灯泡贯流式水轮机导叶传动机构的保护装置.
第五章 反击式水轮机的基本结构(二)
相对开度：导叶在任意位置时的开度a0与最大径向开 度a0max的比值。
a0
a0 a0 max
a0 Z 0
D1
对几何相似的水轮机相对开度值相同： a0 a0M
a0
D1 D1M
aoM
中小型水轮机真机与模型的导水机构，由于结构原
因不能保持几何相似。为此使真机导水机构的出水角
与模型相等，来获得导水机构出口水流的相似关系。
另一方面又要求减小电站水下开挖量及混凝土量， 土建工程最小，即减少电站一次性投资。
影响弯肘形尾水管性能的三个因素： （1）尾水管的深度：水轮机 导水机构底环平面至尾水管底 板平面之间的距离。
深度越大直锥段的长度可 取大一些，因而降低其出口即 肘管段进口及后面的流速，有 利于降低肘管内损失。
尾水管深度对运行稳定性影响很大，特别是混流式 水轮机因叶片角度不能调整而容易产生偏心涡带及振 动，研究表明：采用较大的深度可改善尾水管偏心涡 带所引起的振动。
D0 / D1 1.13 ~ 1.30
按导水机构能紧密关 闭的原则，确定叶栅密 度和翼弦长度L0：
L0Z0 1.1
D0
三、径向式导水机构的基本结构
基本要求 1.导水机构过流部件的尺寸应与模型水轮机相应部
件的尺寸保持几何相似，过流部件表面应光滑以减小 水力损失；
2.导水机构的最大开度要可靠并应留有一定的裕量， 以保证水轮有足够的过水能力；
1、4、6—尼龙轴瓦；2—导水机构底环；3—导叶；5—轴套； 7—水轮机顶盖；8—连接板；9—转臂；10—分半键；11—剪断销；
12—连杆；13—推拉杆；14—控制环；15—支座；16—补气阀
第五节 水轮机调节
电力系统向用户提供的电能质量：频率和电压应 保持在额定值附近的一定范围内。我国规定电力系 统频率为50Hz，偏差在0.2-0.5Hz。
炳灵水电站灯泡贯流式水轮机设计说明书
毕业设计（论文）题目炳灵水电站的设计专业热能与动力工程班级学生指导教师2011 年炳灵水电站的设计摘要炳灵水电站是黄河龙羊峡至青铜峡段水电开发规划中的第13个梯级水电站。
电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组，年均发电量9.74亿千瓦时。
本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，首先对炳灵水电站转轮型号为GZHK-1RT-WP-620的贯流式水轮机进行设计，包括水轮机总体结构的设计，并对其中的主要零件进行设计优化。
绘制出了总装配图，导水机构装配图，主轴零件图，操作油管装配图和导叶臂零件图。
其次进行了电气一次部分的设计，设计选择了电气主接线形式，进行短路电流计算和电气主设备选择，绘制出电气主接线图。
本设计相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。
在本次设计中还大量使用了auto CAD 软件进行绘图。
关键词：贯流式水轮机结构设计电气一次设计The Design of Bingling Hydraulic Power StationABSTRACTBingling Hydropower is the 13 cascade hydropower stations of Longyangxia to Qingtongxia section of Yellow River Hydropower Development planning .In The total installed capacity of 240,000 kilowatts power plant, the installation of five 48,000 kilowatts bulb turbine group, with an annual generating capacity of 974 million kw·h.Firstly, we design the tubular turbine