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黃金坪水電站調速器事故配壓閥拒動分析及處理

文檔作者：麥先春文檔來源：四川大唐國際甘孜水電開發有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年08月31日
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第39卷第7期
2016年07月
水電站機電技術V01．39 No．7
Mechanical＆Electrical Technique of Hydropower Station Jul．2016 61
黃金坪水電站調速器事故配壓閥拒動分析及處理
麥先春
(四川大唐國際甘孜水電開發有限公司，四川康定626001)
摘要：黃金坪水電站在調試及試運行期間調速器事故配壓閥出現嚴重的拒動現象，機械過速保護動作后無法可靠
關閉導水葉，存在機組飛逸事故風險。本文介紹了該事故配壓閥調試過程，拒動原因，以及處理過程和結果。
關鍵詞：黃金坪水電站；調速器；事故配壓閥；拒動；飛逸事故
中圖分類號：TV734 文獻標識碼：B 文章編號：1672—5387(2016)07—0061—03
DOI：10．135990．cnki．1 1-5130．2016．07．020
1概述
黃金坪水電站位于甘孜藏族自治州康定縣姑咱
鎮境內，為大渡河干流規劃調整推薦二十二級方案的
第十一級電站，上游接長河壩電站，下游接瀘定電站，
壩址距成都約340 km。電站總裝機容量850 MW，其
中左岸大廠房安裝有東方電氣集團制造的4臺單機
為200 MW立軸混流式水輪發電機組。水輪發電機
型號為SF200—56／13200，其中調速器采用武漢能事
達MGC4000系列微機調速器系統，事故配壓閥采用
西安江河電站技術開發有限責任公司SFD型事故
配壓分段關閉裝置。黃金坪水電站1號機組在調試
及試運行期間，在機械過速飛擺動作時，事故配壓閥
出現拒動現象，造成導水葉無法關閉，經過對事故配
壓閥本體和液壓回路進行分析處理，本體電磁閥進
行換型，消除了該設備缺陷，取得了良好效果。
2事故配壓閥原理
SFD事故配壓分段關閉裝置是將事故配壓閥和
分段關閉閥集成于一體，用于水輪發電機組的調速
器中，防止機組過速和水錘，為水輪發電機組的正常
運行提供安全保護。
圖l所示，發電機組正常運行時，管3通過事故
配電磁閥接壓油管，閥芯2在差壓作用下處于上位；
閥芯4也在兩段關閉閥的分段關閉電磁閥5產生差
壓作用下位于上位，此時，P腔和0腔被切斷，調速
器主配壓閥的開啟和關閉腔與接力器的開啟腔和關
閉腔相通，即D腔與c腔通，B腔與A腔通，導葉受
調速器主配壓閥控制。當調速器發生嚴重故障致使
機組轉速過高，調速器無法通過主配壓閥關閉導葉
時，管3前端的事故配電磁閥接受過速保護信號動
作，電磁閥換向，將壓力油切斷，管3接回油，SFD閥
芯2在差壓作用下向下移動，實現換向。此時，調速
器的主油路被切斷，P腔與A腔通，0腔與C腔通，
系統壓力油直接與接力器的關閉腔接通，開啟腔接
回油，導葉直接受事故配壓閥控制并立即關閉，避免
機組發生飛逸事故。
圖1 SFD型事故酉B壓分段關閉裝置
3事故配壓閥拒動現象
黃金坪水電站左岸大廠房1號機組在啟動調試
期間，調速器事故配壓閥在模擬機械過速和機組過
速試驗時，都存在拒動現象，初步分析原因為事故配
電磁閥可能卡阻。在更換了同型號的事故配電磁閥
后，事故配壓閥拒動情況依然存在。手動操作導葉至
收稿日期：2016—02—15
作者簡介：麥先春(1982一)，男，技師，從事水輪發電機組的維護與
檢修工作。
萬方數據
62 水電姑疵電裁求第39卷
指定開度，然后通過模擬機械過速裝置動作或事故
