郭 磊

（1.五凌電力有限公司，湖南 長沙 410000；2. 湖南省水電智慧化工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410000）

0 引言

五強(qiáng)溪電廠位于沅水下游懷化市沅陵縣境內(nèi)，是沅水流域開發(fā)的第一個電站，安裝有5臺混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量120 萬kW，采用長江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司的PFWT-200-6.0-NSD型調(diào)速器。電廠將緊急停機(jī)閥動作信號作為正常開停機(jī)流程的一部分，現(xiàn)已出現(xiàn)多次因緊急停機(jī)電磁閥未正確動作導(dǎo)致開停機(jī)異常事件。現(xiàn)需對該電廠開停機(jī)流程中是否可取消動作緊急停機(jī)閥進(jìn)行探討。

1 五強(qiáng)溪電廠開停機(jī)流程

五強(qiáng)溪電廠開機(jī)流程如圖1，第五步需滿足“緊急停機(jī)電磁閥7025Y1退出”才可以到到達(dá)第六步啟動調(diào)速器開機(jī)。

圖1 開機(jī)流程圖（局部）

五強(qiáng)溪電廠停機(jī)流程如圖2，調(diào)速器停機(jī)令下達(dá)后，導(dǎo)葉全關(guān)，第五步需滿足“調(diào)速器停機(jī)閥7025Y1投入”才可以到到達(dá)第六步投入電制動[1]。

圖2 停機(jī)流程圖（局部）

2 調(diào)速器開停機(jī)實(shí)現(xiàn)

五強(qiáng)溪電廠調(diào)速器液壓系統(tǒng)原理圖如圖3，機(jī)組正常的開、停機(jī)、負(fù)荷調(diào)整可通過比例伺服閥控制。來自于供油裝置的主壓力油，分為兩路，一路為操作油，進(jìn)入主配壓閥的壓力腔（P腔），以及主配壓閥的恒壓腔（上端），一路經(jīng)過雙精油濾器、比例伺服閥（2010Y1）、手自動切換閥（2020Y1）、緊急停機(jī)閥（7025Y1）輸出控制用油。開機(jī)時，手自動切換閥、緊急停機(jī)閥保持在圖示位置，微機(jī)調(diào)節(jié)器給比例伺服閥的驅(qū)動放大器提供電氣信號，比例伺服閥的閥芯換位（向右），輸出壓力信號油進(jìn)入主配壓閥的控制腔（下端）時，因控制腔油作用面積大于恒壓腔，在同等壓強(qiáng)下，將產(chǎn)生向上的壓力，主配壓閥的主活塞向上運(yùn)動打開開機(jī)腔的窗口，接力器向開機(jī)方向運(yùn)動。接力器的傳感器將接力器的實(shí)際開度值反饋至驅(qū)動放大器，當(dāng)接力器運(yùn)動至設(shè)定值時，主配壓閥的活塞回歸中位，導(dǎo)葉停止在設(shè)定開度。同理，關(guān)機(jī)時，微機(jī)調(diào)節(jié)器給比例伺服閥的驅(qū)動放大器提供電氣信號，比例伺服閥的閥芯換位（向左），主配壓閥控制腔的油通過比例伺服閥通回油，主配壓閥的主活塞向下運(yùn)動打開關(guān)機(jī)腔的窗口，接力器向關(guān)機(jī)方向運(yùn)動，接力器的傳感器將接力器的實(shí)際開度值反饋至驅(qū)動放大器，當(dāng)接力器運(yùn)動至導(dǎo)葉全關(guān)位置時，主配壓閥的活塞回歸中位，接力器停止運(yùn)動，保持導(dǎo)葉全關(guān)。機(jī)組運(yùn)行過程中，負(fù)荷的增加也通過比例伺服閥的閥芯換位來實(shí)現(xiàn)。

圖3 調(diào)速器液壓系統(tǒng)圖（局部）

3 緊急停機(jī)閥的作用

緊急停機(jī)閥設(shè)置在最靠近主配壓閥的位置，給緊急停機(jī)電磁閥發(fā)出停機(jī)信號，閥芯換位，將比例伺服閥或液壓反饋閥的控制油切斷，同時使主配壓閥的控制腔通回油，主配壓閥活塞快速下移動作，接力器迅速關(guān)機(jī)。機(jī)組發(fā)生電氣事故保護(hù)動作或水機(jī)保護(hù)動作時，給緊急停機(jī)閥下達(dá)動作指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)組快速停機(jī)。

五強(qiáng)溪電廠在停機(jī)流程中，比例伺服閥控制導(dǎo)葉全關(guān)后，監(jiān)控系統(tǒng)又下發(fā)了投入緊急停機(jī)閥的指令，投入緊急停機(jī)閥，使主配壓閥控制腔的油通回油，實(shí)現(xiàn)主配壓閥閥芯閉鎖在停機(jī)位置（向下），接力器關(guān)腔恒通壓力油，開腔恒通回油，使接力器可靠閉鎖在全關(guān)側(cè)。開機(jī)流程中監(jiān)控系統(tǒng)會先下達(dá)退出緊急停機(jī)閥指令，緊急停機(jī)閥退出后，比例伺服閥才會動作開機(jī)，這個過程，緊急停機(jī)閥能否正確動作將會直接影響到正常開停機(jī)流程的順利進(jìn)行。

