水电厂机组过速保护系统的优化完善
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电厂主阀采用球形阀，当 第 2 级过速保护动作 时 ，紧急关闭截断水流，防止事故扩大。球形阀控制
收稿日期：2018-03-12 作者简介：程言忠(1983-)，男 ，工程师，从事发电厂生产管理工作。
42
水电站机电技术
第 41卷
系 统 由 一 个 球 形 阀 P L C 电 气 控 制 箱 、一 套 液 压 操 作
收到任意一套转速测控器的机组1 15%额定转速输
出信号，导叶在空载以上，且调速器 故 障 ，则启动事 故停机流程。第 2 级过速保护动作原理是:同时收 到任意一套转速测控器的机组1 1 5 % 额定转速输出 信号和任意一套转速测控器的1 5 0 % 额定转速输出
信 号 ，则启动紧急事故停机流程。过速保护动作流
情 况 ，事 故 配 压 阀 可 以 及 时 动 作 停 机 ，防止机组飞
(2) 第 2 级过速保护动作；
逸 ，若不能正常投人，隐患是巨大的。 (2) 原过速保护都属于电气过速保护，万一机组
(3) 纯机械过速保护动作。
i 为满足机组调节保 正值的要求，事故配压阀的关
甩负荷过程中同时发生电气元器件本身故障或者全 机时间需要参照调速器的关机时间，具体可综合考虑
调速器主配压阀
— —p
电磁阀换向阀
^^1
I司 工事 瓶 麵
i
____________________
接力器 至滤油器压力油p 或机械过速控制油
图4 事故配压阀液压原理图
事故配压阀为失压动作。正 常 情 况 下 ，电磁阀 换向阀不动作，事故配压阀处于图4 所示位置，不影
图 3 原第2 级过速保护动作流程图
备注:1ZXZ、2ZXZ分 别 为 第 1、2套转速测控器
图 2 原 第 2 级过速保护动作原理图
在实际运行中，调速器包含1个紧急停机电磁阀, 具有紧急停机功能。若机组过速，转速测控器就能及 时检测到，并通过计算机监控系统将检测结果传递给 调 速 器 ，调速器接收到检测结果后就会给紧急停机电 磁阀下达动作指令，控制主配压阀关闭导叶接力器。
1
1.5
s
.
1
1 1 调速器故障丨
I1 事故停机
i
▼
★
1紧停至调速器1 丨分机组开关丨 1正常停机
图 1 原第 1 级过速保护动作流程图
机 组 过 速 115% (1ZXZ) 机 组 过 速 150% (1ZXZ)
1 原过速保护系统动作原理
原过速保护的配置分两级，第 1 级保护动作定 值 为 1 1 5 % 额定转速，第 2 级保护动 作 定 值 为 150% 额定转速，其转速测量装置由2 套转速测控器组成，
第 41卷 第 8期 2018年 8 月
水电姑机电技求
Yol.41 No.8
Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station
Aug.2018
41
水电厂机组过速保护系统的优化完善
程言忠
(浙江浙能华光潭水力发电有限公司，浙 江 杭 州 311322)
厂 交 、直流电源消失的情况，机组过速将无法控制， 接力器移动规律、转社升和压力上升等进行整定。
事故的后果难以想象。
⑶原球形阀控制系统PLC仅有一套交流220 V
电源输入，当机组甩负荷造成第2 级过速保护动作
当 机 组 完 全 停 止 后 ，使 调 速 器 恢 复 至 正 常 停 机 位 置 ，此时方可使事故配压阀复归，在机组开机条件 中 ，应加入事故配压阀复归判据。
响 调 速 器 到 接 力 器 的 油 路 畅 通 ，当 电 磁 阀 换 向 阀 接 收到电气信号或纯机械过速保护装置的液压油信号
2 存在的问题
后 ，动作事故配压阀，切断调速器至接力器的油路，
压 力 油 直 接 从 事 故 配 压 阀 进 入 接 力 器 关 闭 侧 ，使接
(1)
由 图 1、图 3 可以看出，原过速保护没有动作力器关闭导叶而停机。
系统 阀 组 、一 个 差 压 控 制 器 和 一 个 压 力 开 关 组 成 。
液压操作系统阀组接受PLຫໍສະໝຸດ Baidu指 令 ，控制球形阀接力
器 的 开 关 、工 作 密 封 的 投 入 和 退 出 。差 压 控 制 器 和 压力开关用于提供平压信号。
