壓力補償型調速器液壓裝置及系統的特點

    壓力補償型調速器液壓裝置及系統的特點解素欣15！水利水電勘測設計研宄院，長沙市，410007湖南省槽補氣裝置高壓空壓機貯氣罐及為之配備的管路管件及自動化元件等設備，水輪機調節系統和流量，以操作水輪機導葉進行負荷調節。此技術不僅為電站節省設備投資上百萬元，同時減少了運行人員的維護維修工作量及運行維修費用，也減少了安全事故的發生點，提高了運行的可靠性。

　　1概述電力系統的負荷是不斷變化的，負荷的變化將導致系統頻率的波動，因此必須根據負荷的變動不斷地調節水輪發電機組的功率輸出，并維持水輪機的轉速頻率在規定范圍內。這過程稱之為水輪機調節，實現水輪機調節的途徑就是改變導葉域噴針槳葉等的開度，水輪發電機組的調速器系統正是擔起了這項任務。在調速器系統中，液壓系統是操作系統，導水機構導葉的開度由液壓操作系統的執行元件接力器來進行操作。

　　2常規的調速器液壓裝置在調速器液壓系統中，油壓裝置是個很重要的設備，它由壓力油槽回油箱油栗般為齒輪油泵閥門儀等組成。壓力油槽是個蓄能容器，是水輪機調節的能源，壓力油槽中的容積有3040是透平油，其余6070是壓縮空氣，用壓縮空氣和油共同形成的壓力來提供機組進行負荷調節時，操作機構所需要的工作力。壓力油槽的壓力油通過管路調速器的放大元件主配壓閥等，至水輪機操作機構的接力器，回油至回油箱。在壓力油槽上設置了壓力整定值和油位整定值。當水輪機進行負荷調節后，壓力油槽中所消耗的油當下降到油位整定值時，由油泵進行補充；所消耗的空氣漏氣等使壓力油槽的壓力下降則由電磁空氣閥等組成的補氣裝置接通高壓壓縮空氣管路，借助于專用設備高壓貯氣罐來補充，以維持壓力油槽的壓力及定比例的空氣量。采用油氣泵或進氣閥可以簡單地實現自動補氣，但效率低，只適用于小型組合式油壓裝置。大型油壓裝置都采用貯氣罐補氣，安裝和檢修后的充氣均由空壓機來進行。

　　因此，在大中型電站設計中，均配置了高壓空壓機高壓貯氣罐以及高壓壓縮空氣系統所必須的自動化元件等設備。

　　3壓力補償型液壓裝置3.1結構組成壓力補償型液壓裝置與上述完全不同，它由軸向活塞油泵壓力補償裝置集油箱過濾器閥門儀等組成。

　　在液壓裝置的集油箱上，裝有2臺可調式活塞油泵，1臺工作1臺備用。油泵用來直接提供機組進行調節所需要的工作能量，無需設置壓力油槽。從油泵出來的壓力油，通過可編程微機調速器控制的比例閥等，至水輪機操作機構的接力器。每臺油泵的流量視機組的操作容量操作導水機構容量+操作槳葉容量而定。操作容量小的可以選擇單級泵，操作容量大的可以選多級泵串聯。每臺油泵無論為幾級，均由1臺馬達驅動。

　　壓力補償裝置威稱壓力調節器用以整定泵的流量調節壓力，壓力調節范圍335，并有多種選擇如恒定壓力控制；恒定功率控制；負荷檢測控制；壓力調節器遠動控制；壓力調節器并聯運行等。

　　壓力補償裝置和可調活塞泵并聯運行的方式適用于多級栗。

　　過濾器用于過濾油中的雜質，以防比例閥堵塞，可以在設備運行中更換，無需停機。

　　3.2工作原理在可調式油栗上，設計了軸向活塞旋轉斜盤，此斜盤主要用來移動施加荷載，是個打開液體回路的裝置。泵輸出的流量是和斜盤的位置成比例的，并在零至最大輸出之間無級變化，下面僅以恒定功率控制為例說明其工作原理，如附。

　　恒定功率控制相對于工作壓力而言，實際上是控制泵的輸出容量。因此，在個恒定的運轉速度時，不能超過功率裝置預先整定的值，目巧=常數，其中巧為工作壓力，1為排油量。

　　工作壓力提供個力，通過控制活塞，的里面作用到搖臂上，外部調節彈簧對搖臂的另側又提供個力，這個力取決于功率整定值。

　　如果工作壓力超出整定的彈簧力則壓力補償裝置經由搖臂操作控制閥③移動活塞⑤的油路與工作油壓接通，油泵向的方向轉動，流量減少，旋轉斜盤，移動向控制活塞施加荷載，減少了搖動臂上的有效力矩。同樣，當輸出流量被減少時，也允許工作壓力以相同的比例上升，尸=常數使系統達到平衡。

　　4運行情況此種壓力補償型液壓裝置及其組成的調速器液壓系統在湖南省的尚灘水電站已經運行了4年多的時間，經運行證明安全穩定可靠。

　　高灘電站機組為燈泡貫流式機組，單級容量19 MW，額定水頭8.5m，水輪機轉輪直徑5.3m.壓力補償型液壓裝置的軸向活塞油泵由級組成，壓力補償裝置與油泵并聯運行其運行方式為1機組正常穩定運行，不進行負荷調節時，調速器液壓系統內只有壓力，無流量，即油管內油不流動實際上由于某些元件如電磁閥等漏油及泵本身的潤滑，泵的內部有少量統的要求，由調速器控制系統控制的比例閥動作，液壓系統內有了流量，即油流動，壓力降低，這時油泵的旋轉斜盤馬上跟著移動，自動調節流量，使系統又達到新當油泵不運行，壓力為零時，斜盤在彈簧的作用下，回到啟動位置，即油缸最大工作容量的位置。

　　此系統運行以來，系統無故障，設備無檢修。

　　機組在試運行期間，做了甩負荷試驗空載擾動試驗快速關機試驗等，從電腦自動記錄的示波形中分析看出無論導葉為段關閉還是段關閉，或整定關閉時間的長短，其形都是光滑的，說明接力器無擺動，油壓穩定，油泵滿足調節系統的要求。

　　5系統設備特點由壓力補償型液壓裝置組成的調速器液壓系統具有如下特點1取消了常規調速器液壓裝置的壓力油槽；2取消了為壓力油槽所配置的高壓壓縮空氣系統；8節省了設備投資包括2臺高壓空壓機1個高壓貯氣罐氣水分離器閥門管路管件自動化元件等設備的安裝運輸費用及設備所需廠房的土建費用上百萬元；4減少了設備的維修維護費用及設備事故率；5簡化了設計，同時設備結構緊湊，管路減少，使廠房布置更加整潔美觀，運行管理更加方便。

　　6結語可調式活塞油泵壓力補償型液壓裝置是水輪機操作機構的壓力能源，它打破了傳統的油壓裝置的油氣模式，在思維觀念上是種創新，有很好的研究應用和推廣價值。