jìn)措施，并采取制動(dòng)器頂轉(zhuǎn)子油管路排氣閥常開(kāi)的管理措施，可明顯減少機(jī)組制動(dòng)器卡澀現(xiàn)象，具有較好的使用效果，有力保證了抽水蓄能電站機(jī)組(尤其是裝機(jī)容量較大的機(jī)組)安全停機(jī)，同時(shí)也為其他水電站機(jī)組制動(dòng)器改造提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

圖2 改造后的制動(dòng)器供氣管路系統(tǒng)

1 王 彬，敖興波．水輪發(fā)電機(jī)組制動(dòng)閘防誤閉鎖分析及改造[J]．云南水力發(fā)電，2010，26(2)：98-100．

2 王繼才．水輪機(jī)制動(dòng)閘防誤閉鎖技改[J]．云南電力技術(shù)，2011，39(6)：76-76．

3 陳喜新．水輪發(fā)電機(jī)組風(fēng)閘制動(dòng)系統(tǒng)故障分析與流程改進(jìn)[J]．水電站機(jī)電技術(shù)，2009，32(5)：60-62．

2016-10-13；

2016-12-11。

劉春青(1981-)，男，工程師，主要從事抽水蓄能電站工程管理工作，email：chunqing@126．com。

董金良(1964-)，男，高級(jí)工程師，主要從事抽水蓄能電站工程管理工作。

王 麗(1974-)，女，高級(jí)工程師，主要從事抽水蓄能電站工程管理工作。