一种带启停保护功能的水轮机调速器的制作方法

本实用新型涉及水电站水轮机调速技术领域，具体地说涉及一种带启停保护功能的水轮机调速器。

背景技术：

电力是工业生产和日常生活应用的重要能源之一，随着不可再生资源的日益减少，水力发电的优越性日益显示。水轮机调速器作为水电厂的重要设备，对水电站的正常运行起到关键作用，与水电站能否正常发电的工作密不可分，一旦调速器出现故障或人为的出现误操作致使机组运行异常，将直接关系到水轮机组乃至电力系统的安全稳定运行。调速器系统安全可靠性显现的日益重要。

中国授权公告号cn205936957u公开了一种基于双电磁阀与联动阀的水轮机调速器急停机装置，包括第一电磁阀、第二电磁阀、联动阀和主配压阀，所述第一电磁阀、第二电磁阀串联连接形成双线圈控制支路，所述联动阀为带有大面积端r和小面积端j的液动阀，所述联动阀的大面积端r通过双控制支路和液压源相连，所述联动阀的小面积端j和液压源的主压力油管相连，所述主配压阀串联布置于液压源和水轮机调速器的导叶的接力器之间，所述联动阀串接布置于主配压阀的控制回路上。该专利能够避免单个电磁阀本体故障引起调速器误动作紧急停机、提高紧急停机装置的可靠性，具有结构简单、安全可靠性高的优点。

但是该专利仅在紧急停机方面做了防故障误动作停机的保护，但未考虑意外动作开机保护装置和正常停机配置需要，虽然提高紧急停机装置的可靠性但由此产生机组意外停机控制回路繁琐。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种带启停保护功能的水轮机调速器。本实用新型具有具备一键启、停机功能，启、停机电磁阀带电一次动作后，机组即可完成启、停动作，系统具有启、停机自保持功能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种带启停保护功能的水轮机调速器，其特征在于：包括供油装置、控制阀组、主配压阀、事故阀组、紧急截止装置、过速装置、蓄能装置和接力器，所述供油装置通过管线分别与蓄能装置、紧急截止装置、事故阀组相连，所述紧急截止装置通过管线分别与主配压阀、控制阀组相连，紧急截止装置与控制阀组相连的管线间设有过滤器，所述控制阀组通过管线分别与过速装置、主配压阀、事故阀组相连，所述事故阀组通过管线分别与主配压阀、过速装置、控制阀组、接力器相连。

所述控制阀组包括启动电磁阀、正常停机电磁阀、紧急停机电磁阀、梭阀、比例阀、启停液控换向阀，所述启动电磁阀与启停液控换向阀一端控制腔相连，所述启停液控换向阀的另一端的控制腔与梭阀的输出端连接，所述梭阀分别与正常停机电磁阀、紧急停机电磁阀连接，所述启停液控换向阀输出两路控制油路与主配压阀的p3控制腔、p1控制腔相连，所述主配压阀的p2控制腔与比例阀输出端连接。

所述启动电磁阀为两位三通电磁阀。

所述启停液控换向阀为二位四通换向阀。

所述主配压阀为三位四通伺服换向阀，所述主配压阀设置有阀芯位置传感器三。

所述紧急截止装置包括先导控制电磁阀一和插装阀，所述先导控制电磁阀一与插装阀连接，所述插装阀分别与过滤器和主配压阀连接。

所述插装阀内设置有位置传感器一。

所述事故阀组包括先导控制电磁阀二和液动换向阀，所述先导控制电磁阀二分别与过速装置、液动换向阀连接，所述液动换向阀分别与控制阀组、主配压阀、接力器连接。

所述液动换向阀内设置有阀芯位置传感器二。

所述过速装置包括过速液压换向阀、测速齿盘、过速飞摆和测速探头，所述过速飞摆设置在测速齿盘上，所述过速飞摆在机组过速时产生离心力作用于过速液压换向阀，所述液压换向阀分别与控制阀组、事故阀组连接。

所述供油装置包括回油箱、油泵电机、插装阀组，所述回油箱连接油泵电机，所述油泵电机连接插装阀组，所述插装阀组向所述蓄能装置、紧急截止装置和事故阀组供油。

所述油泵电机设有2台。

所述蓄能装置设有压力开关、压力表、自动补气装置、安全阀、磁翻板液位计。

所述供油装置与蓄能装置相连的管线间设有阀门。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型系统具备一键启、停机功能，启、停机电磁阀带电一次动作后，机组即可完成启、停动作，系统具有启、停机自保持功能。停机状态下除启动启动电磁阀动作外，其他任何控制操作都无法启动机组，进一步的增强了系统可靠性，保护了机组的安全。

