基本介紹
- 中文名：分段關閉
- 外文名：Segmented closed
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 套用：水輪機
- 範圍：電力系統
簡介,主配壓閥,結構原理介紹,功能介紹,套用,
簡介
分段關閉裝置是確保擁有長引水管道的水輪發電機組在快速關機的過程下，引水系統的水壓力不能超出設定值，另一方面它要保證水輪發電機組的轉速不致過高。其具體的實現方式為：當水輪發電機組開始快速關機時，控制水輪機過水流量的導葉開度會從實際開度至全關位置，利用分段關閉裝置控制導葉接力器的出口流量，則可以設定導葉的關閉速度，通常使導葉從100%開度至拐點（如30%開度）這段行程的關閉速率較快，以保證水輪發電機組的轉速能快速下降，從拐點至全關位置的關閉速率較緩慢，以保證引水管道的水壓力不超過設定值。
主配壓閥
主配壓閥主要由閥套和閥芯構成，其中閥套上設有油口。閥芯將油口完全封閉，液壓系統間油路截止，接力器和導水機構保持不動；閥芯由中位向下移動時，壓力油進入深色區域，接力器關閉，導水機構開度減小；閥芯由中位向上移動時，壓力油進入淺色區域，接力器開啟，導水機構開度增大。故可通過閥芯的移動來控制油口的開口面積，以控制接力器的開啟或關閉及運動速度。
通常會在主配壓閥開腔與接力器間設定分段關閉裝置，分段關閉裝置串接於主配壓閥與接力器間。快速關機時，分段關閉裝置退出，主配壓閥置於最快關機態，導葉開度從全開位置至拐點段，僅依靠主配壓閥控制接力器快速關閉；緩慢關機時，再將分段關閉裝置投入，在系統中形成節流，控制接力器緩慢關閉。
水電站調速器主配壓閥與分段關閉裝置採用兩個獨立部件，該方案具有以下缺點：成本的增加，現有的分段關閉裝置採用獨立裝置，造成加工與安裝成本的增加；現場所需安裝空間大，布置困難；在分段關閉裝置油口存在一定的壓力降，造成系統中壓力損失。故行業內急需一種具有分段關閉功能的主配壓閥，以方便安裝、降低系統壓降。
結構原理介紹
具有分段關閉功能的液壓控制型主配壓閥結構，主閥芯上部為恆壓腔活塞、下部為控制腔活塞，控制腔活塞面積大於恆壓腔活塞面積。恆壓腔活塞與主閥芯採用機械結構固定在一起，控制腔活塞與主閥芯獨立。恆壓腔常通系統壓力油，通過外部液壓控制單元改變控制腔的壓力來控制主閥芯的動作。在閥套上設有油口，通過主閥芯的動作來實現油口開口大小的調節，以實現對接力器開啟、關閉調節及速度控制。主閥芯中間位置向上對應於接力器開啟狀態、向下對應於接力器關閉狀態。主閥芯偏離中間位置距離越多，油口經過的液壓油流量越大，接力器運動速度越快。
開機時間調節螺母、關機時間調節螺母位於上端蓋上部並分布於定位塊兩側。通過分別調節開機時間調節螺母、關機時間調節螺母與定位塊間的間距來調節主閥芯的極限位置以實現最快開機和關機速度的限制。
分段座固定於上端蓋上端部，其上部為分段撞塊，下部為分段油缸。分段撞塊通過螺紋固定於恆壓腔活塞上部並鎖緊。分段油缸面積大於恆壓腔面積。當主配壓閥正常動作時，分段油口經過外部液壓控制單元接回油，當分段關閉功能投入時，分段油缸可在壓力油的作用下向上動作，其極限位置由分段調節桿預先設定。
功能介紹
本主配壓閥具有常規主配壓閥的自動運行、緊急停機功能，並增加分段關閉功能。自動運行功能具體為，分段油口接回油，外部液壓控制單元控制控制腔口的壓力來實現主閥芯的動作以實現主配壓閥的自動運行。緊急停機功能具體為，分段油口接回油，控制腔口接回油，主閥芯在恆壓腔口的壓力作用下向下動作，接力器關機。
分段關閉功能具體為，分段關閉第一段為快速關機，分段油口接回油，主閥芯受控制腔口的壓力控制向下動作，關機時間調節螺母抵於定位塊，實現快速關機；當到達分段拐點時，分段油口接系統壓力油同時控制腔口接回油，分段油缸向上運動，推動分段撞塊帶著主閥芯向上動作，當分段油缸移動到由分段調節桿所限極限位置時保持穩定，分段撞塊也保持穩定，以實現接力器緩慢關機。
套用
採用該種結構的主配壓閥在大唐觀音岩水電站（5×600MW）、大唐百龍灘水力發電廠（6×32MW）成功套用。在動態試驗開始的第21.264s時，接力器由100%開始快速關閉；至24.463s時，開度至分段關閉拐點21%，分段關閉功能投入，接力器緩慢關機。