4 影響緊急停機(jī)閥正確動作的影響因素

五強(qiáng)溪電廠緊急停機(jī)閥結(jié)構(gòu)示意如圖4，此閥是二位三通電磁換向閥，一位為停機(jī)位，一位為正常位，線圈短時通電即可換位，斷電后自保持在當(dāng)前位置，閥芯上有按鈕，可人工操作停機(jī)或復(fù)歸[2，3]。閥芯配備有位置反饋裝置，當(dāng)閥芯換位時發(fā)出電接點(diǎn)信號，給電氣回路用于判斷閥芯的位置。

圖4 緊急停機(jī)閥

從緊急停機(jī)閥的結(jié)構(gòu)來看，影響其正確動作的因素有：

（1）緊急停機(jī)電磁閥線圈未接收到投入或退出指令。2018年5月14日，五強(qiáng)溪電廠3號機(jī)因LCU柜內(nèi)調(diào)速器緊急停機(jī)閥控制繼電器損壞，無法下達(dá)復(fù)歸指令，導(dǎo)致調(diào)速器緊急停機(jī)閥投入線圈一直閉鎖在勵磁位置，無法復(fù)歸，開機(jī)不成功，更換3號機(jī)LCU柜內(nèi)控制繼電器后正常。

（2）電磁閥線圈損壞，雖正常接受到指令，但無法執(zhí)行。2023年8月21日，五強(qiáng)溪電廠5號機(jī)因緊急停機(jī)電磁閥線圈燒損，無法使閥芯復(fù)歸導(dǎo)致開機(jī)不成功，更換電磁閥線圈后正常。

（3）閥芯卡澀，電磁閥線圈通電后閥芯無法動作。2015年4月12日、2015年8月14日，五強(qiáng)溪電廠4號機(jī)開機(jī)時均因緊急停機(jī)閥閥芯卡澀導(dǎo)致復(fù)歸失敗，開機(jī)不成功，清洗閥芯后正常。

（4）閥芯實(shí)際正確動作后，反饋裝置故障未正確反饋位置信號給監(jiān)控系統(tǒng)。2015年7月31日4號機(jī)、2015年8月12日4號機(jī)、2018年4月3日3號機(jī)、2018年4月21日3號機(jī)、2018年5月2日3號機(jī)、2018年5月14日3號機(jī)、2022年9月14日1號機(jī)、2022年9月22日1號機(jī)、2023年5月18日5號機(jī)、2023年7月11日2號機(jī)均發(fā)生因位置反饋裝置故障導(dǎo)致開停機(jī)流程中監(jiān)控系統(tǒng)未正確接收到緊急停機(jī)閥位置信號導(dǎo)致開停機(jī)不成功事件，采用更換位置反饋裝置或緊固行程開關(guān)后正常。

5 不同電廠同類型調(diào)速器緊急停機(jī)閥應(yīng)用

從以上分析可知，影響緊急停機(jī)閥正確動作的因素較多，如果將緊急停機(jī)閥動作信號加入到開停機(jī)流程，比較容易導(dǎo)致開停機(jī)異常[4，5]。洪江電廠同樣采用長江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司的的“比例伺服閥+主配壓閥”控制系統(tǒng)，同樣將緊急停機(jī)閥動作信號加入正常開停機(jī)流程中，同樣發(fā)生多起因電磁線圈損壞、電磁線圈電阻偏大、閥芯卡澀、行程開關(guān)異常等原因?qū)е碌木o急停機(jī)閥不能正確動作從而引發(fā)開停機(jī)異常事件。

三板溪電廠、托口電廠同樣采用長江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司的“比例伺服閥+主配壓閥”控制系統(tǒng)，且調(diào)速器液壓系統(tǒng)原理圖與五強(qiáng)溪電廠相同，但三板溪電廠、托口電廠均在正常開停機(jī)中不動作緊急停機(jī)閥，而是將其保持在正常位，僅在事故情況下動作保證可靠停機(jī)。經(jīng)過十幾年的實(shí)際運(yùn)行，未發(fā)生過正常開停機(jī)過程中因緊急停機(jī)閥的原因?qū)е碌拈_停機(jī)異常事件。

6 結(jié)語

由上述調(diào)速器液壓系統(tǒng)原理圖和開停機(jī)實(shí)現(xiàn)分析，結(jié)合其他電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，該型號調(diào)速器僅依靠比例伺服閥可以控制接力器實(shí)現(xiàn)正常開停機(jī)，無需切換緊急停機(jī)閥。且緊急停機(jī)閥頻繁動作將會有一定幾率發(fā)生動作不到位的情況，在正常開停機(jī)流程中進(jìn)行切換并不合適，建議五強(qiáng)溪電廠取消開停機(jī)流程中動作緊急停機(jī)閥的指令，將其保持在工作位，將可減少開停機(jī)異常的次數(shù)。其它開停機(jī)流程中動作緊急停機(jī)閥的電廠可參照執(zhí)行。