二、本实用新型中具有带电的先导控制电磁阀一的紧急截止装置，停机后可通过先导控制电磁阀一控制紧急截止装置切断系统与压力油源的油路，防止停机后误操作导致机组异常开机运行。

三、本实用新型中设置的阀芯位置传感器一、阀芯位置传感器二和阀芯位置传感器三，能过通过阀芯传感器知道阀芯的位置，来确保机组关机。

四、本实用新型中，通过齿盘测速装置、比例阀和主配压阀的作用，能够对机组速度进行调节及完成机组正常开关机控制。

五、本实用新型中，通过过速装置和事故阀组的作用，能够保证在机组超速时，进行事故停机操作。

附图说明

图1为本实用新型的控制原理结构示意图；

图2为本实用新型供油装置的连接关系结构示意图；

图3为本实用新型蓄能装置的连接关系结构示意图；

图4为本实用新型过速装置的连接关系结构示意图；

图5为本实用新型控制阀组的连接关系结构示意图；

图6为本实用新型主配压阀的结构示意图；

图7为本实用新型事故阀组的连接关系结构示意图；

图8为本实用新型过滤器结构示意图；

图9为本实用新型紧急截止装置的连接关系结构示意图；

图中标号为：1、回油箱，2、油泵电机，3、插装阀组，4、蓄能装置，5、过速装置，6、紧急停机电磁阀，7、梭阀，8、正常停机电磁阀，9、启动电磁阀，10、比例阀，11、启停液控换向阀，12、主配压阀，13、事故阀组，14、过滤器，15、紧急截止装置，16、接力器，4.1、压力开关，4.2，压力表，4.3、自动补气装置，4.4、安全阀，4.5、磁翻板液位计，5.1、过速液压换向阀，5.2、测速齿盘，5.3、过速飞摆，5.4、测速探头，13.1、先导控制电磁阀二，13.2、液动换向阀，15.1、先导控制电磁阀一，15.2、插装阀。

具体实施方式

实施例1

一种带启停保护功能的水轮机调速器，包括供油装置、控制阀组、主配压阀12、事故阀组13、紧急截止装置15、过速装置5、蓄能装置4和接力器16，所述供油装置通过管线分别与蓄能装置4、紧急截止装置15、事故阀组13相连，所述紧急截止装置15通过管线分别与主配压阀12、控制阀组相连，紧急截止装置15与控制阀组相连的管线间设有过滤器14，所述控制阀组通过管线分别与过速装置5、主配压阀12、事故阀组13相连，所述事故阀组13通过管线分别与主配压阀12、过速装置5、控制阀组、接力器16相连。

所述控制阀组包括启动电磁阀9、正常停机电磁阀8、紧急停机电磁阀6、梭阀7、比例阀10、启停液控换向阀11，所述启动电磁阀9与启停液控换向阀11一端控制腔相连，所述启停液控换向阀11的另一端的控制腔与梭阀7的输出端连接，所述梭阀7分别与正常停机电磁阀8、紧急停机电磁阀6连接，所述启停液控换向阀11输出两路控制油路与主配压阀12的p3控制腔、p1控制腔相连，所述主配压阀12的p2控制腔与比例阀10输出端连接。

所述启动电磁阀9为两位三通电磁阀。

所述启停液控换向阀11为二位四通换向阀。

所述主配压阀12为三位四通伺服换向阀。所述主配压阀12设置有阀芯位置传感器三。

所述紧急截止装置15包括先导控制电磁阀一15.1和插装阀15.2，所述先导控制电磁阀一15.1与插装阀15.2连接，所述插装阀15.2分别与过滤器14和主配压阀12连接。

所述插装阀15.2内设置有位置传感器一。

所述事故阀组13包括先导控制电磁阀二13.1和液动换向阀13.2，所述先导控制电磁阀二13.1分别与过速装置5、液动换向阀13.2连接，所述液动换向阀13.2分别与控制阀组、主配压阀12、接力器16连接。