〔 非停机态~
事故配压阀安装于主配压阀至接力器油管路
中 ，其液压原理图见图4 。
PT 第 1 套转速测控器配置霍尔开关和发电机 信 号 ， 第 2 套转速测控器配置发电机PT信号。
第 1 级过速保护动作原理是:收到任意一套转 速 测 控 器 的 机 组 1 1 5 % 额 定 转 速 输 出 信 号 ，且导叶
S 在 空 载 以 上 ，则 延 时 1.5 启动事故 停 机 流 程 ，或者
中 图 分 类 号 ：TV734.4
文 献 标 识 码 ：B
DOI ：10.13599/j.cnki.l 1-5130.2018.08.012
文 章 编 号 :1672-5387(2018)08-0041-03
0 引言
水电厂机组过速一般发生在机组甩负荷或空转 情 况 下 调 速 器 失 灵 时 ，其 后 果 是 有 可 能 导 致 机 组 部 件损坏，甚至是机组出现飞逸造成重大事故。因此， 机 组 过 速 保 护 的 可 靠 动 作 ，对 于 电 厂 的 安 全 稳 定 运 行至关重要。
事 故 配 压 阀 。主要 原 因 为 原 事 故 配 压 阀 因 设 计 不 合
事故配压阀在满足下列条件之一时动作：
理 ，满足不了机组调节保证值的要求，无法投入。鉴
(1) 收 到 任 意 一 套 转 速 测 控 器 的 机 组 1 1 5 % 额
于实践中调速器可能会出现主配压阀拒动等失控的 定转速输出信号，导叶在空载以上，且调速器故障；
摘 要 ：对某水电厂原机组过速保护系统动作原理进行了介绍，针对该保护系统中存在的问题，从更换事故配压
阀、加装纯机械保护装置、对 球 形 阀 PLC控制回路进行改造等方面提出了改进措施，对改进后的效果进行了验证，
对类似水电厂机组过速保护系统的升级改造具有参考价值。
关键词 ：水 电厂;机组;过速保护系统；改造
某水电厂原过速保护系统由调速器、事故配压阀、 主阀、转速测控器、电磁阀、相关控制回路和逻辑等组 成 ，鉴于机组过速保护的重要性，针对原过速保护系统 中存在的安全隐患，电 厂 对 系 麵 行 了 升 级 雌 。
K 程 如 图 1~3所 7 。
(非停机态)
任一机组过速
IY 115%+导叶空载以上
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收稿日期：2018-03-12 作者简介：程言忠(1983-)，男 ，工程师，从事发电厂生产管理工作。
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水电站机电技术
第 41卷
系 统 由 一 个 球 形 阀 P L C 电 气 控 制 箱 、一 套 液 压 操 作
收到任意一套转速测控器的机组1 15%额定转速输
出信号，导叶在空载以上，且调速器 故 障 ，则启动事 故停机流程。第 2 级过速保护动作原理是:同时收 到任意一套转速测控器的机组1 1 5 % 额定转速输出 信号和任意一套转速测控器的1 5 0 % 额定转速输出
信 号 ，则启动紧急事故停机流程。过速保护动作流
情 况 ，事 故 配 压 阀 可 以 及 时 动 作 停 机 ，防止机组飞
(2) 第 2 级过速保护动作；
逸 ，若不能正常投人，隐患是巨大的。 (2) 原过速保护都属于电气过速保护，万一机组
(3) 纯机械过速保护动作。
i 为满足机组调节保 正值的要求，事故配压阀的关
甩负荷过程中同时发生电气元器件本身故障或者全 机时间需要参照调速器的关机时间，具体可综合考虑
调速器主配压阀
— —p
电磁阀换向阀
^^1
I司 工事 瓶 麵
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接力器 至滤油器压力油p 或机械过速控制油
图4 事故配压阀液压原理图
事故配压阀为失压动作。正 常 情 况 下 ，电磁阀 换向阀不动作，事故配压阀处于图4 所示位置，不影
图 3 原第2 级过速保护动作流程图
备注:1ZXZ、2ZXZ分 别 为 第 1、2套转速测控器
图 2 原 第 2 级过速保护动作原理图
