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黃金坪水電站調(diào)速器事故配壓閥拒動(dòng)分析及處理

文檔作者：麥先春文檔來(lái)源：四川大唐國(guó)際甘孜水電開(kāi)發(fā)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(jī)電技術(shù)V01．39 No．7
Mechanical＆Electrical Technique of Hydropower Station Jul．2016 61
黃金坪水電站調(diào)速器事故配壓閥拒動(dòng)分析及處理
麥先春
(四川大唐國(guó)際甘孜水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川康定626001)
摘要：黃金坪水電站在調(diào)試及試運(yùn)行期間調(diào)速器事故配壓閥出現(xiàn)嚴(yán)重的拒動(dòng)現(xiàn)象，機(jī)械過(guò)速保護(hù)動(dòng)作后無(wú)法可靠
關(guān)閉導(dǎo)水葉，存在機(jī)組飛逸事故風(fēng)險(xiǎn)。本文介紹了該事故配壓閥調(diào)試過(guò)程，拒動(dòng)原因，以及處理過(guò)程和結(jié)果。
關(guān)鍵詞：黃金坪水電站；調(diào)速器；事故配壓閥；拒動(dòng)；飛逸事故
中圖分類號(hào)：TV734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：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(zhèn)境內(nèi)，為大渡河干流規(guī)劃調(diào)整推薦二十二級(jí)方案的
第十一級(jí)電站，上游接長(zhǎng)河壩電站，下游接瀘定電站，
壩址距成都約340 km。電站總裝機(jī)容量850 MW，其
中左岸大廠房安裝有東方電氣集團(tuán)制造的4臺(tái)單機(jī)
為200 MW立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組。水輪發(fā)電機(jī)
型號(hào)為SF200—56／13200，其中調(diào)速器采用武漢能事
達(dá)MGC4000系列微機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)，事故配壓閥采用
西安江河電站技術(shù)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司SFD型事故
配壓分段關(guān)閉裝置。黃金坪水電站1號(hào)機(jī)組在調(diào)試
及試運(yùn)行期間，在機(jī)械過(guò)速飛擺動(dòng)作時(shí)，事故配壓閥
出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象，造成導(dǎo)水葉無(wú)法關(guān)閉，經(jīng)過(guò)對(duì)事故配
壓閥本體和液壓回路進(jìn)行分析處理，本體電磁閥進(jìn)
行換型，消除了該設(shè)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(guān)閉裝置是將事故配壓閥和
分段關(guān)閉閥集成于一體，用于水輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)速
器中，防止機(jī)組過(guò)速和水錘，為水輪發(fā)電機(jī)組的正常
運(yùn)行提供安全保護(hù)。
圖l所示，發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，管3通過(guò)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(guān)閉閥的分段關(guān)閉電磁閥5產(chǎn)生差
壓作用下位于上位，此時(shí)，P腔和0腔被切斷，調(diào)速
器主配壓閥的開(kāi)啟和關(guān)閉腔與接力器的開(kāi)啟腔和關(guān)
閉腔相通，即D腔與c腔通，B腔與A腔通，導(dǎo)葉受
調(diào)速器主配壓閥控制。當(dāng)調(diào)速器發(fā)生嚴(yán)重故障致使
機(jī)組轉(zhuǎn)速過(guò)高，調(diào)速器無(wú)法通過(guò)主配壓閥關(guān)閉導(dǎo)葉
時(shí)，管3前端的事故配電磁閥接受過(guò)速保護(hù)信號(hào)動(dòng)
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(dòng)，實(shí)現(xiàn)換向。此時(shí)，調(diào)速
器的主油路被切斷，P腔與A腔通，0腔與C腔通，
系統(tǒng)壓力油直接與接力器的關(guān)閉腔接通，開(kāi)啟腔接
回油，導(dǎo)葉直接受事故配壓閥控制并立即關(guān)閉，避免
機(jī)組發(fā)生飛逸事故。
圖1 SFD型事故酉B壓分段關(guān)閉裝置
3事故配壓閥拒動(dòng)現(xiàn)象
黃金坪水電站左岸大廠房1號(hào)機(jī)組在啟動(dòng)調(diào)試
期間，調(diào)速器事故配壓閥在模擬機(jī)械過(guò)速和機(jī)組過(guò)
速試驗(yàn)時(shí)，都存在拒動(dòng)現(xiàn)象，初步分析原因?yàn)槭鹿逝?
