水轮机调速器的机械液压系统

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新疆布仑口-公格尔水电站冲击式水轮机调速器机械液压系统设计

新疆布仑口-公格尔水电站冲击式水轮机调速器机械液压系统设计

J u n l fYa gz i e ce t cRee rh I s t t o r a n teR v rS i i s a c n t u e o nf i i
文 章 编 号 :0 1 5 8 ( 0 1 0 0 6 0 10 — 4 5 2 1 ) 9— 0 4— 4
@ 1 .o 63 c m
通讯作者 : 王丽娟 (9 8 ) 女 , 1 . , 湖北武汉人 , 高级工 程师 , 期从 事水轮 机调速 器机械 液压 系统 的设 j 究 l件 , 电话 ) 82 0 0 长 研 二 ( 16 7 0 8。 ( 电子信箱 ) h l 6 .o 。 w s j 3 cr w @1 n
新 疆 布 仑 口 一公格 尔 水 电站 冲 击 式 水 轮 机 调 速 器机 械 液 压 系 统设 计
安 刚 ,陈玉 婷 ,叶 伟 聂 , 伟 ,王丽 娟
( 新疆水利水 电勘 测设 计研 究院 , 1 乌鲁木齐 8 00 ; . 3 0 0 2 长江科学 院 武汉 长江控制设备研究所 , 汉 40 1 ) 武 3 0 0
击式 水 轮机有 喷针 和折 向器 双重 调节 机构 。
冲击 式水 轮机 调速 器机 械液 压 系统 的主要 特 点
有:
M 、 定水 头 67m 的水 斗 式立 轴水 轮发 电机 组 。 W 额 0 水轮 机组 调速 器采 用长 江科 学 院武汉 长 江控制 设 备研 究所 生 产 的 CT / 6 3 冲击 式 水 轮 机专 J66— . 型 用 微机 调速 器 。该 调速 器具 有独 立 的 6套 喷针 电液
整 机技 术先 进 、 配置 优 良、 构简 单 、 结 可靠性 高 , 同时
具 有 Hale Waihona Puke 好 的可 操作 性和 可维 护性 。

水轮机调速系统机械液压部分选型方法

水轮机调速系统机械液压部分选型方法
M Pa 。
2 调速器机械液压部分
水 轮机 调速 器机 械液 压 系统包 括 电液转 换 控制
系统和 油压 动力 能 源系统 。在 水轮 机微 机调 速器 工
2 . 动 系统 起着 执行 机构 的作 用 , 它将
在 调速 器液 压 系统 中 , 电液 转换 器 、 主配压 阀是
作者简介 :王汉超( 1 9 8 3 一) , 男, 河南郑州人 , 研究生 , 从事水轮机调速器的研究与设计 工作
1 0 2
云南水力发电
2 0 1 3年第 5 期
中, 是电液转换器和 电机转换器等的总称。无论是
电液转 换器还 是 电机 转换 器 , 它 们 均 由电位 移 转 换 器 和液 压放大 或机 械传 动两部分 组成 。其作 用是 将 电气 部 分与液 压 随动 系统 连 接 起来 , 实 现将 电气 部
的, 所谓工作容量 , 是指在设计油压下接力器活塞作
用 力与 接力 器全 行程 的乘 积 , 单位 为 N. m。 目前 中 小 型调 速器 基本 实现 了高 压化 , 工 作 油压 一 般 取 1 6 MP a , 中小 型调 速器 工作 容 量 已提 高到 3 0 0 0 0 0 N.
比例 阀 ( 或 数字 阀 ) 和控 制 电机 ( 交 流伺 服 电机 、 直流 伺 服 电机 、 步进 电机 ) 两 大类 , 它 们 分别 以 流量 和 位
移 输 出 的方 式直 接 控 制 主 配 压 阀 , 主 配压 阀再 控 制 导 水机 构 主接力 器 。水 轮机 调速 系统 的油压 装 置是 调 速器 的动力 能源 系 统 , 是 调 速 系 统 的重 要 组 成 部
压 调速 器 、 电子 管 电液 调 速器 、 晶 体管 电液 调 速 器 、 集成 电路 电液 调 速 器 和 微 机 电液 调 速 器 等 几 个 阶