GZHK-1RT-WP-620 of Bingling Hydropower through access to relevant information, including the overall structure of the turbine design, and one of the main parts design optimization. Drawn out of the general assembly drawings, assembly drawings guide apparatus, the spindle parts diagram, assembly drawing and tubing operations guide vane arm parts diagram. Second was a part of the electrical design, design options the main electrical wiring, to conduct short-circuit current calculation and the main electrical equipment selection, drawing out the main electrical wiring diagram. Knowledge related to the design of the turbine structure, hydropower electrical parts, mechanical drawing, and tubular hydro-generating sets and other parts, also including relevant design ideas and methods. In this design also makes extensive use of auto CAD software for drawing.Key Word:tubular turbine structural design design of ectric primary system目录ABSTRACT (2)1.前言 (1)1.1概述 (1)1.2设计内容 (2)1.3原始资料 (3)2.水轮机总体结构设计 (4)2.1 绘制轴面流道图 (4)2.2 基础环设计 (4)2.3 座环设计 (5)2.4 导水机构设计 (7)2.4.1 外配水环 (7)2.4.2 内配水环 (8)2.4.3 传动机构 (8)2.5 水轮机主轴设计 (23)2.6 水轮机主轴密封设计 (24)2.7 水轮机水导轴承设计 (25)2.8 转轮设计 (25)3. 电气一次设计 (27)3.1 电气主接线设计 (27)3.1.1 设计原则 (27)3.1.2 主接线方案初步设计 (28)3.1.3 方案比较 (30)3.2 短路电流计算 (31)3.3 电气主设备选择 (55)1.升压变压器 (57)2.断路器的选择 (58)3.隔离开关的选择 (64)4. 电流互感器 (68)5.电压互感器选择 (73)6.高压熔断器的选择 (74)7.避雷器的选择 (75)8.高压绝缘子的选择 (76)9.发电机中性点接地方式 (77)4.总结 (77)1.前言1.1概述随着我国经济突飞猛进的发展，人民生活水平不断的提高提高，生产和生活用电的需求也越来越大。
几种灯泡贯流式机组导水机构工装简介
调速机构 ， 安装工序较 为复 杂， 单个导叶系统安装调 整完毕后方 可进行 整体的组装， 为了提高 安装质量 及安装效率，
介绍几种实用的导水机构工装。 关键 词 ： 灯 泡贯 流 式机 组 ；导 水机 构 ；工 装 ；简 介 中 图分 类 号 ： Ｆ Ｋ ７ ３ ０ ． ６ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： ｌ ６ ７ ２ — ５ ３ ８ ７ （ ２ ０ １ ６ ） Ｓ ｌ 一 ０ ０ ７ ７ — ０ ２
