新型過速限制器分析

楊 威，毛羽波

(哈爾濱電機廠有限責任公司，哈爾濱 150040)

新型過速限制器分析

楊 威，毛羽波

(哈爾濱電機廠有限責任公司，哈爾濱 150040)

本文主要講述了新型過速限制器的工作原理及結構特點，其中油閥采用插裝式結構，事故配壓閥采用滑閥式結構，差壓控制。新型過速限制器集成為一體結構，保證了工作的可靠性，動作平穩。同時減少了工地安裝和使用維護的工作量。

過速限制器；油閥；事故配壓閥

0 前言

過速限制器是保護機組，防止過速的一種安全設備。當機組甩負荷時，機組轉速上升至115%額定轉速，此時又遇調速器拒動或失靈，這時轉速信號器與時間繼電器控制發出信號，動作過速限制器（事故配壓閥）緊急關閉導水機構。當機組轉速上升至155%額定轉速（或依據機組過速要求的實際值），此時轉速信號器發出信號（或與機械過速保護裝置液壓聯動），直接動作過速限制器緊急關閉導水機構，從而防止機組過速。過速限制器是機組的最后一級液壓保護設備，對水電站的設備安全具有至關重要的意義。我公司結合過速限制器在水電站的實際應用情況，開發研制了新型的過速限制器，本文針對此予以介紹。

1 主要技術數據

電壓：DC220V

油壓：6.3MPa

通徑：DN80

2 組成

參見圖1過速限制器原理圖，主要由φ80事故配壓閥SP，φ80油閥YF電磁配壓閥1EM和2EM及3個單向節流閥1R、2R、3R組成。

2.1 元件功能說明

此過速限制器為一體式結構，同時還需要外部有一個反映調速器拒動或失靈的訊號裝置和機械液壓保護裝置動作與否的壓力油源。其主要部件功能如下：

電磁配壓閥：主要作為接收電氣信號，或機械過速保護裝置液壓油信號，動作過速限制器。

油閥：作為電磁配壓閥操作的執行元件之一，直接提供事故配壓閥動作接力器的油源。

事故配壓閥：在機組正常情況下，為調速器控制接力器的通路；當機組過速時，可直接操作導葉接力器關閉導葉。

2.2 動作原理

過速限制器需下列條件之一成立時動作。

（1）當機組甩負荷時，機組轉速上升至 115%額定轉速，此時又遇調速器失靈或主配壓閥拒動，此刻轉速信號器發出一個接點信號，通過時間繼電器經0.5～1s的延時，動作過速限制器；

（2）當機組事故停機時遇剪斷銷剪斷；

（3）緊急事故停機按鈕動作；

（4）機組過速至140%(或設定值)，機械轉速開關動作或電氣轉速信號器動作；

（5）機組機械液壓保護裝置動作過速。

圖1 過速限制器原理圖

圖示位置為機組正常工作位置，此時過速限制器只是調速器控制接力器的通路，不起任何作用。

當過速限制器接到動作信號后，電磁配壓閥切換油路，或機械過速保護裝置動作，接口8切換成排油，其原理相同。油閥控制腔通過單向節流閥2R排油，油閥開啟，壓力油進入事故配壓閥；事故配壓閥控制腔通過單向節流閥1R排油，活塞移至右端位置，此時壓力油進入導葉接力器關閉腔，導葉接力器開啟腔通排油，水輪機導葉關閉，從而使機組事故停機。當事故配壓閥動作時，單向節流閥1R能使事故配壓閥控制腔液壓油按一定的流速排出，油閥控制腔的油通過單向節流閥1R按一定的流速排出，從而減少因動作時產生的沖擊力，保護事故配壓閥和油閥閥體內各部件。

當機組完全停止后，使調速器恢復至正常停機位置（即確認調速器已恢復正常工作狀態），此時方可使電磁配壓閥復位，同時油閥復位，此時壓力油通入事故配壓閥左端，使事故配壓閥活塞能夠順利地移至右端位置，即事故配壓閥復位。

3 關鍵部件的結構特點

3.1 油閥

如圖2所示油閥結構示意圖。油閥主要有端蓋1、閥體、彈簧、活塞、端蓋2組成。閥體材料采用鍛鋼35，活塞材料采用 35CrMo，活塞與閥體的密封面采用研磨形式，其他密封均采用O性橡膠密封圈，能夠保證很好的密封性能。其控制腔與常壓腔采用差壓面結構，其面積比約為2:1，保證了其速動性和動作平穩性。其控制腔設有單向節流閥，能夠控制其開啟時的動作時間，防止出現撞擊現象。

圖2 油閥結構示意圖

3.2 事故配壓閥

如圖3所示0事故配壓閥結構示意圖。事故配壓閥主要由1行程開關指示桿、2行程開關、3端蓋、4閥體、5控制活塞、6電磁配壓閥、7端蓋、8調節螺釘、9主活塞、10與11單向節流閥組成。其主結構采用滑閥形式，各操作腔之間為間隙密封。電磁配壓閥通過過渡板直接安裝在事故配壓閥上，主活塞與控制活塞采用分體式結構，從而降低了安裝與加工的難度，其控制腔與常壓腔采用差壓面結構，面積比仍然設計成2:1。其上設有行程開關，能夠在遠方監視事故配壓閥的狀態。調節螺釘8的功能是調整事故配壓閥的開口，來滿足事故停機時導葉接力器的第一段關閉速度。

圖3 事故配壓閥結構示意圖

3.3 安裝形式

本過速限制器的事故配壓閥和油閥可以單獨使用，也可以如圖4組合式過速限制器示意圖，通過2過渡板組成一體式結構。從而大大減少了工地安裝的工作量，同時也使得調試與維護更加方便。

圖4 組合式過速限制器示意圖

4 安裝與維護

（1）事故配壓閥安裝在調速器主配壓閥與導葉接力器之間的管路中。事故配壓閥的關機時間需要參照調速器的關機時間，具體可依據電站的壓力上升與速率的允許值來整定。

（2）在機組每次小修時，應模擬自動和手動事故配壓閥系統的動作，并檢查各部件，應動作可靠。

5 結論

我公司結合過速限制器在水電站的實際應用情況，開發研制的新型過速限制器在電站得到實際應用，其工作可靠，動作平穩，達到了水電站保護機組設備的目的，特別是采用了一體化結構，減少了安裝與維護的工作量，有積極的推廣價值。

審稿人：卜良峰

The Analyze of New Type Device for Avoid Over Speed

YANG Wei, MAO Yubo
(Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040, China)

This paper briefly expounds the work theory and usage of new type over speed limiting device. The isolation valve of it adopts plug-in configuration. The emergency distributing valve uses the structure of slide valve, which is controlled by pressure difference. New type over speed limiting device is integrated as a whole structure, which promised the reliability and smooth move of it. The installation and maintenance work of it is reduced at the same time.

；over speed limiting device; isolation valve; emergency distributing valve

TK730.6

A

1000-3983(2014)03-0071-03

2013-07-05

楊威（1971-），1993年7月畢業于哈爾濱電工學院工業電氣自動化專業，現從事水輪發電機組自動化系統、調速器系統以及油壓設備的設計工作，工程師。