一种水泵水轮机调速系统中工况控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水泵水轮机调速系统中工况控制装置，包括：主配压阀、梭阀插装阀组、插装阀、工况选择阀、接力器、分段关闭阀组、导叶控制环、逆止阀、电液控制油输入口、压力油输入口、3个节流排油口、控制油输入口、节流阀。通过工况选择阀先进行工况的选择，之后在水泵水轮机组故障情况下进行甩负荷时，通过主配压阀和梭阀插装阀组、插装阀等的配合，实现该工况下的导叶分段关闭。本实用新型专利技术创造性的在装置中加装了工况选择阀和梭阀插装阀组，实现了不同工况下同一设备的不同关闭规律，减小了多工况下机组甩负荷的压力上升，扩大了机组的运行区间和范围，可靠提高了对机组本身的保护，具有结构简单、成本低、控制精确的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水力发电
，特别涉及一种水泵水轮机调速系统中工况控制装置。
技术介绍
目前，大型水泵水轮机为了保证机组在甩负荷过程中其转速上升率和最大压力上升率在规定的范围内，保证机组水道的安全，需要计算出导叶的最佳关闭时间以保证机组的安全运行。当计算出导叶的最佳关闭时间后，水泵水轮机的导叶关闭曲线就需要按照既定的导叶关闭规律进行。由于该曲线的实现需要通过机械设备来实现，同时需要在尽量减少设备的情况下实现水泵水轮机两种旋转方向，当水泵水轮机处于多工况状态时，导叶的分段关闭成为研发的困难之处。现有技术中，水泵水轮机的调速系统只根据最恶劣工况进行计算得到对应的导叶关闭规律，然后无论何种工况都采用这种导叶关闭规律进行控制，这种方案，在相同水道设计条件下，限制了机组的运行范围和运行区间，对机组和设备的保护不足，容易损坏设备。因此，需要提供一种在水泵/发电等不同工况下的转换，以适应不同工况分段关闭规律的控制装置。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种水泵水轮机调速系统中工况控制装置，该装置通过设置若干个阀门，利用阀门之间液压回路的逻辑切换，实现多工况不同分段关闭，具有操作简单、安全、可靠的优点。本技术的目的通过以下的技术方案实现：一种水泵水轮机调速系统中工况控制装置，包括主配压阀、梭阀插装阀组、插装阀、工况选择阀、接力器、分段关闭阀组、导叶控制环、逆止阀、电液控制油输入口、压力油输入口、三个节流排油口、控制油输入口、节流阀，所述主配压阀的输入端通过管道分别与电液控制油输入口、压力油输入口连接，输出端通过管道分别与接力器、逆止阀、节流阀连接；所述接力器通过管道分别与逆止阀、节流阀连接；所述控制油输入口通过管道分别与工况选择阀、分段关闭阀组的输入端连接，所述工况选择阀的输出端通过管道分别与梭阀插装阀组、插装阀连接，分段关闭阀组的输出端通过管道与所述梭阀插装阀组连接；三个节流排油口中，第一节流排油口通过管道与梭阀插装阀组、插装阀、主配压阀连接，第二节流排油口通过管道与梭阀插装阀组连接，第三节流排油口通过管道与插装阀连接。优选的，所述分段关闭阀组顶端设有一凸轮，所述接力器上设有一斜面台阶，在接力器动作时，凸轮可以沿斜面上下台阶。采用这种结构可以实现速度的控制。优选的，所述工况选择阀采用双稳态电磁阀。优选的，所述梭阀插装阀组由梭阀和插装阀组合而成。优选的，所述分段关闭阀组采用弹簧复位式液压阀。优选的，所述接力器上设有3根油管，导叶关闭时其中两根为排油管，一根为进油管。当接力器内部活塞运动到一定位置就会堵塞一条排油管，从而减小排油量实现缓冲关闭。本技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本技术通过在装置中加装工况选择阀和梭阀插装阀组，可以在尽量减少设备的情况下实现水泵水轮机两种旋转方向，实现水泵工况和水轮机工况，具有结构简单、成本低、控制精确的优点。2、本技术可以实现水泵工况和水轮机工况等的自动选择，并根据预设的不同关闭曲线、关闭规律进行分段关闭，避免了现有技术中任何工况下均以导叶关闭时间最长的关闭规律进行关闭的情况，实现了不同工况下均可以以最快的速度关闭导叶，减小了多工况下机组甩负荷的压力上升，扩大了机组的运行区间和范围，可靠提高了对机组本身的保护，具有结构简单、成本低、控制精确的优点。附图说明图1是本实施例装置的结构示意图。图2是本实施例水轮机方向工况下甩负荷时导叶关闭曲线。图3是本实施例水泵方向工况下甩负荷时导叶关闭曲线。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例1参见图1，本实施例水泵水轮机调速系统中工况控制装置，包括主配压阀1，梭阀插装阀组2，插装阀3，工况选择阀4，接力器5，分段关闭阀组6，导叶控制环7，逆止阀8，电液控制油输入口①，压力油输入口②，3个节流排油口(第一节流排油口③、第二节流排油口④、第三节流排油口⑤)，控制油输入口⑥，节流阀⑦。根据图，下面对各个部件的连接关系说明如下。所述主配压阀1的输入端通过管道分别与电液控制油输入口①、压力油输入口②连接，输出端通过管道分别与接力器5、逆止阀8、节流阀⑦连接；所述接力器5通过管道分别与逆止阀8、节流阀⑦连接。