角度 才 能 外配 水环 安装 进 行连 接 ，此 吊装 Ｔ具
利用 杠 杆原 理将 套简 、导 叶臂 吊起 后调 整 其角 度再
进 行安 装 ， 使用方 法 如下 ：
Ｉ 利 ｌ
一
（ １ ） 检 查 吊具架 与套筒或导 叶臂连接 是否清理 干净 无 毛刺 ，将 吊具架 安 装在 套筒 或 导叶臂 上并把
紧连 接 螺栓 ；
般情 况 下 ，导水 机 构 的组 装 Ｔ序 为 ：设 备清
理一 外 配 水环 调平一 导叶 套筒 安装一 导叶安 装一 导 叶臂安 装一 内配水 环安 装一 导 叶下 轴安 装一 调 速 环 安 装一 弹簧连 杆安 装一 附 件安装一 内 、外 配水 环 调
整一 导 叶问 隙调整 一验 收 。
安装 工具 。
位置 ，用 １ ５ ０ ｍ ｌ ｎ 钢板尺测量套筒或导叶臂与安装 ４ 导 叶臂安装 工具简介 面 的顶 部 、 底 部距 离偏差 ， 根 据所 测数据 对 配重块 的 此工具主要由压盖 、 螺杆等部件构成， 根据《 导水 位 置进 行调整 ， 使套 筒或 导 叶臂与 其安装 面平 行 ； 机构主要结构示意图》 ， 导叶与套筒组成转动系统 ， 导 （ ５ ） 调整 完毕 后把 紧 限位 块上 的螺 栓 ， 并 记 录好 叶长轴与导 叶臂 通过定位 销 （ 键） 连成 整体 ， 再通过 弹 配重块在吊具架上的相对位置。将套筒或导叶臂吊 簧 连杆及 调速环组成调速系统 。考虑到导叶臂与导 叶 装到 位并进 行安 装 ； 长轴之间的间隙较小（ 仅为配合间隙） ， 为了保证在安 装 过程 中导 叶臂 能够端 直 的套 在 导叶长 轴 上不 与其 发生摩擦划伤， 故使用此安装工具， 使用方法如下 ： （ １ ） 导叶安装完毕后拆 除千斤顶 、 顶板等工具 ， 保 留螺 杆 ； （ ２ ） 在安 装导 叶臂 吊装工 具之 前安 装好压 盖 ； （ ３ ） 利用导叶臂吊装工具将导叶臂吊放在导叶长 轴 上 ，用钢 板尺 测量 导 叶臂 到安 装面 的相 对距 离 以 确定 导 叶臂 已经 端直 的嵌入 导 叶长轴 ，否 则根 据测 量尺 寸进行 调整 ； （ ４ ） 调整完毕后拆除导叶臂吊装工具安装好螺母； （ ５ ） 缓缓旋紧螺母保证导叶臂均匀的套在导叶长 轴上 ； （ ６ ） 导 叶臂 安装 到位后 拆 除安装 工具 。
杰瑞电站75MW特大型灯泡贯流式导水机构的结构和安装
收稿日期：2014-06-09作者简介：陈传坤（1981-），男，工程师，从事水轮机安装技术服务工作。
杰瑞电站75MW 特大型灯泡贯流式导水机构的结构和安装陈传坤（东方电机有限公司，四川德阳618000）摘要：贯流式机组适合开发低水头水能资源，其中灯泡贯流式机组的应用最广泛。
灯泡贯流式机组的发展趋势是大容量和大型化，但是大型化将增加机组安装的难度，其中导水机构的安装直接影响机组的安装工期和质量。
与立式机组相比，灯泡贯流式导水机构结构复杂、安装难度大。
巴西杰瑞电站灯泡贯流式水轮发电机组额定功率75MW ，是目前世界上单机容量最大的特大型灯泡贯流式水轮发电机组。
本文主要介绍杰瑞电站导水机构的结构特点和安装工艺，可供其他大型灯泡贯流式导水机构借鉴。
关键词：杰瑞；灯泡贯流式；导水机构；安装中图分类号：TM312文献标识码：B文章编号：1672-5387（2015）04-0012-05DOI：10.13599/ki.11-5130.2015.04.0041电站概况杰瑞电站位于巴西西部与玻利维亚交界处的朗多尼亚州的马代拉河（亚马逊河支流）流域上，距州府波多韦柳约110km。
电站分左右两岸，共装有50台单机容量为75MW 的特大型灯泡贯流式水轮发电机组，其中右岸28台由ALSTOM、ANDRITZ 和VOITH 供货，左岸22台由我公司设计、制造。
左岸的22台机组分为两期：一期12台、二期10台，截至目前一期已有5台机组投入商业运行，二期已开始尾水管的安装。
