河南宝泉抽水蓄能电站调速压力油供给系统简介与探讨

河南宝泉抽水蓄能电站调速压力油供给系统简介与探讨
孔令杰
【摘要】河南宝泉抽水蓄能电站机组调速系统油压装置由压力油罐、集油箱、漏油箱、油泵及控制盘柜组成.该套装置设3台功率不对称压力油泵,按照控制逻辑实现了精准的油压输出;在泵出口采用励磁空载、失磁负载的电磁泄压阀实现空负载切换,确保了二次电源失电情况下仍能持续供油;在主压力供给回路与储能油罐间装设有双稳态电液驱动隔离阀,实现了多重故障下的应急供油功能.
【期刊名称】《应用能源技术》
【年(卷),期】2017(000)010
【总页数】3页(P34-36)
【关键词】抽水蓄能;压力油供给;油压装置
【作者】孔令杰
【作者单位】河南国网宝泉抽水蓄能有限公司,河南新乡453636
【正文语种】中文
【中图分类】TV734.234
河南宝泉抽水蓄能电站机组调速系统油压装置由压力油罐、集油箱、漏油箱、油泵及控制盘柜组成。

该套装置设3台功率不对称压力油泵，按照控制逻辑实现了精准的油压输出；在泵出口采用励磁空载、失磁负载的电磁泄压阀实现空负载切换，确保了二次电源失电情况下仍能持续供油；在主压力供给回路与储能油罐间装设有双稳态电液驱动隔离阀，实现了多重故障下的应急供油功能。

河南宝泉抽水蓄能电站调速压力油供给系统由法国ALSTOM供应。

系统由一套压力油罐、一套集油箱、一套漏油箱、三套压力油泵及控制部分构成。

其中，调速系统设压力油泵3台，1台主用泵功率5.5 kW，2台备用泵功率各55 kW。

每台泵出口设压力释放阀、空/负载切换回路、逆止阀。

3台泵在出口逆止阀后汇集到主压力供给管路。

主压力供给回路经双稳态电液驱动隔离阀并联到储能油罐用于稳定油压，储能油罐容积4.78 m3，电液驱动隔离阀随机组启停而开闭。

主压力供给回路设两路输出管路，其中一路直接供给调速器导叶驱动回路，另一路经精密过滤器过滤后供给事故紧急停机回路。

压力油回路设集油箱一套，容积4.5 m3，用于向压力油泵提供油源，同时收集回油；低位设漏油箱一套，容积0.36
m3，用于收集控制阀组的回油；另设功率为11 kW的漏油泵2台，互为备用，
用于将漏油箱的油抽回到集油箱。

系统设液位、液压、温度传感器若干。

储能油罐油位信号：储能油罐设油位传感器1套，设定值若干，分别用于油位高
故障、油位高报警、油位足开隔离阀、油位正常将主泵置空载、油位低负载主泵并停备泵、油位低启备泵、油位低故障、油位低低故障，及备用若干。

设独立的油位过低安全动作信号器1套，用作严重故障的安全控制。

集油箱油位信号：集油箱设油位开关量信号器3套，分别为：油位高报警、油位
低报警、油位低故障。

漏油箱油位信号：漏油箱设油位开关量信号器5套，分别为：油位高启备泵、油
位高启主泵、油位正常停备泵、油位低停主泵、油位低闭锁启泵。

该设置较为典型，采用5套开关量信号器控制2台泵。

储能油罐油压信号：储能油罐设油压传感器1套，设定值若干，分别用于油压高
故障、油压高报警、油压足开隔离阀、油压足将主泵置空载、油压低负载主泵并停备泵、油压低启备泵、油压低故障，及备用若干。

主压力供给回路油压信号：主压力供给回路设油压传感器1套，设定值若干，分
别用于油压高故障、油压高报警、油压足开隔离阀、油压正常将主泵置空载、油压低负载主泵并停备泵、油压低启备泵、油压低故障，及备用若干。

集油箱设油温传感器1套，用于测量油温，控制调速油冷却系统的投入与切除，
同时参与油泵启动控制。

经比对其他电站液压回路设计，宝泉电站主压力供给回路与并联储能油罐回路间，设有双稳态电液驱动隔离阀。

在机组开机时，油泵启动为主压力供给回路建压，当压力达到后，开启该阀门，同时发出油站处于“可用”状态信号；机组正常停机时，待压力油用户(即调速各系统元件)已完成所有既定动作后，系统检测储能油罐压力及油位，只有当压力和油位均达到定值后，双稳态电液驱动隔离阀满足关闭条件，执行关闭操作，然后停油泵，复归油站“可用”信号。