電磁閥可能卡阻。在更換了同型號(hào)的事故配電磁閥
后，事故配壓閥拒動(dòng)情況依然存在。手動(dòng)操作導(dǎo)葉至
收稿日期：2016—02—15
作者簡(jiǎn)介：麥先春(1982一)，男，技師，從事水輪發(fā)電機(jī)組的維護(hù)與
檢修工作。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
62 水電姑疵電裁求第39卷
指定開(kāi)度，然后通過(guò)模擬機(jī)械過(guò)速裝置動(dòng)作或事故
配電磁閥動(dòng)作，觀察事故配壓閥動(dòng)作情況，先后進(jìn)行
了6次模擬試驗(yàn)：
(1)第1、2次模擬試驗(yàn)(兩個(gè)閥聯(lián)合動(dòng)作工況)：
導(dǎo)葉開(kāi)度70％，手動(dòng)模擬機(jī)械過(guò)速保護(hù)裝置動(dòng)作，
一方面機(jī)械過(guò)速液壓閥通過(guò)液壓油路直接動(dòng)作事故
配壓閥，另一方面機(jī)組LCU接收到過(guò)速信號(hào)后會(huì)啟
動(dòng)緊急停機(jī)流程向事故配電磁閥發(fā)動(dòng)作令；發(fā)現(xiàn)事
故配壓閥先動(dòng)作了約5 mm后停止，經(jīng)過(guò)2．5s延時(shí)
繼續(xù)動(dòng)作，10 s后事故配壓閥動(dòng)作完成，整個(gè)動(dòng)作時(shí)
間緩慢，遠(yuǎn)超正常速度；
(2)第3次模擬試驗(yàn)(機(jī)械過(guò)速液壓閥單獨(dú)動(dòng)作
工況)：將事故配電磁閥接線撥出使其保持復(fù)歸狀
態(tài)，將導(dǎo)葉開(kāi)度開(kāi)至70％，直接手動(dòng)模擬機(jī)械過(guò)速
保護(hù)裝置動(dòng)作，機(jī)械過(guò)速液壓閥通過(guò)液壓油路直接
動(dòng)作事故配壓閥，事故配壓閥能夠正確動(dòng)作，導(dǎo)葉全
閉；
(3)第4次模擬試驗(yàn)(兩個(gè)閥聯(lián)合動(dòng)作工況)：導(dǎo)
葉開(kāi)度70％，事故配電磁閥接線恢復(fù)，手動(dòng)模擬機(jī)
械過(guò)速保護(hù)裝置動(dòng)作，事故配壓閥先動(dòng)作5 mm后
停止動(dòng)作，導(dǎo)葉未關(guān)閉；
(4)第5次模擬試驗(yàn)(事故配電磁閥單獨(dú)動(dòng)作工
況)：導(dǎo)葉開(kāi)度70％，在機(jī)組LCU直接操作事故停
機(jī)按鈕，事故配電磁閥單獨(dú)動(dòng)作，事故配壓閥正確動(dòng)
作，導(dǎo)葉全閉；
(5)第6次模擬試驗(yàn)(手動(dòng)模擬兩個(gè)閥聯(lián)合動(dòng)作
工況)：將導(dǎo)葉開(kāi)至70％，將事故配電磁閥接線撥
出，手動(dòng)模擬機(jī)械過(guò)速保護(hù)裝置動(dòng)作后，觀察事故配
壓閥開(kāi)始動(dòng)作后，再純手動(dòng)啟動(dòng)事故配電磁閥，此時(shí)
事故配壓閥的動(dòng)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(dòng)原因分析
4．1事故配電磁閥原理
事故配電磁閥現(xiàn)場(chǎng)型號(hào)為4WEHl6HD72，oF
6EG220N9ETK4，B10，該閥為“電液內(nèi)控先導(dǎo)控制兩
位四通換向閥”，分兩個(gè)閥體組成，上部為一級(jí)先導(dǎo)
閥，下部為主閥體。圖2為該型換向閥的內(nèi)部液壓原
理圖和剖面圖，采用內(nèi)部先導(dǎo)供油、內(nèi)部先導(dǎo)泄油形
式，一級(jí)先導(dǎo)閥的供油口和泄油口通過(guò)主閥體內(nèi)部
連接，所以X口和Y口沒(méi)有外部接口；整個(gè)閥體對(duì)