2基本参数水轮机基本参数：水轮机型号GZ （790）-WP-790；旋转方向沿水流方向看顺时针；叶片数4；水轮机额定出力76.5MW；额定水头15.2m；额定转速85.71r/mim ；导水机构基本参数：导叶数量16；导叶瓣体长度2828mm；端面间隙外环侧0.7~1.5mm，内环侧2~2.8mm；导叶外环最大直径11520mm；导叶内环最大直径5635mm；导水机构总重304t，参与预装部件重量约205t（不包括重锤、转轮室、补偿节和导叶内环延伸段）。
水轮机概述
第一节水轮机概述一、水轮机工作参数1、水轮机工作水头（1）水轮机槪念：水流付出的能量转换成旋转机械能的机器。
（2）水轮机工作水头：水轮机进口断面与出口断面水流单位能量之差。
公式H=Hst-Δh发电机水轮机ⅠⅠγZIⅡ∏ⅡⅡα1v122g1即：水轮机工作水头等于水电站净水头。
Hst---水电站毛水头，等于上下游水位差Δh----水头损失，引水管的沿程水力与局部水力损失（3）设计水头：水轮机发额定出力是的最小水头。
2、水轮机的功率和效率（1）水轮机的功率：单位时间内，水流对水轮机所做的功。
用N表示。
公式：N=9.81QHη其中：Q为水轮机流量η为水轮机效率，现在的水轮机效率可达90%以上，而模型效率可达95%。
（2）水轮机效率：水轮机把水轮机出力与水流出力之比，主要有三方面的效率损失：①容积效率：即一部分水量没有流经转轮做功，损失了。
如：主轴漏水，下迷宫环漏水等。
用ηq表示。
2②水流效率：转轮在旋转过程中，克服水的阻力所损失的功率，用ηd表示。
③机械效率：克服主轴与轴承之间的摩擦阻力所消耗的功率，用ηm表示。
则：水轮机的效率为η=ηq×ηd×ηm3、流量单位时间内流过转轮的水量，以Q表示，单位m³／s。
两种说法：①水轮机发额定出力时的最大流量②在设计´水头下，水轮机发额定出力时的流量。
4、水轮机的转速（1）定义：单位时间内水轮机旋转次数，以n表示。
n10´Hav公式n=──────D13其中：n10´为最优单元转速Hav 为加权平均水头，在某些情况下可取设计水头。
（2）水轮机额定转速按（1）式计算结果，取相近发电机同步转速为水´轮机额定转速，可大于计算结果。
同步转速按n=f×60／P计算。
其中f=50HZ，P为磁极对数。
（3）飞逸转速：水轮机发额定出力时，突然跳闸，而调速器又失灵，不能关／闭导水机构，以致转速快速上升，并达到某一最高值后稳定，这个空转的最高转速就是水轮机的飞逸转速。
灯泡贯流式水轮发电机组运行规程柳城
广东省河源市富源水电有限公司企业标准柳城水电站运行规程汇编2011年月发布2011年月试行广东省河源市富源水电有限公司发布目录1 水轮机运行规程 (1)2 发电机运行规程 (17)3 变压器运行规程 (33)4高压配电装置运行规程 (47)5厂用电系统运行规程 (63)6备用电源柴油机运行规程 (74)7辅助设备运行规程 (81)8调速器系统运行规程 (115)9励磁系统运行规程 (123)10直流系统运行规程 (132)11继电保护运行规程 (137)12水务管理规程 (178)13柳城水电站工程概况 (180)附加说明：本规程主要由广东省河源市富源水电有限公司柳城水电站提出本规程主要起草人：吴秀兰本规程主要审核人：曹佳源（机组及其辅助设备）、陈德华（电气及其自动化）本规程批准人：汪文良本规程为试行本，部分地方还待完善，如在阅读中发现本规程有不足或纰漏处，恳请指正。
1 主题内容与适用范围1.1 本规程规定了柳城水电站水轮发电机的管理运行方式，操作维护及故障、事故处理。
1.2 本规程适用于柳城水电站运行人员和生产管理人员对水轮发电机的运行管理，也可供有关检修人员参考。
1.3 下列人员应通晓本规程1.3.1 领导及技术人员：分管生产领导、站长、工程师、助理工程师、专职技术人员。
1.3.2生产人员：管理员、值长、运行值班员、维护班人员。
2 引用标准本规程是根据机组制造厂家提供的技术资料、有关技术标准并结合本厂实际情况编写。