每台压力油泵出口设设压力释放阀、空负载切换回路、逆止阀。

压力释放阀确保泵的出口压力不能超过一定范围，保证不因压力过大而对管路和其他器件造成破坏。

空负载切换回路设配压阀及空负载切换电动阀，其中空负载切换电动阀逻辑为励磁卸载、失磁负载，在压力油系统需要补油时，正在运行的泵对应的空负载切换电动阀失磁，泵改为负载运行；补油结束后，空负载切换电动阀恢复励磁状态。

按照该逻辑设计，即使在控制电源丢失情况下，油泵仍能向主压力回路持续供油。

每台泵出口回路设有逆止阀，单一泵组故障，不影响其他泵组向主压力回路供油。

压力油泵共3台， 1台主用泵功率5.5 kW，2台备用泵功率各55 kW。

正常情况下主用泵运行，主用泵故障情况下，系统将其中1台备用泵作为主泵运行。

在主
泵运行不能保证压力油供应的情况下，启动1台备用泵作为增额运行(如主用泵故障，而其中1台备用泵作为主泵运行时，将启动另1台备用泵作为增额运行，即
2台备用泵同时运行)，当压力油供应满足条件后，停止备用泵，保留主用泵持续
运行。

而在油泵的控制逻辑中，正常情况下，主泵的启停依据油压信号，备泵的启停则依据油位信号。

结合油路出口配置来看，1台小功率油泵持续运行，在空负载切换电磁阀作用下，对系统进行精准的微调，为系统提供稳定的油压供应。

当系统大量用油，微调达不到需求时，油位降低较快，则调动大功率油泵辅助调节。

油泵(除漏油泵外)的启动，受油温信号的闭锁。

只有当油温在一个合适的范围的时候，油泵才能启动。

油泵的启动为空载启动，等待一个延时后转为负载运行。

油泵的停止有两个连续的阶段：首先转空载，然后停止运行。

主泵启停主要受主压力供给回路的油压信号控制。

如果压力油供给系统启动时该油压信号故障，将造成启动失败。

只有当主压力供给回路的油压信号正常，主泵启动后建压成功，系统才会打开双稳态电液驱动隔离阀，将主压力供给回路与储能油罐联络运行，认为压力油供给系统启动成功，发出油站“可用”信号。

此后如果主压力供给回路的油压信号故障，系统将依据储能油罐的油压信号控制主泵启停。

如储能油罐油压信号也发生故障，则依据储能油罐油位信号控制主泵启停。

备泵启停主要受储能油罐油位信号控制。

当油位信号故障不可用时，根据储能油罐油压信号来控制备泵的启停。

当储能油罐油压、油位信号均不可用时，系统根据主压力供给回路的油压信号来控制备泵的启停。

压力油供给系统停运时，首先判断储能油罐油位是否足够，假如油位低于门槛值，则油泵继续运行直至达到正常的油位。

然后隔离阀关闭，停泵，最后发油站“停运”信号。

当储能油罐油位传感器故障时，油泵将直接停止运行。

压力供给系统控制程序故障时，将通过硬布线停所有油泵。

收到外部指令停油站时，硬布线关闭隔离阀。

当任一油压、油位故障信号出现时，机组监控系统采集并发出停机指令。

集油箱油位太低(集油箱油位低故障信号器动作)时，系统停下所有的油泵，使用储能油罐中的油压用来关闭导叶。

储能油罐油位太低(传感器油位低低故障，或油位过低安全动作信号器动作)时，系统关闭双稳态电液驱动隔离阀，并启动所有可用油泵并负载运行，利用油泵提供的油压来关闭导叶。

储能油罐油位太低(传感器油位低低故障)，且集油箱油位太低(油位低闭锁启泵信号器动作)时，系统停下所有的油泵，不关闭双稳态电液驱动隔离阀，利用储存在储能油罐中的油压来关闭导叶。

隔离阀故障时，系统启动所有可用油泵并负载运行，利用油泵提供的油压来关闭导叶。

与通常的水电厂油压供给系统相比，该系统使用小功率油泵精准控制油压，并使用大功率油泵控制辅助控制油位，实现了稳定的油压输出；采用油压、油位信号的互相替代实现对油泵的多种方式控制，增强了系统的自纠错能力和运行稳定性。

在油泵出口配置上采用励磁空载、失磁负载的空负载切换逻辑，实现了即使二次部分失电仍能可靠停机的安全性。

在多重故障出现时，系统配置仍能使用单一储能油罐供油或所有油泵启动供油的方式输出，实现了系统强大的可靠性。

河南宝泉抽水蓄能电站调速油系统输出稳定，容错性强，希望能够给需要稳定液压输出的相关行业提供有益的参考。

【相关文献】
[1] 中华人民共和国国家能源局.抽水蓄能可逆式水泵水轮机运行规程(DLT 293-2011) 2011.
[2] 国家电网公司.水电厂重大反事故措施，2015.。