一种转浆式水轮机双重调节电气协联的方法

摘要

本发明涉及一种转浆式水轮机双重调节电气协联装置及方法，其特征是：水轮机通过同步机构与离心摆连接，离心摆与导叶配压阀通过杠杆机构连接，导叶配压阀与导叶接力器油路连接，通过油路操控导叶接力器的开或关或停；在导叶接力器与同步机构之间连接有反馈单元；同时，导叶接力器通过依次连接的位移传感器、处理单元、液压转换机构构成的电气协联与叶片配压阀电连接，叶片配压阀与叶片接力器油路连接，叶片接力器在与水轮机连接。本发明的优点是提高机组的稳定性，有利于机组的停机，增加制动力矩；结构简单、安全可靠。

权利要求

1.一种转浆式水轮机双重调节电气协联的方法，其特征是：至少包括如下过程：

开机，通过操作导叶配压阀（2）阀芯向上移动，使导叶接力器(3)打开活动导叶，随之由电气协联机构控制使叶片配压阀(10)控制叶片接力器(11)，由叶片接力器(11)将转轮叶片角度开到与活动导叶开度对应角度；

开机后，由离心摆(1)传感机组的转速，离心摆(1)测出机组的转速如果转速大于给定值，机组的用电负荷减少，离心摆(1)就通过杠杆连接机构操作导叶配压阀(2)阀芯向下移动，操控导叶接力器(3)将活动导叶开度关小，反馈系统再把活动导叶开度关小的信号反馈到导叶配压阀(2)，使调速系统稳定在新的状态；同时电气协联的位移传感器(7)检测活动导叶关小的信号，由处理单元(8)经进行计算处理，控制液压转换机构(9)将叶片配压阀（10）阀芯向下移动，操作叶片接力器（11）使转轮叶片角度减小到与活动导叶开度对应的角度；

如果离心摆（1）测出的机组转速小于给定值，离心摆（1）通过杠杆连接机构操作导叶配压阀（2）阀芯向上移动，使导叶接力器（3）打开活动导叶，反馈系统再把打开活动导叶的信号反馈到导叶配压阀（2），使调速系统稳定在另一状态；电气协联的位移传感器（7）检测到这个打开活动导叶的信号，由处理单元（8）进行计算处理，控制液压转换机构（9）将叶片配压阀（10）阀芯向上移动，操作叶片接力器（11）使转轮叶片角度开到与活动导叶开度对应的角度；

停机，通过操作导叶配压阀（2）阀芯向下移动，使导叶接力器（3）关闭活动导叶，通过电气协联控制，使转轮叶片角度开大；

该方法采用的装置为转浆式水轮机双重调节电气协联装置：水轮机通过同步机构与离心摆（1）连接，离心摆（1）与导叶配压阀（2）通过杠杆机构连接，导叶配压阀（2）与导叶接力器（3）油路连接，通过油路操控导叶接力器（3）的开或关或停；在导叶接力器（3）与同步机构之间连接有反馈单元；同时，导叶接力器（3）通过依次连接的位移传感器（7）、处理单元（8）、液压转换机构（9）构成的电气协联与叶片配压阀（10）电连接，叶片配压阀（10）与叶片接力器（11）油路连接，叶片接力器（11）在与水轮机连接；所述的反馈单元包括反馈杆（4）、硬反馈（5）、缓冲器（6），反馈杆（4）、硬反馈（5）、缓冲器(6)构成环形结构连接在离心摆(1)和导叶接力器(3)之间。