引用主要标准有：DL/T710—1999 《水轮机运行规程》DL/T507—93 《灯泡贯流式水轮发电机组起动试验规程》S417-00JT 《水轮机基本技术条件》3 灯泡贯流式水轮机介绍贯流式水轮机的导叶和转轮间的水流基本上无变向流动，加上采用直锥形尾水管，排流不必在尾水管中转弯，所以效率高，过流能力大，比转数高，特别适用于水头为3～20米的低水头电站。
这种水轮机装在潮汐电站内还可以实现双向发电。
灯泡贯流式机组基本知识培训(ppt 68页)
安徽皖南水电检修公司 （内部培训教材）
一、贯流式水轮机概念及应用范围 二、贯流式水轮机分类 三、灯泡贯流式机组基本结构
一、贯流式水轮机概念及应用范围 1 贯流式水轮机概念： 1.1反击型水轮机的一种重要机型； 1.2贯流式水轮机的引水部件、转轮、排水部件都在一条轴线上，水流一 贯平直通过，故称为贯流式水轮机。 1.3从进口到尾水管出口的全部过流通道都呈直线形或S形，进口没有蜗壳 的直管引水，直锥管泄水，水流直线进出转轮叶片的卧轴、轴流式水轮机。 。主要有全贯流式、灯泡式、竖井式和轴伸式等类型。
贯流式与轴流转桨式水轮机比较 1.贯流式流道顺直，流场分布均匀，水力效率高，高效区平坦宽阔。 2.贯流式转轮的单位转速高、单位流量大。 3.贯流式水轮机限制工况的出力一般不取决于5%出力限制线，而取决于 电站允许的空化装置系数σ y。 4.贯流式额定工况的参数Q11、n11值的可选择范围宽，应由技术经济成 本与竞争力比较选定。 5.贯流式水轮机安装高程一般考虑空化因素外，还有考虑尾水管出口淹 没深度要求。 6.贯流式与同容量的轴流式水轮机比较，机组尺寸要小得多， 机组重量轻。 7.与轴流式电站比较，开挖较浅，土建工程节省约30%～40%。 8.目前，我国径流式电站中，在水头20m以下一般贯流式机组，水头在20 ～ 27m之间选择轴流式还是贯流式须进行分析比较，水头在27m以上应选择轴 流式机组。
9.单机容量超过所上电网容量25%，或单机容量超过电网装机的10% ，选用贯流式水轮机须进行稳定性分析。
2.1 全贯流式水轮机 全贯流式水轮机的流道平直，水流可沿轴向一直流过导叶、转轮叶片和 尾水管，故称为全贯流式水轮机，也称为直线流动的水轮机——管型水轮机 。由于全贯流式发电机转子布置在水轮机转轮的外缘，故称为轮缘贯流式水 轮机，如图1—1所示。
灯泡贯流式水轮机防飞逸措施对比研究
一
１ ６—
吉林 水 利
灯 泡贯流 式水 轮机 防飞 逸措 施对 比研 究
阎秋 霞等
２１ ０ ２年 ５月
用 的油 压装 置 的办法 。同时 ， 事故 配压 阀属 滑 阀结
构 ， 口全 打开 时所 需 阀芯 位移 量很 大 ， 而造 成 阀 从 动态 过 程 液 阻大 ， 应慢 ， 响 一般 会 延 时 １ ２ 才 能 — ｓ
油 ， 芯 ３在 差 压作 用 下 处 于 上 位 ， 时 ， 合 式 阀 此 组
重 锤卸 荷 阀 的 Ｅ腔 和 Ｆ腔 被切 断 ，主配 压 阀 的开
启 和 关 闭 腔 分 别 与 接 力 器 的开 启 腔 和 关 闭 腔 相
通 ， Ｂ腔 与 Ａ腔 通 ， 即 Ｄ腔 与 Ｃ腔 通 ， 组运 行 工 机 矿 的调整 通 过调 速 器 的主 配 压 阀操 作 接 力器 来 实
当机组 因事故 甩 负荷 时 。机 组调 速 系 统 同 时 发 生某 种 故 障 ， 能关 闭 导水 机构 。 组 将 发生 过 不 机
导 水 机构 控 制环 的一 侧 设有 关 闭 重锤 ．形 成 一 个 自关 闭力 矩 ，再 加上 导 叶 的水 力 矩 自关 闭趋 势 保 证 机组 可靠 快速关 闭 。 目前 国 内灯泡 贯 流 式机 组 防 飞逸 措施 通 常 采 用 重锤 卸 荷 阀或 事故 配压 阀与重 锤 关 机 系统 相 结 合 的方 式 ，机组 在正 常 运行 时 导 叶 的开关 完 全 由 调 速器 主 配 压 阀来 控 制 ， 当机 组 出现事 故 ． 要 紧 需 急 停机 ，首先 应 是调 速器 动 作 ，执 行事 故 关 机 程 序 ， 当调 速器 出现 故 障 ， 动或 失 灵 ， 此 时 的 而 拒 且 转 速达 到 整定 值 ， 紧急 停 机 电磁 阀动 作 ， 重 锤 卸 在 荷阀（ 或事 故 配压 阀 ） 和重锤 的作 用下 ， 紧急 停 机 。