水电厂调速器系统(机械)简介

水电厂调速器系统(机械)简介

1.3水轮机调节的组成
引水系统
水轮发电机组
电力系统
水轮机调节系统由调速器和 调节对象组成, 水轮机调节系 统的调节对象是水轮发电机组, 广义地说还应该包括与机组相 连接的引水系统和电力系统。 而调速器严格地说除了其本体 还有油压装置。
调速器
导水机构 水能
机组
电能
转速 给定
执行元件
放大元件
测量元件
反馈元件
1.1 水轮机调节的任务
电力系统的负荷总是在不断变化的,其中有些随机变化的负荷是 不可预见的。一天之内有上午、晚上两个高峰和中午、深夜两个低 谷,这种周期性变化负荷是可预见的。而负荷的变化会引起系统频 率的变化。
水轮发电机组把水能变成电能供用户使用,用户除要求供电安全 可靠外,还要求电能的频率及电压保持在额定值附近的某一范围内, 若频率偏离额定值过大,就会直接影响用户的产品质量。对大电力 系统要求频率波动值不超过±0.4(±0.2Hz),对于中小型电网,则 要求频率波动值不超过±1%(±0.5Hz)。
u 在单机运行时用来维持机组转速恒定(按频率调节); u 承担机组启动、停机、并网和增减负荷等操作; u 在并网运行时,按有差特性承担系统的负荷,实现 按功 率调节、按开 度调节、按频率调节、按水位调节; u 是水电站与机组的安全监控系统的执行装置之一。事故时通过紧急停 机电磁阀或事故配压阀快速关闭导叶(或折向器)切断水流,使机组紧 急停机,保护机组及电站安全。
水电水厂电调厂速调系统速(系机统械简)介简介
CONTENT
目 录
水轮机调节的基本概念 调速器的发展及分类 调速器系统的构成及原理 设备常见故障案例分析
调速器相关题库
目 录
CONTENT
水轮机调节的基本概念 1.1 水轮机调节的任务 1.2 水轮机调节的途径 1.3 水轮机调节系统的组成及特点 1.4 水轮机调速器的功能

水轮机调速器的机械液压系统

水轮机调速器的机械液压系统

水轮机调速器的机械液压系统一、概述在水轮机调速器中,机械液压部分的主要功能是将微机调节器的输出电信号成比例的转换成接力器的机械位移,并以足够的大的推力驱动导水机构,控制进入水轮机的水流大小,实现机组转速和功率的调整。

微机调速器的机械液压部分是微机调速器的液压放大和执行机构,它接受的机械、电气或液压输入的控制信号较弱,经过转换和放大而成为相当大的能量机械位移输出,是一个功率增益很大的系统。

