【摘要】伴隨著水電站自動(dòng)控制技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，這不僅要求水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的多重保護(hù)系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、性能穩(wěn)定、價(jià)格合理等特點(diǎn)，并且能在測(cè)速裝置失靈、電力供給異常的情況下對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行過(guò)速保護(hù)，維護(hù)了發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全，避免了機(jī)組飛逸事故對(duì)水電站造成的損失，是水電站過(guò)速保護(hù)設(shè)計(jì)方案的較佳選擇，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要?；诖吮疚姆治隽藱C(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)在水電站中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)；水電站；應(yīng)用

1、機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)的作用

發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速超高的情況。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)組專用的調(diào)速器會(huì)針對(duì)機(jī)組的轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。假如調(diào)速器的工作出現(xiàn)任何異常情況，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器沒(méi)有在第一時(shí)間得到調(diào)節(jié)，則轉(zhuǎn)速測(cè)量設(shè)備將會(huì)向過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出訊號(hào)。這時(shí)過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)啟用保護(hù)手段，關(guān)閉機(jī)組的進(jìn)水通道使得機(jī)組停止運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)機(jī)組的目的。在眾多過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)中，機(jī)械液壓系統(tǒng)是一種應(yīng)用較為普及的系統(tǒng)。在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)裝置并不是單獨(dú)依靠轉(zhuǎn)速測(cè)量設(shè)備來(lái)獲取發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，而是利用自身離心探測(cè)器來(lái)對(duì)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)控。如果發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速過(guò)快，機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)裝置將會(huì)啟動(dòng)液壓回路關(guān)閉導(dǎo)葉，隔斷進(jìn)水路徑，從而實(shí)現(xiàn)停機(jī)。

2、機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)和工作原理

機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)主要由離心探測(cè)器、切換閥、脫扣器以及機(jī)械位置開(kāi)關(guān)4個(gè)部分構(gòu)成。其中離心探測(cè)器安裝于發(fā)電機(jī)組的大型旋轉(zhuǎn)軸上，起到監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的作用。當(dāng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，離心探測(cè)器內(nèi)部的彈簧使其能夠克服機(jī)組帶來(lái)的離心力，保持離心探測(cè)器在大軸上的位置不發(fā)生變化，此時(shí)機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)處于未激活狀態(tài)。一旦發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速上升并超過(guò)了預(yù)定值，彈簧將無(wú)法抵消離心力的作用，導(dǎo)致離心探測(cè)器產(chǎn)生移位，帶動(dòng)柱塞撞擊切換閥，激活機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)。在激活狀態(tài)下，切換閥的狀態(tài)改變，壓力油發(fā)生流動(dòng)，令事故配壓閥兩側(cè)形成壓力差，推動(dòng)事故配壓閥向壓力較小的一側(cè)移動(dòng)，壓力油得以繼續(xù)向前流入導(dǎo)葉接力器，觸發(fā)接力器關(guān)閉導(dǎo)葉并啟動(dòng)電氣回路，最終切斷進(jìn)水閘門，達(dá)到關(guān)閉發(fā)電機(jī)組的目的。與此同時(shí)，機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)的電氣接點(diǎn)導(dǎo)通，向水電站發(fā)送事故停機(jī)信號(hào)，確保工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)意外狀況，并作出合理的處理決定。機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)是應(yīng)用于大型機(jī)械的無(wú)源過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)，其依靠壓力油來(lái)控制系統(tǒng)的過(guò)速保護(hù)操作，克服了電力對(duì)系統(tǒng)的影響，既使運(yùn)行環(huán)境中的電力供應(yīng)出現(xiàn)故障，也能正常運(yùn)作，第一時(shí)間關(guān)閉進(jìn)水閥門使機(jī)組停轉(zhuǎn)，防止了飛逸事故的發(fā)生，保證了發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全。

3、機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)在水電站中的應(yīng)用

3.1、機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)在水電站中的應(yīng)用分析

在水電站發(fā)電機(jī)組運(yùn)行保護(hù)中機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)具有較為突出的作用優(yōu)勢(shì)，并且應(yīng)用價(jià)值也相對(duì)比較高。在我國(guó)水電站的規(guī)劃建設(shè)中，為了實(shí)現(xiàn)水電站發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行保護(hù)，早期對(duì)于水電站發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，多是借助電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備與裝置實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)在水電站發(fā)電機(jī)組中進(jìn)行電力驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)裝置安裝應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)于發(fā)電機(jī)組的工作運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與保護(hù)，這種保護(hù)方式由于受到監(jiān)測(cè)裝置的影響，不僅運(yùn)行監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性比較低，并且在電力設(shè)備發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)不能夠進(jìn)行報(bào)警處理，同時(shí)也會(huì)影響到過(guò)速保護(hù)的保護(hù)實(shí)施，具有較為突出的應(yīng)用制約和局限性。針對(duì)這種情況，隨著機(jī)械化水平的提升以及水電站建設(shè)發(fā)展中對(duì)于設(shè)備運(yùn)行保護(hù)要求的不斷提升，為克服傳統(tǒng)過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際保護(hù)應(yīng)用中的局限性，機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)作為一種新的保護(hù)方式，在水電站發(fā)電機(jī)組運(yùn)行保護(hù)中逐漸被提出并進(jìn)行應(yīng)用。

現(xiàn)階段水電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，對(duì)于水電站發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行保護(hù)基本都采用了常規(guī)過(guò)速保護(hù)與機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)相結(jié)合的保護(hù)方式。比如，在我國(guó)某水電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，對(duì)于水電站發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行保護(hù)就采用了常規(guī)過(guò)速保護(hù)與機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)相結(jié)合的保護(hù)方式，并將機(jī)械液壓保護(hù)作為水電站發(fā)電機(jī)組運(yùn)行保護(hù)的最終保護(hù)，在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行保障中起到了積極作用和重要意義。

3.2、機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用注意事項(xiàng)

機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)在使用其過(guò)程中需要注意以下三點(diǎn)：（1）機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)安裝的過(guò)程中要注意離心探測(cè)器、柱塞與切換閥之間的距離要嚴(yán)格按照安裝規(guī)范進(jìn)行，從而保證離心探測(cè)器在發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)轉(zhuǎn)速過(guò)高的時(shí)候能夠準(zhǔn)確接觸切換器。（2）在安裝離心探測(cè)器的時(shí)候要保證其安裝在機(jī)組大軸正下方的垂直角度，使得重力與離心力可以疊加而非抵消，從而全面保護(hù)水電機(jī)組過(guò)速時(shí)繼續(xù)液壓保護(hù)系統(tǒng)能夠被啟動(dòng)。（3）在對(duì)機(jī)械液壓過(guò)度保護(hù)系統(tǒng)完成安裝調(diào)試后，應(yīng)該進(jìn)行無(wú)水調(diào)試，以便充分保證系統(tǒng)中各個(gè)部分與結(jié)構(gòu)能夠正常工作。另外，當(dāng)機(jī)械液壓過(guò)度保護(hù)動(dòng)作后，需要以人工的方式將系統(tǒng)調(diào)整回正常狀態(tài)，以便對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行下一次保護(hù)。

總之，隨著當(dāng)前水電站設(shè)備的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)電氣部分的調(diào)節(jié)和控制依賴愈發(fā)嚴(yán)重，機(jī)組的安全運(yùn)行存在失去電源從而就失去保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，因此應(yīng)用機(jī)械液壓過(guò)速保護(hù)系統(tǒng)能夠起到保護(hù)的作用，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。

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