外只有4個(gè)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(dòng)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(dòng)作情況
(1)正常運(yùn)行工況：圖3所示，機(jī)械過(guò)速液壓閥
和事故配電磁閥都處于復(fù)歸狀態(tài)?？刂朴徒?jīng)機(jī)械過(guò)
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(shí)通控制油，2腔面積大于1腔，事故
配壓閥主閥芯往左側(cè)滑動(dòng)，事故配壓閥呈復(fù)歸狀態(tài)，
C腔與D腔相通，A腔與B腔相通，接力器受調(diào)速器
主配壓閥控制，機(jī)組可正常運(yùn)行；
圖3調(diào)速器液壓原理簡(jiǎn)圖
(2)機(jī)械過(guò)速單獨(dú)動(dòng)作工況：模擬機(jī)械過(guò)速裝置，
液壓閥動(dòng)作換向，事故配電磁閥復(fù)歸狀態(tài)?？刂朴驮?
機(jī)械過(guò)速液壓閥內(nèi)部經(jīng)盲孔堵死，1號(hào)至2號(hào)控制
油管的液壓油經(jīng)機(jī)械過(guò)速液壓閥泄至回油，事故配
壓主閥2腔無(wú)壓，事故配壓閥主閥芯往右側(cè)滑動(dòng)，事
故配壓閥呈動(dòng)作狀態(tài)，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(dǎo)葉快
速關(guān)閉；
(3)事故配電磁閥單獨(dú)動(dòng)作工況：液壓閥復(fù)歸狀
(下轉(zhuǎn)第67頁(yè))
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第7期劉峰，等：波波娜水電站水力機(jī)械輔助設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)67
========—===============；；=====#；===；=========一
機(jī)、2臺(tái)2CY一5／3．3一l型齒輪油泵。
2．9水力量測(cè)系統(tǒng)
水力量測(cè)系統(tǒng)分為全廠性測(cè)量和機(jī)組段測(cè)量。
電站水力測(cè)量系統(tǒng)的對(duì)象為機(jī)組運(yùn)行工況、水力參
數(shù)、機(jī)組穩(wěn)定性能等。
全廠性測(cè)量有水庫(kù)水溫測(cè)量、上游和下游水位
測(cè)量、電站毛水頭測(cè)量、攔污柵前后壓差測(cè)量。上游
水位和攔污柵壓差的投人式壓力傳感器設(shè)在發(fā)電洞
進(jìn)水口，下游水位的壓力傳感器設(shè)在尾水渠出口閘
墩處，全部信號(hào)均送人計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
機(jī)組段測(cè)量包括蝸殼流量、機(jī)組凈水頭、蝸殼進(jìn)
口壓力、尾水管進(jìn)口壓力及壓力脈動(dòng)、尾水管出口壓
力、轉(zhuǎn)輪與頂蓋壓力及壓力脈動(dòng)等的測(cè)量，均由壓力
傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)送人計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
3結(jié)束語(yǔ)
波波娜水電站已于2011年4月全部建成發(fā)電，
各輔助設(shè)備系統(tǒng)均運(yùn)行正常。電站水力機(jī)械輔助系
統(tǒng)設(shè)備先進(jìn)，選型合理，自動(dòng)化程度較高，達(dá)到了“無(wú)
人值班(少人值守)”的設(shè)計(jì)要求，為電站穩(wěn)定運(yùn)行提