要精确控制增益如此大的系统,就必须采用闭环控制。

因此,微机调速器的机械液压系统是一个闭环系统。

随着现代水轮机微机调速器的品种和数量不断增加,出现了很多工作原理和系统结构各异的机械液压系统。

归纳起来,目前我国水轮机微机调速器的机械液压系统根据反馈信号的物理性质可分为两类,即电液随动系统和机械液压随动系统。

前者的反馈量为电气信号,后者的反馈量为机械位移。

它们主要由电液转换、液压放大(包括前置液压放大器)、液压执行(主配压阀、主接力器等)、紧急停机装置、电气反馈元件及过滤器等主要部件组成。

这一节主要介绍以上两种常用的机械液压系统及其主要部件。

二、电液随动系统电液随动系统在电子调节器加电液随动系统结构的调速器中,起执行机构的作用。

它是一个闭环自动控制系统,接受电子调节器输出信号VPID的控制,其输出量Y将跟随控制信号VPID成比例地变化,电液随动系统地输出量是主接力器的位置。

因此,电液随动系统实现了主接力器位置跟随调节器输出变化,执行了调节器控制主接力器的任务。

电液随动系统中的转换元件的输出量有机械位移和流量两种形式。

电液转换元件的输出形式不同,电液随动系统的工作原理、系统结构和配置差别较大。

因此,现代水轮机调速器的电液随动系统有两大类,即采用流量输出转换元件的电液随动系统和采用位移输出转换元件的电液随动系统。

2.1 采用流量输出转换部件的电液随动系统在采用转换元件为流量输出的电液随动系统中,转换部件的输出流量都是控制主配压阀的辅助接力器。

调速器液压系统

调速器液压系统

➢ 主配压阀:包括桨叶主配压阀及导叶主配压阀,其结构如图所示。
WIKA
WIKA
WIKA
WIKA
3.52 3.52
3.84
➢ 事故配压阀:其机构及原理Байду номын сангаас图所示
事故排油
开机腔供油 关机腔供油
事故排油
开机腔供油 关机腔供油
开关



开关



指示杆
缓冲腔 调节螺钉 活塞(阀芯)
识别尺寸

Ⅴ 开机腔排油
➢ 高压油泵组:即向工作压油槽及 事故压油槽供油装置,根据压油 槽内的压力及油位变化情况及时 向压油槽补充油量,确保调速器 用油。挂治水电厂压油泵采用的 是天津顶佳生产的三螺杆泵,其 结构图如左图所示。
调速器压油泵剖面图
➢ 油压装置:油压装置包括工作压油槽和事故压油槽,其内有1/3的 透平油及2/3的压缩空气,其工作压力为6.3MPa,其内的透平油 及压缩空气是通过安装于其上的液位及压力测量元器件根据测量 结果启动压油泵补油或开启自动补气阀补气的(由于高压气系统 工作压力与调速器系统压力相同,暂未实现自动补气功能,现仅 是根据油位及压力情况手动补气)。工作压油槽主要提供机组正 常情况下的用油,通过导叶主配及桨叶主配向导叶接力器和桨叶 接力器供油,操作接力器调节导叶及桨叶的开度;事故压油槽主 要提供机组在紧急情况下停机用油,避开主配通过事故配直接向 导叶接力器关闭腔供油。
➢ 漏油装置:漏油装置包括漏油泵及漏油箱,漏油箱主要收集机组 调速器系统自动化元器件(电磁阀、工作油槽及事故油槽换向阀、 事故配液控换向阀、事故配油阀)及受油器、液压锁锭、主配等 设备在运行过程中的排油或渗漏油,漏油泵的主要作用就当漏油 箱内的漏油收集到一定量后将其打回到调速器回油箱中。