灯泡贯流式机组运行管理
灯泡贯流式机组运行维护管理1.前述我国低水头水利资源非常丰富，低水头径流式水电站的装机容量约占水电装机容量的16%，而开发贯流式水电站是开发低水头水利资源的较好方式，贯流式水电站一般应用于25cm水头以下，它与中、高水头水电站相比以及低水头立轴的轴流式水电站相比，具有以下显著优点：（1）电站从进水到出水方向基本上是轴向贯通，过流通道水力损失少，施工方便；(2)贯流式水轮机具有较高的过流能力和比转速，在水头和功率相同的条件下，贯流式水轮机直径要比转桨式小10%左右；(3)机组结构紧凑，与同规格的转桨式水轮机相比其尺寸较小，可布置在坝体内，取消了复杂的引水系统，减少厂房的建筑面积，减少电站的开挖量和混泥土量，土建费用可节省20%到30%；因此，贯流式水电站一般比立轴的轴流式水电站建设周期短，投资小，收效快，在重视节能减排、使用清洁能源的今天，引起了各方面的广泛关注。
飞来峡水利枢纽位于广东省北江干流清远市境内，电站设计水头8.90 m，河床式厂房，安装有四台单机容量35MW的灯泡贯流式机组，自1999年7月第一台机组投产发电，至1999年9月其余3台机组也全部并网发电，电站从建成试运行至2009年5月，电站累计发电总量近50亿kW·h，创造了较好的经济效益。
飞来峡机组运行投产10年以来，处理了4号机组转轮接力器拉缸、磁极阻尼条、机组冷却水系统、4台机组的A级检修等重大技术问题，积累了一定的灯泡贯流式机组运行维护经验，本文结合飞来峡机组运行维护情况对灯泡贯流式电站的运行管理作一探讨，以资同行参考。
2．灯泡贯流式机组运行特点2.1机组结构对称、刚度大。
灯泡贯流式机组采用卧轴水平布置，水轮机、发电机共用一根大轴为两支点双悬臂的支承方式，水轮机侧为一导轴承，发电机为一组合推力轴承。
管形座为机组主支承，传递机组在各种工况下的径向力、推力及扭矩、以及机组的自重力。
发电机灯泡头设有一垂直支撑、两水平侧支撑，作为机组的辅助支撑。
灯泡贯流式机组调速器运行中桨叶误动原因分析
灯泡贯流式机组调速器运行中桨叶误动原因分析调速器抽动的原因有很多，其中包括某些整定参数出现改变或者随动设备系统的增益太大，电液的转换过程中部件的回环特性太大等。
下面针对介绍的是东方电机控制设备有限公司HGS型水轮机调速器控制系统分析。
调速器电气柜为水轮机电液调速器的两个重要组成部分之一，完成调速系统的主要控制规律与操作保护功能；同机械液压随动系统配合，控制水轮发电机组的频率及有功功率，以实现机组的开机、停机、并网、发电、调相等功能，并可与电站监控系统通讯，接受监控系统的控制。
电气控制系统采用工业控制器(如PCC、PAC等)为硬件核心，组成冗余双通道控制结构，并配以彩色液晶触摸屏作为操作显示接口，具有良好的全中文图形人机界面和在线帮助系统，操作简单方便。
调速器控制系统为模块化的硬件结构，易于维护、维修，可靠性高。
此外，根据用户要求，控制系统的接力器位置反馈和/或导叶主阀位置反馈可采用交叉冗余配置，伺服比例阀输出亦可采用交叉冗余配置（即采用双比例阀），以便进一步提高调速系统可靠性。
控制功能说明调速器在接到水轮机开机信号后将以最快的速度把机组调节到额定转速。
机组并网后，调速器将自动切换到开度调节（或功率模式）状态，在机组并网状态下，调速器可运行于开度调节模式或功率调节模式之一，运行人员可通过触摸屏选择调节模式。
功率调节模式下，如果功率信号缺失，调速器将自动切换到开度调节状态。
如果调速器处于手动状态，则调速器不再参与调节，而是处于自动跟踪状态，从而允许运行人员将手动切换到自动状态而不出现接力器波动。
机组开机：从机组监控系统向调速器发出水轮机开机令，调速器接到开机令后将导叶以一定速度开启至某一开度，使机组转速快速上升，然后开始检查机组频率，当机组频率大于50%时，则进入开机转速控制模式（由开机过程PID参数参与调节），此时机组转速给定由当前转速值按软件整定速率上升至额定转速，从而控制机组转速的上升过程，使机组转速快速平稳的达到额定同步转速，实现快速并网，缩短机组的开机时间。