配電磁閥動作，觀察事故配壓閥動作情況，先后進行
了6次模擬試驗：
(1)第1、2次模擬試驗(兩個閥聯合動作工況)：
導葉開度70％，手動模擬機械過速保護裝置動作，
一方面機械過速液壓閥通過液壓油路直接動作事故
配壓閥，另一方面機組LCU接收到過速信號后會啟
動緊急停機流程向事故配電磁閥發動作令；發現事
故配壓閥先動作了約5 mm后停止，經過2．5s延時
繼續動作，10 s后事故配壓閥動作完成，整個動作時
間緩慢，遠超正常速度；
(2)第3次模擬試驗(機械過速液壓閥單獨動作
工況)：將事故配電磁閥接線撥出使其保持復歸狀
態，將導葉開度開至70％，直接手動模擬機械過速
保護裝置動作，機械過速液壓閥通過液壓油路直接
動作事故配壓閥，事故配壓閥能夠正確動作，導葉全
閉；
(3)第4次模擬試驗(兩個閥聯合動作工況)：導
葉開度70％，事故配電磁閥接線恢復，手動模擬機
械過速保護裝置動作，事故配壓閥先動作5 mm后
停止動作，導葉未關閉；
(4)第5次模擬試驗(事故配電磁閥單獨動作工
況)：導葉開度70％，在機組LCU直接操作事故停
機按鈕，事故配電磁閥單獨動作，事故配壓閥正確動
作，導葉全閉；
(5)第6次模擬試驗(手動模擬兩個閥聯合動作
工況)：將導葉開至70％，將事故配電磁閥接線撥
出，手動模擬機械過速保護裝置動作后，觀察事故配
壓閥開始動作后，再純手動啟動事故配電磁閥，此時
事故配壓閥的動作約10 toni后停止，故障依舊，并
由此排除電氣回路原因。
4拒動原因分析
4．1事故配電磁閥原理
事故配電磁閥現場型號為4WEHl6HD72，oF
6EG220N9ETK4，B10，該閥為“電液內控先導控制兩
位四通換向閥”，分兩個閥體組成，上部為一級先導
閥，下部為主閥體。圖2為該型換向閥的內部液壓原
理圖和剖面圖，采用內部先導供油、內部先導泄油形
式，一級先導閥的供油口和泄油口通過主閥體內部
連接，所以X口和Y口沒有外部接口；整個閥體對
外只有4個油口(T、P、A、B)，其中T口必須接泄油
管路，P口必須接控制油管路才能保證換向閥正常
動作。
圖2事故配電磁閥液壓原理和剖面圖
4．2 4種工況下事故配壓閥動作情況
(1)正常運行工況：圖3所示，機械過速液壓閥
和事故配電磁閥都處于復歸狀態。控制油經機械過
速液壓閥、事故配電磁閥至事故配壓主閥2腔，由于
2腔與1腔同時通控制油，2腔面積大于1腔，事故
配壓閥主閥芯往左側滑動，事故配壓閥呈復歸狀態，
C腔與D腔相通，A腔與B腔相通，接力器受調速器
主配壓閥控制，機組可正常運行；
圖3調速器液壓原理簡圖
(2)機械過速單獨動作工況：模擬機械過速裝置，
液壓閥動作換向，事故配電磁閥復歸狀態。控制油在
機械過速液壓閥內部經盲孔堵死，1號至2號控制
油管的液壓油經機械過速液壓閥泄至回油，事故配
壓主閥2腔無壓，事故配壓閥主閥芯往右側滑動，事
故配壓閥呈動作狀態，c腔與回油O相通，A腔與壓
力油P相通，接力器直接受事故配壓閥控制，導葉快
速關閉；
(3)事故配電磁閥單獨動作工況：液壓閥復歸狀
(下轉第67頁)
萬方數據
第7期劉峰，等：波波娜水電站水力機械輔助設備系統的設計67
========—===============；；=====#；===；=========一
機、2臺2CY一5／3．3一l型齒輪油泵。
2．9水力量測系統
水力量測系統分為全廠性測量和機組段測量。
電站水力測量系統的對象為機組運行工況、水力參
數、機組穩定性能等。
全廠性測量有水庫水溫測量、上游和下游水位
測量、電站毛水頭測量、攔污柵前后壓差測量。上游
水位和攔污柵壓差的投人式壓力傳感器設在發電洞
進水口，下游水位的壓力傳感器設在尾水渠出口閘
墩處，全部信號均送人計算機監控系統。
機組段測量包括蝸殼流量、機組凈水頭、蝸殼進
口壓力、尾水管進口壓力及壓力脈動、尾水管出口壓
力、轉輪與頂蓋壓力及壓力脈動等的測量，均由壓力