所述控制油输入口⑥通过管道分别与工况选择阀4、分段关闭阀组6的输入端连接，所述工况选择阀4的输出端通过管道分别与梭阀插装阀组2、插装阀3连接，分段关闭阀组6的输出端通过管道与所述梭阀插装阀组2连接。3个节流排油口中，第一节流排油口③通过管道与梭阀插装阀组2、插装阀3、主配压阀1连接，第二节流排油口④通过管道与梭阀插装阀组2连接，第三节流排油口⑤通过管道与插装阀3连接。三个节流排油口上均装有节流片9，通过调节节流片9的大小调节通过该节流排油口的油量。在上述装置中，存在以下两条控制油路：1、控制油从控制油输入口⑥输入到工况选择阀4、分段关闭阀组6中；工况选择阀4将控制油通过管道输送到插装阀3和梭阀插装阀组2；分段关闭阀组6将控制油通过管道输送到梭阀插装阀组2。2、电液控制油从电液控制油输入口①输入到主配压阀1。在上述装置中，存在以下主油路：1、进油：压力油从压力油输入口②输入到主配压阀1，主配压阀1通过管路将压力油输送到接力器5。2、排油：接力器5中的排油通过管道分别输送到节流阀⑦和逆止阀8，然后节流阀⑦和逆止阀8通过管道输送到主配压阀1，主配压阀1通过调节内部各个阀门的导通位置，使得排油进入第一节流排油口③、第二节流排油口④、第三节流排油口⑤中的一个或者多个，最后通过上述排流口流入油箱。本实施例中，为了更好的实现关闭曲线，在分段关闭阀组6顶端设有一凸轮，所述接力器5上设有一斜面台阶，凸轮可以沿斜面上下台阶。本实施例中，所述工况选择阀4采用双稳态电磁阀。所述分段关闭阀组6采用弹簧复位式液压阀。本实施例的控制方法，包括步骤：一、工况转换功能根据机组选择的工况命令，机组进行状态改变时，工况选择阀4动作，进行工况选择并通过位置接点反馈至控制程序确认。1、工况选择阀4选择当前水泵水轮机是工作在水轮机方向工况压力油通过工况选择阀4作用于插装阀3上腔，并使其关闭。梭阀插装阀组开启，接力器5回油通过主配压阀1的T口经第一节流排油口、梭阀插装阀组2控制的第二节流排油口④流回油箱。调整第一节流排油口③、第二节流排油口④上节流片9开口，满足机组水轮机工况下的关闭规律。2、工况选择阀4选择当前水泵水轮机是工作在水泵方向工况压力油通过工况选择阀4作用于梭阀插装阀组2上腔，并使其关闭；插装阀3开启，接力器5的回油通过主配压阀1的T口经第一节流排油口③和插装阀3控制的第三节流排油口⑤流回油箱。调整第一节流排油口③、第三节流排油口⑤上节流片开口，满足机组水泵工况下的关闭规律。二、分段关闭功能1、工况选择阀4在G(发电)方向位置，根据预先计算的水泵水轮机水轮机甩负荷工况下的导叶关闭曲线，参见图2，该导叶关闭曲线包括快关段、慢关段和缓冲段，这三段的控制方法如下：快关段：压力油接通插装阀3，切断第三节流排油口⑤，接力器5排油量为梭阀插装阀组2控制的第二节流排油口④与第一节流排油口③的流量叠加，实现水轮机方向工况下导叶的快关段关闭规律；慢关段：当接力器5关闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泵水轮机调速系统中工况控制装置，其特征在于，包括主配压阀、梭阀插装阀组、插装阀、工况选择阀、接力器、分段关闭阀组、导叶控制环、逆止阀、电液控制油输入口、压力油输入口、三个节流排油口、控制油输入口、节流阀，所述主配压阀的输入端通过管道分别与电液控制油输入口、压力油输入口连接，输出端通过管道分别与接力器、逆止阀、节流阀连接；所述接力器通过管道分别与逆止阀、节流阀连接；所述控制油输入口通过管道分别与工况选择阀、分段关闭阀组的输入端连接，所述工况选择阀的输出端通过管道分别与梭阀插装阀组、插装阀连接，分段关闭阀组的输出端通过管道与所述梭阀插装阀组连接；三个节流排油口中，第一节流排油口通过管道与梭阀插装阀组、插装阀、主配压阀连接，第二节流排油口通过管道与梭阀插装阀组连接，第三节流排油口通过管道与插装阀连接。

【技术特征摘要】
1.一种水泵水轮机调速系统中工况控制装置，其特征在于，包括主配压阀、梭阀插装阀组、插装阀、工况选择阀、接力器、分段关闭阀组、导叶控制环、逆止阀、电液控制油输入口、压力油输入口、三个节流排油口、控制油输入口、节流阀，所述主配压阀的输入端通过管道分别与电液控制油输入口、压力油输入口连接，输出端通过管道分别与接力器、逆止阀、节流阀连接；所述接力器通过管道分别与逆止阀、节流阀连接；所述控制油输入口通过管道分别与工况选择阀、分段关闭阀组的输入端连接，所述工况选择阀的输出端通过管道分别与梭阀插装阀组、插装阀连接，分段关闭阀组的输出端通过管道与所述梭阀插装阀组连接；三个节流排油口中，第一节流排油口通过管道与梭阀插装阀组、插装阀、主配压阀连接，第二节流排油口通过管道与梭阀插装...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪志强，吕志鹏，季怀杰，陈泓宇，刘鸿祥，宋继南，闫双键，何伟晶，赵溢丰，
申请(专利权)人：清远蓄能发电有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44