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灯泡贯流式水轮机导叶传动
机构的保护装置
徐绍益湖南省水利水电勘测设计研究院 (长沙 410007
摘要导叶保护装置是关系到水轮发电机组安全运行的一种重要设施 , 其可靠性对灯泡贯流式机组尤为重要。
重点论述了灯泡贯流式机组导叶保护装置型式的发展、工作原理及结构特点 , 并对今后的应用作了相应的探讨。
关键词灯泡贯流式机组导叶保护装置工作原理装置特点
0概述
水轮机导叶传动机构的保护装置 , 是关系到水轮机安全稳定运行不可缺少的一种设施 , 我国一直沿用剪断销 , 弊病较多。
对于装有灯泡贯流式机组的电站 , 采用剪断销作导叶传动机构的保护措施 , 同样存在很多弊病。
安全运行 ,
十分重要的意义。
推广 , 导叶保护问题也引起了关注。
1导叶传动机构保护装置的原理及型式
导叶传动机构的功用是通过外部动力使导叶旋转从而调节水轮机出力。
关闭导叶时 , 导叶之间若卡有异物 , 就会大大增加接力器的工作压力。
在传动机构中如有一个零件的强度比其它零件的强度小 , 则在接力器操作力矩的作用下 , 使这个零件先于其它零件损坏 , 从而使被卡住的导叶与整个传动系统脱离 , 其余导叶仍可处于正常关闭状态。
导叶保护装置型式很多 , 国外生产的贯流式机组 , 现多采用挠曲连杆、液压连杆、弹簧式安全连杆及摩擦式装置 , 而我国则多用剪断销保护。
早在五六十
年代 , 我国在大中型机组中曾采用过拉断环及拉断螺钉等保护。
拉断环是在关闭导叶时 , 导叶间卡有异物 , 圆环便被拉断。
由于制造工艺复杂 , 很难精确地制定
拉断环的尺寸以适应必须的拉断力 , 后来较少被采用。
拉断螺钉保护则要求连杆内具有滑槽、滑环。
导叶间卡有异物时 , 拉断螺钉首先被拉断 , 滑环在连杆的滑槽中滑动 , 控制环可继续关闭其它导叶。
这种形式虽然可靠 , 同样因为工艺结构
复杂 , 较少被采用。
相比之下 , 剪断销便以结构简单成为目前国内水轮机常用的导叶保护措施 , 灯泡贯流机组也延用了这种保护方式。
2。
导叶转轴均布在一 , 导叶轴线与水轮机轴线成一夹角 , 从而导叶传动连杆作空间运动。
剪断销即承受剪切力 , 又承受一定的扭力矩 , 疲劳断裂现象突出。
另外 , 由于灯泡贯流式机组本身设有防飞逸措施 , 一般不设防飞逸用的快速闸门 , 故当剪断销断裂后 , 待事故闸门在动水中落下所需时间相对较长 , 使导水叶在动水中复位相当困难 ; 如果剪断销破坏严重 , 需停机检修 , 一般需要几天时间 , 因停机而
造成的经济损失不可低估及剪断销无故断裂等 , 均体现出剪断销在电站运行中的
弊端。
据悉 , 湖南石面坦水电站采用剪断销作保护 , 自 1992年试运行至正常发电 , 每年因剪断销无故断裂而停机造成的经济损失达 20余万元 , 且因大面积剪断 , 以致停机困难 , 只能通过 2. 5M Pa 中压压缩空气刹车或落尾水闸 , 迫使停机。
分析
其原因 , 为连杆松动变长、疲劳断裂、导叶预紧力过大等因素造成。
因此在剪断销的设计 , 制造 , 安装调试方面尚需改进。
石面坦电站在剪断销剪断面的设计
上就曾作过 3次修改。
虽然仍有损坏 , 其损坏数量却大大少于修改前。
另外 , 安装时合理确定导叶接力器推拉杆压紧行程也应引起注意。
压紧行程超过规定值 , 会使剪断销额外承受了较大的应力而被剪断。
由于导叶被卡住导致剪断销断裂 , 该导叶处于失控状态 , 可能引发导叶回转撞击相邻导叶 , 致使剪断销大面积损坏 , 机组不能停机。
安装时增加筋板加固导叶挡块 , 也可— 1
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第 19卷湖南电力 1999年第 2期
起到弥补剪断销不足的作用。
3进口灯泡式机组导叶保护装置的应
用
我省 80年代初开始引进灯泡贯流式机组至目前 , 先后有马迹塘、南津渡、高滩、大源渡、近尾洲等电站建成或在建设中。