傳感器進行監測送人計算機監控系統。
3結束語
波波娜水電站已于2011年4月全部建成發電，
各輔助設備系統均運行正常。電站水力機械輔助系
統設備先進，選型合理，自動化程度較高，達到了“無
人值班(少人值守)”的設計要求，為電站穩定運行提
供了可靠的保障。
參考文獻：
【1】尹述鴻．大朝山水電站水力機械輔助設備布置和安裝U】．水
電站機電技術，2005(4)：96—97．
～●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?-●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?-●?·●?·●??O-·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●”o·0?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●?·●“
(上接第62頁)
態，事故配電磁閥動作換向。1號控制油管內控制油
在事故配電磁閥內部經盲孑L堵死，2號控制油管的
液壓油經事故配電磁閥泄至回油，事故配壓主閥2
腔無壓，事故配壓閥主閥芯往右側滑動，事故配壓閥
呈動作狀態，C腔與回油0相通，A腔與壓力油P相
通，接力器直接受事故配壓閥控制，導葉快速關閉；
(4)聯合動作工況：模擬機械過速裝置動作，液
壓閥動作換向，控制油在機械過速液壓閥內部經盲
孔堵死，1號控制油管的液壓油經機械過速液壓閥
泄至回油；同時機械過速信號送至機組LCU啟動緊
急停機流程，發事故配壓閥啟動令，事故配電磁閥得
電動作換向，但此時由于1號控制油管油壓已泄，事
故配電磁閥一級先導閥P口無控制油或控制油壓低
而失去操作油源，閥芯不能可靠到位導致換向失敗，
2號控制油管油壓被封死或泄壓緩慢，事故配壓主
閥不能正常動作，導水葉無法關閉或關閉緩慢。
5處理措施
此缺陷是由于事故配電磁閥設計不合理，在機
械過速保護動作后，液壓閥和電磁閥動作時間存在
固有時差，機械過速液壓閥先將控制油源泄至回油，
一級先導閥失去操作油源，閥芯不能到位導致的。經
分析，在不改變主要油路情況下，有以下2種解決措
施：
(1)將電磁閥換型為“外部先導供油、外部先導
泄油”換向閥，增加先導閥專用控制油管和回油管，
將一級先導閥操作油源獨立，避免機械過速液壓閥
動作后先導閥控制油源消失；
(2)不改變任何外部油路，將電磁閥換型為帶彈
簧偏置的兩位四通換向閥，一級先導閥操作油源消
失后，主閥芯仍能通過彈簧偏置滑動，從而不依靠控
制油源使事故配壓閥可靠動作。
考慮到調試工期和簡化液壓油路實際因數，最
終采用了將電磁閥換型為帶彈簧偏置的換向閥的處
理方法，經4種工況下驗證，事故配壓閥均能可靠動
作。
6結束語
作為機組事故狀態下最后一道防線，事故配壓
閥拒動將直接導致機組發生飛逸事故，甚至會造成
水淹廠房事件，在機組保護方面發揮著極其重要的
作用!黃金坪水電站調速器事故配壓閥經過消缺處
理，消除了該閥拒動這一重大隱患，取得了良好效
果。希望本文對其他水電站同型事故配壓閥或類似
液壓回路的缺陷處理有一定的參考和借鑒意義。
參考文獻：
【1】西安江河電站技術開發有限責任公司．SFD型事故配壓分段
關閉裝置說明書【Z】．
【2】博世力士樂液壓(中國)有限公司．4WEH換向閥說明書【z】．
【3】蔡燕生，王劍鋒，孟憲影．現代水輪機調速器及其調整與試
驗【M】．北京：中國電力出版社，2012．
【4】張利平．液壓傳動系統設計與使用【M】．北京：化學r e_出版
社．2010．
【5】東北電網有限公司．水輪機調速器檢修【M】．北京：中國電力
出版社，2013．

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