水轮机调速器结构及工作原理

水轮机调速器结构及工作原理

水轮机调速器结构及工作原理水轮机调速器是水轮机系统中的重要设备,其主要功能是控制水轮机的转速,以满足不同负载工况下的运行要求。

本文将从结构和工作原理两个方面介绍水轮机调速器的基本知识。

一、水轮机调速器的结构水轮机调速器一般由调速机构、液压控制系统和电气控制系统三部分组成。

1. 调速机构调速机构是水轮机调速器的核心部分,它通过改变水轮机的导叶开度来调节水轮机的转速。

调速机构主要由调节器、传动装置和导叶机构组成。

调节器是水轮机调速器的关键部件,它通过接收输入信号,控制传动装置的运动,从而改变导叶的开度。

常见的调节器有液压调节器和电动调节器两种。

传动装置是将调节器的运动转化为导叶运动的装置,常见的传动装置有丝杠传动和液压传动两种。

导叶机构是通过传动装置将调节器的运动传递给导叶,改变导叶的开度。

导叶机构主要由导叶轴、导叶臂和导叶组成。

2. 液压控制系统液压控制系统是水轮机调速器的控制部分,它通过控制液压元件的工作状态,实现对调速机构的控制。

液压控制系统一般由液压泵站、液压缸和液压阀组成。

液压泵站负责提供液压能源,液压缸负责执行调速机构的运动,液压阀负责控制液压缸的工作状态。

3. 电气控制系统电气控制系统是水轮机调速器的辅助部分,它通过控制电气元件的工作状态,实现对液压控制系统的控制。

电气控制系统一般由控制柜、传感器和执行器组成。

控制柜负责接收输入信号和控制输出信号,传感器负责感知水轮机的运行状态,执行器负责执行控制柜的输出信号。

二、水轮机调速器的工作原理水轮机调速器的工作原理主要是通过调节水轮机的导叶开度来改变水轮机的转速。

当负载增加时,调速器接收到输入信号后,调节器会发出相应的指令,通过传动装置将运动转化为导叶的运动,导叶的开度逐渐增大。

导叶开度增大会减小水轮机叶片与水流的夹角,使水轮机的输出功率增加,从而使转速稳定在设定值附近。

当负载减小时,调速器接收到输入信号后,调节器会发出相应的指令,通过传动装置将运动转化为导叶的运动,导叶的开度逐渐减小。

大型贯流式水轮机调速器机械液压系统

大型贯流式水轮机调速器机械液压系统
o y s c see t — y ru i p o o in l e h oo y g , u ha lcr h d a l rp r o a c n lg o c t t


h d a lci tg ain tc noo y, f o to e h olg nd ee to o y r u i ne r t e h lg o l c nr ltc n o a lcr c mbia in ux y n to
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。Hale Waihona Puke 一唐 旭 王丽萍 _ 国碧 j方 机 限 司 四 阳60 雷 东 电 有 公 川德 10 80

要 :介 绍 的 大型 贯 流 式 水轮 机 调 速 器机 械 液 压 系统 ,应 用 电 液 比例 技 术 、 液 压 集 成 、流 量 控 制 、桨 叶 电气 协 联控 制技
c n rl e h oo r ld . o t c n lg f a e Wh n t eee t cc n r l in l r h y tm o rs u c o s o r , i c n s ud w u o t al r ot y o b e lcr o to g a es s h i s ot e p we o r ed e t n wo k t a h to n a tmai l f c yo a od n n a cd n x a so oa s r es ft f h y ru i r ieg n r tr e. h e in dl ret p i i r u ig v le i v i iga c i e t p n int s u et ae yo eh d a l t b n e eao tT e d sg e ag ema nd s i t av e h t cu s y tb n s h rz n a s u t r h c a h h rce it so i l s se t cu e a d g o n fcu n r c s f a s I as a e u e o o tl t cu e w ih h st e c a a tr i fs i r sc mp e y t m s u t r n o d ma ua tr g p o e so r . t l h s rd c d r i pt o t ep o u t o t yo t z gt ec n r l a a tr h r d c s b p i i o t r mee . c mi n h op Ke r s b l r i e o e n r h d a l cu tr ls d lo r p r o a av ; man dsr ui gv le y wo d : ub t b n :g v r o ; y r u i a t a ;co e pp o o in l le u c o o t v i it b t av i n

大型水轮机调速液压系统

大型水轮机调速液压系统

大型水轮机调速液压系统首页»液压行业知识»大型水轮机调速液压系统大型水轮机调速液压系统水轮机调速系统是一典型电液伺服控制系统,用于实现对水轮发电机组的开停机、增减有功功率、频率凋节、调相及紧急停机等自动和手动操作及远距离控制。

液压控制系统原理图如图1所示。

该系统可分为导叶和桨叶控制两部分。

二者在原理及结构上大体相同,均由电液伺服加机液伺服系统组成。

只是导叶伺服系统部分设置了餐急停机功能。

该系统总体上有自动和手动两种运行方式。

自动运行是指液压系统接收来自微机调节器的控制量,实行电液随动控制,一般情况下,必须采用自动运行方式,这是对该系统的最起码也是必须达到的要求。

特殊情况下(如微机系统致命故障)可采用手动运行,以保证对机组的正常发电控制,避免因停机造成巨大经济损失。

所谓手动控制,就是将电液转换器退出工作,液压系统不接收来自微机调节器的控制输出,主液压缸与主配压阀之间构成机械闭环,系统处于纯机液伺服状态,通过手轮直接控制主液压缸的位移。