说明书

一种转浆式水轮机双重调节电气协联的方法

技术领域

[0001] 本发明属于水力机械工程，特别是一种转浆式水轮机双重调节电气协联装置及方法。

背景技术

[0002] 低水头转浆式水轮机调节系统都是双重调节，也就是水轮机活动导叶与转轮叶片联动。通过试验和实践证明，低水头水轮机采用双重调节，能使水轮机获得更宽的高效率区域，提高水轮机的综合效率，最大限度的利用水能，获取最大的动能。双重调节是这样调节的：随着机组出力的增大活动导叶开度增大，水轮机的应用流量增大，转轮叶片的角度增大，机组出力减少反之；停机时活动导叶开度减小（关闭），转轮叶片角度减小（最小），开机时反之。这样调节是众所周知的，但是，有两个问题，在正常运行、开机时提高水轮机的效率、获取最大的能量是正确的，而在水轮机停机或由发电工况过度到调相工况过程中，水轮机有一个水轮机工况到反水泵工况和调相压气的过度时段，这时这种调节：1、在停机或由发电工况过渡到调相工况（调相压气）的时段水轮机都有反水泵工况，在这种情况下导叶开度减小机组流量减小、转轮叶片角度减小是反水泵工况的扬程增高，这样就成为立式机组停机和过渡过程发生抬机的主要因素，如葛州机组停机抬机，我院设计的叙利亚迪什林电站机组在调相压气过程中抬机等；对卧式机组增大轴向后推力。使机组稳定性降低。2、这时机组不需要获得很多的水能而需要很快停下来或是过渡过程很快完成，而按上述调节水轮机活动导叶都向0开度关闭，转轮叶片将向最小角度位置减小，在过程中都能是水轮机获取最大的水能不利于停机和过渡时间的减少。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种水轮机停机和有调相要求的机组由发电工况过渡到调相工况（调相压水）过程,具有大叶片角度关机的转浆式水轮机双重调节电气协联装置及方法。

[0004] 本发明的目的是这样实现的，一种转浆式水轮机双重调节电气协联装置，其特征是：水轮机通过同步机构与离心摆连接，离心摆与导叶配压阀通过杠杆机构连接，导叶配压阀与导叶接力器油路连接，通过油路操控导叶接力器的开或关或停；在导叶接力器与同步机构之间连接有反馈单元；同时，导叶接力器通过依次连接的位移传感器、处理单元、液压转换机构构成的电气协联与叶片配压阀电连接，叶片配压阀与叶片接力器油路连接，叶片接力器在与水轮机转轮叶片连接。

[0005] 所述的反馈单元包括反馈杆、硬反馈、缓冲器，反馈杆、硬反馈、缓冲器构成环形结构连接在离心摆和导叶接力器之间。

[0006] 一种转浆式水轮机双重调节电气协联的方法，其特征是：至少包括如下过程： [0007] 开机，通过操作导叶配压阀阀芯向上移动，使导叶接力器打开活动导叶，随之由电气协联机构控制使叶片配压阀控制叶片接力器，由叶片接力器将转轮叶片角度开到与活动导叶开度对应角度；

[0008] 开机后，由离心摆传感机组的转速，离心摆测出机组的转速如果转速大于给定值，机组的用电负荷减少，离心摆就通过杠杆连接机构操作导叶配压阀阀芯向下移动，操控导叶接力器将活动导叶开度关小，反馈系统再把活动导叶开度关小的信号反馈到导叶配压阀，使调速系统稳定在新的状态；同时电气协联的位移传感器检测活动导叶关小的信号，由处理单元经进行计算处理，控制液压转换机构将叶片配压阀阀芯向下移动，操作叶片接力器使转轮叶片角度减小到与活动导叶开度对应的角度；

[0009] 如果离心摆测出的机组转速小于给定值，离心摆通过杠杆连接机构操作导叶配压阀阀芯向上移动，使导叶接力器打开活动导叶，反馈系统再把打开活动导叶的信号反馈到导叶配压阀，使调速系统稳定在另一状态；电气协联的位移传感器检测到这个打开活动导叶的信号，由处理单元进行计算处理，控制液压转换机构将叶片配压阀阀芯向上移动，操作叶片接力器使转轮叶片角度开到与活动导叶开度对应的角度；

[0010] 停机，通过操作导叶配压阀阀芯向下移动，使导叶接力器关闭活动导叶，通过电气协联控制，使转轮叶片角度开大。

[0011] 本发明的技术效果为：

[0012] 1、可防止立式水轮发电组在停机和由发电工况转换到调相工况过程中发生抬机，减少卧式水轮发电机组在这两个过程中水流对机组的轴向后推力，提高机组的稳定性；2、有利于机组的停机，增加制动力矩；有利于缩短由发电工况转换到调相工况过程的时间，使机组很快过度到稳定状态；3、结构简单、安全可靠。

附图说明

[0013] 下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

[0014] 图1是本发明实施例电气协联示意图；

[0015] 附图标记如下：

[0016] 1．离心摆、2.导叶配压阀、3.导叶接力器、4.反馈杆、5.硬反馈、6.缓冲器、7.位移传感器、8.处理单元、9.液压转换机构、10.叶片配压阀、11.叶片接力器。