纵观引进机组导叶保护装置 , 几乎无一例采用剪断销保护。
具体使用类型如下 :马迹塘采用液压连杆与挠曲连杆交错配合 ; 南津渡采用弹簧安全连杆 , 高滩采用挠曲连杆 ; 大源渡与近尾洲均采用弹簧连杆与曲柄连杆交错配合 (带摩擦套。
马迹塘电站采用在 16片导叶中相间布置液压连杆和挠曲连杆 , 每对液压连杆和挠曲连杆相互配合 , 挠曲连杆轴线与作用力线之间有 4mm 偏离 , 当导叶间卡有异物时 , 挠曲连杆不仅可受压力 , 也可受弯矩作用。
每 4个液压连杆由一个充有油和氮气的贮能器 (油压为 6. 4M Pa 提供压力油。
正常运行时 , 液压连杆在油压作用下处于正常位置 , 动。
超过 30kN 时 , , 能器内 , , 其位置开关发出事故信号 ; 若液压连杆压缩行程不够 , 作用力超过 60kN , 挠曲连杆被压弯 , 这对挠曲连杆和液压连杆便处于新的稳定位置 , 除这一对被卡导叶不能关闭外 , 不会影响其余导叶继续关闭 , 体现出良好的运行性能。
南津渡电站采用的弹簧式安全连杆装置 , 有它的独到之处。
导叶间卡有异物时 , 作用在安全连杆上的力超过 14kN 时 , 连杆以中心支铰为轴弯曲 , 导叶及拐臂可不受过大的作用力 , 该导叶处于受控状态 , 相邻导叶也可正常关闭。
安全连杆动作时 , 该连杆上的位置开关发出事故信号 , 运行人员则打开导叶将异物冲走 , 安全连杆可在设于其上的张紧弹簧作用下 , 带动导叶自动恢复到正常位置。
装有这些保护装置的进口机组 , 运行情况良好。
带有限位块的挪威克瓦纳能源公司的导叶摩擦
装置也是对剪断销等破断元件的更新。
所谓导叶摩擦装置是一夹紧式装置 , 装在导叶轴上 , 导叶关闭过程中如有异物卡住 , 摩擦装置会产生位移并保护导叶不受损坏。
4结束语
我国五六十年代生产用于其它类型水轮机上的几种导叶保护装置 , 不乏安全可靠的型式 , 限于工艺复杂 , 便以剪断销取而代之。
在长期实践中 , 剪断销的弊端已为业内专家、技术人员达成共识 , 我国水轮机导叶保护装置的发展势头日趋向好 , 新的保护措施不断问世。
石面坦电站自制导叶安全连杆 , 在国产贯流机组导叶保护装置改进上迈出了可喜的一步。
这种被称之为“折叠连杆” 的装置 , 正常情况下并不折叠动作 , 也不会引起导叶立面间隙变化。
若导 , , 随 10mm 偏心所产 , 此时只要迅速打开导叶 , 冲走杂物 , 连杆便能恢复正常工作状态。
无论是国外或国内生产的导叶保护装置 , 重要的是使机组运行安全可靠 , 操作维护方便 , 这一点正是剪断销所不能及。
在今后灯泡贯流式机组的设计制造中 , 拟舍弃剪断销作为导叶保护的方式 , 研制和发展新型可靠的导叶保护装置。
灯泡贯流式机组导叶保护装置的选择与各制造厂的技术、制造能力、工艺水平及适合贯流式机组特征的相关因素有关。
如果能使液压连杆、弹簧连杆、导叶摩擦装置等国产化 , 其应用前景将不仅局限于国产贯流机组 , 也将为其它类型的机组导叶保护提供更为安全可靠的新措施。
我国众多其它类型机组及出口机组导叶保护的更换和生产也将为国产自制、性能先进的导叶保护装置提供一个广阔的市场。
(收稿日期 :1998212222
通辽总厂全部实现单元集控
1999年 1月 10日 17时起 , 通辽发电总厂 4台 200MW 发电机机组全部实现单元集控运行管理。
这个厂从 1996年起先后利用机组大小修之机 , 对机组进行了自动化改造 , 奠定了集控运行硬件基础。
从去年 6月份起 , 对发电运行人员进行了全面培训 , 在全员培训基础上 , 采
取“公开、公平、公正” 原则 , 对运行人员进行了理论考试、实作演练 , 最后产生了具备胜任全能值班的 40名正副单元长和 60名全能值班员。
通辽发电总厂实现单元集控运行管理 , 提高了机组的可靠性和安全性能 , 为该厂满发、稳发打下了坚实的基础。
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23— 1999年第 2期湖南电力第 19卷。