下面以导叶主液压缸开侧动作为例说明其工作原理。

自动状态下,手自动切换阀Vl处于左位,通过开限伺服电机或手轮将开度限制值整定于某一设定值(目的是保证水轮机纽的安全),改开限对应于水平调节杆与反馈连杆之间的间距(自动运行时该机械反馈连杆不参与构成控制规律的综合)。

当微机调节器输出开侧调节信号时,此信号经综放比较并放大,综放的输出信号驱动电液转换器,使之输出与控制量成比例的向上的位移,通过水平调节杆的作用,使主配压阀的引导阀下移,进而带动主阀芯下移,使得A口与压力油相通、B口与回油相通,主液压缸向开侧移动。

当主液压缸开至与电气控制量相一致的开度时,其位移的电信号经综放比较后,使得进入电液转换器的驱动电流为零,由于电液转换器弹簧的复位作用,使电液转换器恢复至中间位置,从而带动主配压阀也恢复至零位,于是主液压缸就稳定在与电气控制量相对应的位置上。

此时,由于机械位移反馈机构的作用,反馈连杆同时上升与主液压缸开度相对应的位移。

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上犹江电厂 陈卫民
水轮机调速器的机械液压系统 电液随动系统中的转换元件的输出量有机械位移和流量 两种形式。电液转换元件的输出形式不同,电液随动系统的 工作原理、系统结构和配置差别较大。因此,现代水轮机调 速器的电液随动系统有两大类,即采用流量输出转换元件的 电液随动系统和采用位移输出转换元件的电液随动系统。
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上犹江电厂 陈卫民
水轮机调速器的机械液压系统
一种方式是采用液压内反馈,即当辅助接力器受流量 控制产生位移的同时,也反馈一个流量与输入流量相抵消 (平衡);另一种方式采用内环电气反馈,即在辅助接力 器上安装位置传感器,将辅助接力器位置信号反馈到电液 比例阀的放大器中,与控制电液比例阀的信号相平衡,使 辅助接力器位置与电液比例阀的控制信号成比例。
上犹江电厂 陈卫民
水轮机调速器的机械液压系统
二、电液随动系统 电液随动系统在电子调节器加电液随动系统结构的调速 器中,起执行机构的作用。它是一个闭环自动控制系统,接 受电子调节器输出信号VPID的控制,其输出量Y将跟随控制 信号VPID成比例地变化,电液随动系统地输出量是主接力器 的位置。因此,电液随动系统实现了主接力器位置跟随调节 器输出变化,执行了调节器控制主接力器的任务。
上犹江电厂 陈卫民
水轮机调速器的机械液压系统
2.1 采用流量输出转换部件的电液随动系统 在采用转换元件为流量输出的电液随动系统中,转换部 件的输出流量都是控制主配压阀的辅助接力器。为使辅助接 力器位移与转换部件输出流量成比例(亦与电液比例阀控制 信号成比例),一般用两种方式构成闭环控制系统来实现。
Vy
电位移反馈V/Sα
上犹江电厂 陈卫民
水轮机调速器的机械液压系统
传统主配压阀的辅助接力器是一个积分环节。而在该系 统中主配压阀内置了液压内反馈环节,将辅助接力器的输出 Sf与转换元件的输入Qa改变成比例关系,即其输出位移Sf与 输入流量Qa成正比,成为流量—位移转换环节。所谓内部流 量反馈,由电液比例阀流量输入Qa产生辅助接力器位移Sf, 此位移与内反馈阀共同形成与输入流量相反的流量Qf负反馈, 两流量平衡时得到 ,辅助接力器的位移。其系统工作原理 见图5.3-23。
上犹江电厂 陈卫民
水轮机调速器的机械液压系统
(1)具有液压内反馈的电液随动系统 该电液随动系统由电液比例阀、主配压阀、紧急停机 电磁阀、手动操作阀及位移传感器等组成。其系统结构见 图5.3-22。
上犹江电厂 陈卫民
水轮机调速器的机械液压系统