具体实施方式

[0017] 如图1所示，水轮机通过同步机构与离心摆1连接，由离心摆1同步传感机组的转速，离心摆1与导叶配压阀2通过杠杆机构连接，导叶配压阀2与导叶接力器3油路连接，通过油路操控导叶接力器3的开或关或停。导叶接力器3用于控制活动导叶的开度，在导叶接力器3与同步机构之间连接有反馈单元；同时，导叶接力器3通过依次连接的位移传感器7、处理单元8、液压转换机构9构成的电气协联与叶片配压阀10电连接，叶片配压阀10与叶片接力器11油路连接，叶片接力器11在与水轮机转轮叶片连接，叶片接力器11控制转轮叶片的转动角度。

[0018] 反馈单元包括反馈杆4、硬反馈5、缓冲器6，反馈杆4、硬反馈5、缓冲器6构成环形结构连接在离心摆1和导叶接力器3之间，用于完成调速系统的反馈，作用是维持调节系统的工作稳定。

[0019] 电气协联包括有位移传感器7、处理单元8、液压转换机构9构成调速系统的协联机构,作用是实现活动导叶与转轮叶片之间的互动。叶片配压阀10操控叶片接力器11的开或关或停。协联编程：在原协联要求的基础上，机组停机和由发电工况转换为调相工况水机活动导叶在任何开度关闭时，要求转轮叶片角度增大，随后待机组停止转动或由发电工况转换为调相工况（调相压水）完成以后，再将转轮叶片角度恢复到原协联要求的角度，协联关系恢复到原有状态。

[0020] 调速系统的工作原理：水轮机工作时，离心摆1测出机组的转速如果转速大于给定值，机组的用电负荷减少，离心摆1就通过杠杆连接机构操作导叶配压阀2阀芯向下移动，操控导叶接力器3将活动导叶开度关小，反馈系统（反馈杆4、硬反馈5、缓冲器6）再把这个关小的信号反馈回去是调速系统稳定在新的状态。电气协联的位移传感器7检测到这个活动导叶关小的值，由处理单元8经计算处理，控制液压转换机构9将叶片配压阀10阀芯向下移动，操作叶片接力器11是转轮叶片角度减小到与活动导叶开度相应的角度，离心摆1测出机组的转速如果转速小于给定值反之。

[0021] 如图1所示，一种转浆式水轮机双重调节电气协联的方法，至少包括如下过程：开机，通过操作导叶配压阀2阀芯向上移动，使导叶接力器3打开活动导叶，随之由电气协联机构控制使叶片配压阀10控制叶片接力器11，由叶片接力器11将转轮叶片角度开到与活动导叶开度对应角度；

[0022] 开机后，由离心摆1传感机组的转速，离心摆1测出机组的转速如果转速大于给定值，机组的用电负荷减少，离心摆1就通过杠杆连接机构操作导叶配压阀2阀芯向下移动，操控导叶接力器3将活动导叶开度关小，反馈系统再把活动导叶开度关小的信号反馈到导叶配压阀2，使调速系统稳定在新的状态；同时电气协联的位移传感器7检测活动导叶关小的信号，由处理单元8经进行计算处理，控制液压转换机构9将叶片配压阀10阀芯向下移动，操作叶片接力器11使转轮叶片角度减小到与活动导叶开度对应的角度；

[0023] 如果离心摆1测出的机组转速小于给定值，离心摆1通过杠杆连接机构操作导叶配压阀2阀芯向上移动，使导叶接力器3打开活动导叶，反馈系统再把打开活动导叶的信号反馈到导叶配压阀2，使调速系统稳定在另一状态；电气协联的位移传感器7检测到这个打开活动导叶的信号，由处理单元8进行计算处理，控制液压转换机构9将叶片配压阀10阀芯向上移动，操作叶片接力器11使转轮叶片角度开到与活动导叶开度对应的角度；

[0024] 停机，通过操作导叶配压阀2阀芯向下移动，使导叶接力器3关闭活动导叶，通过电气协联控制，使转轮叶片角度开大。

[0025] 本发明在原协联要求基础上将水轮机停机或有调相要求的机组由发电工况过渡到调相工况（调相压水）过程改变为，活动导叶在任何开度关闭的同时，要求转轮叶片角度增大，随后待机组停止转动或发电工况过渡到调相工况（调相压水）完成以后，再将转轮叶片角度恢复到原协联要求的角度，其他工况保持原调节要求不变，也就是小叶片角度开机，大叶片角度关机。

[0026] 本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。