所述液动换向阀13.2内设置有阀芯位置传感器二。

所述过速装置5包括过速液压换向阀5.1、测速齿盘5.2、过速飞摆5.3和测速探头5.4，所述过速飞摆5.3设置在测速齿盘5.2上，所述过速飞摆5.3在机组过速时产生离心力作用于过速液压换向阀5.1，所述液压换向阀分别与控制阀组、事故阀组13连接。

所述供油装置包括回油箱1、油泵电机2、插装阀组3，所述回油箱1连接油泵电机2，所述油泵电机2连接插装阀组3，所述插装阀组3向所述蓄能装置4、紧急截止装置15和事故阀组13供油。

所述油泵电机2设有2台。

所述蓄能装置4设有压力开关4.1、压力表4.2、自动补气装置4.3、安全阀4.4、磁翻板液位计4.5。

所述供油装置与蓄能装置4相连的管线间设有阀门。

实施例2

一种带启停保护功能的水轮机调速器，包括供油装置、控制阀组、主配压阀12、事故阀组13、紧急截止装置15、过速装置5、蓄能装置4和接力器16，所述供油装置通过管线分别与蓄能装置4、紧急截止装置15、事故阀组13相连，所述紧急截止装置15通过管线分别与主配压阀12、控制阀组相连，紧急截止装置15与控制阀组相连的管线间设有过滤器14，所述控制阀组通过管线分别与过速装置5、主配压阀12、事故阀组13相连，所述事故阀组13通过管线分别与主配压阀12、过速装置5、控制阀组、接力器16相连。所述过滤器14采用型号为hh8674型双联滤油器，具备在线切换和堵塞报警功能。

所述控制阀组包括启动电磁阀9、正常停机电磁阀8、紧急停机电磁阀6、梭阀7、比例阀10、启停液控换向阀11，所述启动电磁阀9与启停液控换向阀11一端控制腔相连，所述启停液控换向阀11的另一端的控制腔与梭阀7的输出端连接，所述梭阀7分别与正常停机电磁阀8、紧急停机电磁阀6连接，所述启停液控换向阀11输出两路控制油路与主配压阀12的p3控制腔、p1控制腔相连，所述主配压阀12的p2控制腔与比例阀10输出端连接。

所述机组启动部分采用一个启动电磁阀9，机组开机前必须先执行启动电磁阀9动作命令，机组正常运行期间和停机期间启动电磁阀9不带电。

所述电液部分采用比例阀10，比例阀10输出控制油直接与主配压阀12一路控制腔p2相连，用于操作主配压阀12的阀芯运动方向。

所述启动电磁阀9为两位三通电磁阀。

所述启停液控换向阀11为二位四通换向阀。

如图6所示，所述主配压阀12是一只立式超大型三位四通伺服换向阀，阀芯位置由上端控制阀组工作状态控制，主配压阀12设有不动接点开关和阀芯位置传感器用于反馈主配压阀12阀芯位置状态。所述启动电磁阀9电磁铁通电动作后，启停液控换向阀11左工位接通并自保持，启动电磁阀9掉电自复位，机组完成启动过程处于待开机状态。主配压阀12的p3控制腔即保持恒压，主配压阀12的p1控制腔通回油。p2控制腔压力作用面积大于p1控制腔的面积，可通过所述比例阀10进行p2控制腔油压控制，利用p1控制腔和p2控制腔压力差来调整主配压阀12芯位置，达到机组的开机正常运行控制。所述正常停机电磁阀8或紧急停机电磁阀6动作后，使启停液控换向阀11切换至右工位，主配压阀12的p3控制腔卸压，主配压阀12的p1控制腔通压力油，主配压阀12阀芯向下运动完成停机操作。

所述事故阀组13包括先导控制电磁阀二13.1和液动换向阀13.2，所述先导控制电磁阀二13.1分别与过速液压换向阀5.1、液动换向阀13.2连接，所述液动换向阀13.2分别与控制阀组、主配压阀12、接力器16连接。