图5.3-22 具有液压内反馈的电液随动系统原理框图
液压内反馈 YPID 比较 放大器 电液 比例阀 Qa 辅助接力器 Q' Qf 内反馈阀 Sf Sf 主配压阀 主接力器 Ys
水轮机调速器的机械液压系统
一、概述 在水轮机调速器中,机械液压部分的主要功能是将微机 调节器的输出电信号成比例的转换成接力器的机械位移,并 以足够的大的推力驱动导水机构,控制进入水轮机的水流大 小,实现机组转速和功率的调整。微机调速器的机械液压部 分是微机调速器的液压放大和执行机构,它接受的机械、电 气或液压输入的控制信号较弱,经过转换和放大而成为相当 大的能量机械位移输出,是一个功率增益很大的系统。要精 确控制增益如此大的系统,就必须采用闭环控制。因此,微 机调速器的机械液压系统是一个闭环系统。
上犹江电厂 陈卫民
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8 7 6 5 4
图5.3-23 具有液压内反馈的 电液随动系统原理图
9 10 11 12
1 3 关 压力油源
9 10 11 12 13
1 3 关
2 1
压力油源
2 1
1
1,主配壳体;2,主配衬套;3,双联滤油器;4,紧急停机电磁阀;5,主配 活塞;6,引导阀;7,引导阀衬套;8,开关机时间调整螺母;9,电液比例 1,主配壳体;2,主配衬套;3,双联滤油器;4,紧急停机电磁阀;5,主配 阀;10,手自动切换阀;11,主接力器;12,手动操作阀;13,位移传感器 活塞;6,引导阀;7,引导阀衬套;8,开关机时间调整螺母;9,电液比例
上犹江电厂 陈卫民
水轮机调速器的机械液压系统
随着现代水轮机微机调速器的品种和数量不断增加,出现 了很多工作原理和系统结构各异的机械液压系统。归纳起来, 目前我国水轮机微机调速器的机械液压系统根据反馈信号的物 理性质可分为两类,即电液随动系统和机械液压随动系统。前 者的反馈量为电气信号,后者的反馈量为机械位移。它们主要 由电液转换、液压放大(包括前置液压放大器)、液压执行 (主配压阀、主接力器等)、紧急停机装置、电气反馈元件及 过滤器等主要部件组成。 这一节主要介绍以上两种常用的机械液压系统及其主要部件。
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阀;10,手自动切换阀;11,主接力器;12,手动操作阀;13,位移传感器
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水轮机调速器的机械液压系统
动作原理:自油压装置的压力油一路进入主配压阀的压 力油腔,另一路经双联滤油器③过滤后进入电液比例阀⑨和 手动换向阀12。电液比例阀经手自动切换阀接通主配压阀辅 助接力器控制腔。正常运行时,紧急停机电磁阀与手自动切 换阀均为通路,主配引导阀接通压力油。电气控制信号与主 接力器位置信号之差为零时,电液比例阀阀芯在复位弹簧作 用下复中,切断辅助接力器控制腔的油路,主配压阀准确地 稳定于中位,主接力器也将稳定不动系统
当电气控制信号减小时,电液比例阀向关机方向运动, 使辅助接力器控制腔接通排油时,主配压阀自中间位置向上 移动一定距离,主接力器向关机方向运动。同时带动位移传 感器移动,直到与电气控制信号相等,两差值信号为零时, 电液比例阀和主配压阀便随之复中,主接力器便停止运动。 反之,如电气控制信号增大时,电液比例阀向开机方向运动, 使辅助接力器控制腔接通压力油时,主接力器将向开机方向 运动相应距离。这样,主接力器将按一定比例随动于微机调 节器控制信号,构成了电液随动系统。
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