供了可靠的保障。
參考文獻(xiàn)：
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(上接第62頁(yè))
態(tài)，事故配電磁閥動(dòng)作換向。1號(hào)控制油管內(nèi)控制油
在事故配電磁閥內(nèi)部經(jīng)盲孑L堵死，2號(hào)控制油管的
液壓油經(jīng)事故配電磁閥泄至回油，事故配壓主閥2
腔無(wú)壓，事故配壓閥主閥芯往右側(cè)滑動(dòng)，事故配壓閥
呈動(dòng)作狀態(tài)，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(dǎo)葉快速關(guān)閉；
(4)聯(lián)合動(dòng)作工況：模擬機(jī)械過(guò)速裝置動(dòng)作，液
壓閥動(dòng)作換向，控制油在機(jī)械過(guò)速液壓閥內(nèi)部經(jīng)盲
孔堵死，1號(hào)控制油管的液壓油經(jīng)機(jī)械過(guò)速液壓閥
泄至回油；同時(shí)機(jī)械過(guò)速信號(hào)送至機(jī)組LCU啟動(dòng)緊
急停機(jī)流程，發(fā)事故配壓閥啟動(dòng)令，事故配電磁閥得
電動(dòng)作換向，但此時(shí)由于1號(hào)控制油管油壓已泄，事
故配電磁閥一級(jí)先導(dǎo)閥P口無(wú)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(dǎo)致?lián)Q向失敗，
2號(hào)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(dòng)作，導(dǎo)水葉無(wú)法關(guān)閉或關(guān)閉緩慢。
5處理措施
此缺陷是由于事故配電磁閥設(shè)計(jì)不合理，在機(jī)
械過(guò)速保護(hù)動(dòng)作后，液壓閥和電磁閥動(dòng)作時(shí)間存在
固有時(shí)差，機(jī)械過(guò)速液壓閥先將控制油源泄至回油，
一級(jí)先導(dǎo)閥失去操作油源，閥芯不能到位導(dǎo)致的。經(jīng)
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(dǎo)供油、外部先導(dǎo)
泄油”換向閥，增加先導(dǎo)閥專用控制油管和回油管，
將一級(jí)先導(dǎo)閥操作油源獨(dú)立，避免機(jī)械過(guò)速液壓閥
動(dòng)作后先導(dǎo)閥控制油源消失；
(2)不改變?nèi)魏瓮獠坑吐?，將電磁閥換型為帶彈
簧偏置的兩位四通換向閥，一級(jí)先導(dǎo)閥操作油源消
失后，主閥芯仍能通過(guò)彈簧偏置滑動(dòng)，從而不依靠控
制油源使事故配壓閥可靠動(dòng)作。
考慮到調(diào)試工期和簡(jiǎn)化液壓油路實(shí)際因數(shù)，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(jīng)4種工況下驗(yàn)證，事故配壓閥均能可靠動(dòng)
作。
6結(jié)束語(yǔ)
作為機(jī)組事故狀態(tài)下最后一道防線，事故配壓
閥拒動(dòng)將直接導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生飛逸事故，甚至?xí)斐?
水淹廠房事件，在機(jī)組保護(hù)方面發(fā)揮著極其重要的
作用!黃金坪水電站調(diào)速器事故配壓閥經(jīng)過(guò)消缺處
理，消除了該閥拒動(dòng)這一重大隱患，取得了良好效
果。希望本文對(duì)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(xiàn)：
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