所述液动换向阀13.2内设置有阀芯位置传感器二。

所述过速装置5包括过速液压换向阀5.1、测速齿盘5.2、过速飞摆5.3和测速探头5.4。所述过速飞摆5.3固定设置在测速齿盘5.2上，所述测速探头5.4探测齿盘转速产生转速信号用于系统调节。当过速飞摆5.3在机组过速时产生离心力作用于过速液压换向阀5.1，过速液压换向阀5.1切换控制油路使事故阀组13动作使机组过速时完成停机动作，先导控制电磁阀二13.1压力油来源于通过管线相连的过速装置5的过速液压换向阀5.1，机组过速时,机械力作用于过速液压换向阀5.1，过速液压换向阀5.1右工位接通，使事故阀组13的液动换向阀13.2右端控制腔压力油卸荷，液动换向阀13.2切换至左工位，压力油直接通过事故阀组13进入接力器16关闭腔，即可完成关机动作；所述先导控制电磁阀二13.1也可接受电气指令直接动作完成事故阀组13工位切换，使机组停机。测速探头5.4检测到测速齿盘5.2的齿数，但是过速飞摆5.3产生的离心力还没有达到能够作用到过速液压换向阀5.1上时，测速探头5.4将测量到测速齿盘5.2的齿数，转换成信号反馈给luc系统，luc系统判断转动快慢进而控制比例阀10进行调速操作。比例阀10控制主配压阀12动作来调节机组的速度。

所述停机控制部分设置正常停机电磁阀8和紧急停机电磁阀6，所述正常停机电磁阀8和紧急停机电磁阀6相互独立。正常停机电磁阀8（接受正常停机命令执行机组停机操作，紧急停机电磁阀6事故状态下接受紧急停机命令或控制回路掉电情况下进行动作，紧急停机电磁阀6和正常停机电磁阀8输出油路均可通过梭阀7使启停液控换向阀11进行动作，梭阀7作为一种选择阀，可以根据紧急停机电磁阀6和正常停机电磁阀8的状态在压力油作用下自动接通油路，避免与两个停机电磁阀构成小液压回路使停机操作失效。

所述紧急截止装置15输出端连接主配压阀12和过滤器14，经过过滤器14过滤的油供给事故阀组13、过速装置5、控制阀组作调速系统控制用。

所述紧急截止装置15设置在供油装置与主配压阀12之间，进一步，紧急截止装置15设置在过滤器14之前。所述紧急截止装置15包含先导控制电磁阀一15.1和插装阀15.2，所述先导控制电磁阀一15.1与插装阀15.2连接，所述插装阀15.2分别与过滤器14和主配压阀12连接。机组正常运行时，先导控制电磁阀一15.1控制插装阀15.2向上开启。机组在意外、过速或正常情况下停机后，先导控制电磁阀一15.1控制插装阀15.2阀芯向下动作，切断控制阀组和主配压阀12的压力油源，防止停机后误动作导致机组异常开机运行。机组开机前，所述紧急截止装置15关闭，通过先导控制电磁阀一15.1控制插装阀15.2向上开启。

所述插装阀15.2内设置有位置传感器一。

所述供油装置包括回油箱1、油泵电机2、插装阀组3，所述回油箱1连接油泵电机2，所述油泵电机2连接插装阀组3，所述插装阀组3向所述蓄能装置4、紧急截止装置15和事故阀组13供油。

进一步，为保证工作的可靠性，所述油泵电机22数量为2台，一台设为工作油泵，另一个设为备用油泵，两台油泵应作定期工作切换。对应的插装阀15.2也设置两个。

所述蓄能装置4连接有用于压力调整的压力开关4.1、自动补气装置4.3、安全阀4.4。进一步，为了测量蓄能装置4的液位，所述蓄能装置4还连接有磁翻板液位计4.5，所述磁翻板液位计4.5上设有位置开关。进一步，所述蓄能装置4还连接有用于压力显示的压力表4.2。

所述供油装置与蓄能装置4相连的管线间设有阀门。

本发明系统具备一键启、停机功能，启、停机电磁阀带电一次动作后，机组即可完成启、停动作，系统具有启、停机自保持功能。停机状态下除启动启动电磁阀9动作外，其他任何控制操作都无法启动机组，进一步的增强了系统可靠性，保护了机组的安全。本系统采用紧急截止装置15控制系统的压力油源，在机组停机完成后通过控制紧急截止装置15电磁阀关闭紧急截止装置15，可切断控制系统的压力油源，使机组能够稳定的保持在关机状态，调速系统误操作也不会导致机组异常启机，保障设备的可靠性。

以上所述，仅是本发明的最佳实施方案，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳的实施例揭露如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用以上揭露的技术内容做少许改动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单的修改、等同变化与修饰，均仍属与本发明技术方案的保护范围。