在实际运行中，调速器包含1个紧急停机电磁阀, 具有紧急停机功能。若机组过速，转速测控器就能及 时检测到，并通过计算机监控系统将检测结果传递给 调 速 器 ，调速器接收到检测结果后就会给紧急停机电 磁阀下达动作指令，控制主配压阀关闭导叶接力器。
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1 1 调速器故障丨
I1 事故停机
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1紧停至调速器1 丨分机组开关丨 1正常停机
图 1 原第 1 级过速保护动作流程图
机 组 过 速 115% (1ZXZ) 机 组 过 速 150% (1ZXZ)
1 原过速保护系统动作原理
原过速保护的配置分两级，第 1 级保护动作定 值 为 1 1 5 % 额定转速，第 2 级保护动 作 定 值 为 150% 额定转速，其转速测量装置由2 套转速测控器组成，
第 41卷 第 8期 2018年 8 月
水电姑机电技求
Yol.41 No.8
Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station
Aug.2018
41
水电厂机组过速保护系统的优化完善
程言忠
(浙江浙能华光潭水力发电有限公司，浙 江 杭 州 311322)
厂 交 、直流电源消失的情况，机组过速将无法控制， 接力器移动规律、转社升和压力上升等进行整定。
事故的后果难以想象。
⑶原球形阀控制系统PLC仅有一套交流220 V
电源输入，当机组甩负荷造成第2 级过速保护动作
当 机 组 完 全 停 止 后 ，使 调 速 器 恢 复 至 正 常 停 机 位 置 ，此时方可使事故配压阀复归，在机组开机条件 中 ，应加入事故配压阀复归判据。
响 调 速 器 到 接 力 器 的 油 路 畅 通 ，当 电 磁 阀 换 向 阀 接 收到电气信号或纯机械过速保护装置的液压油信号
2 存在的问题
后 ，动作事故配压阀，切断调速器至接力器的油路，
压 力 油 直 接 从 事 故 配 压 阀 进 入 接 力 器 关 闭 侧 ，使接
(1)
由 图 1、图 3 可以看出，原过速保护没有动作力器关闭导叶而停机。
系统 阀 组 、一 个 差 压 控 制 器 和 一 个 压 力 开 关 组 成 。
液压操作系统阀组接受PLຫໍສະໝຸດ Baidu指 令 ，控制球形阀接力
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〔 非停机态~
事故配压阀安装于主配压阀至接力器油管路
中 ，其液压原理图见图4 。
PT 第 1 套转速测控器配置霍尔开关和发电机 信 号 ， 第 2 套转速测控器配置发电机PT信号。
第 1 级过速保护动作原理是:收到任意一套转 速 测 控 器 的 机 组 1 1 5 % 额 定 转 速 输 出 信 号 ，且导叶
S 在 空 载 以 上 ，则 延 时 1.5 启动事故 停 机 流 程 ，或者
中 图 分 类 号 ：TV734.4
文 献 标 识 码 ：B
DOI ：10.13599/j.cnki.l 1-5130.2018.08.012
文 章 编 号 :1672-5387(2018)08-0041-03
0 引言
水电厂机组过速一般发生在机组甩负荷或空转 情 况 下 调 速 器 失 灵 时 ，其 后 果 是 有 可 能 导 致 机 组 部 件损坏，甚至是机组出现飞逸造成重大事故。因此， 机 组 过 速 保 护 的 可 靠 动 作 ，对 于 电 厂 的 安 全 稳 定 运 行至关重要。
事 故 配 压 阀 。主要 原 因 为 原 事 故 配 压 阀 因 设 计 不 合
事故配压阀在满足下列条件之一时动作：
理 ，满足不了机组调节保证值的要求，无法投入。鉴
(1) 收 到 任 意 一 套 转 速 测 控 器 的 机 组 1 1 5 % 额
于实践中调速器可能会出现主配压阀拒动等失控的 定转速输出信号，导叶在空载以上，且调速器故障；
摘 要 ：对某水电厂原机组过速保护系统动作原理进行了介绍，针对该保护系统中存在的问题，从更换事故配压
阀、加装纯机械保护装置、对 球 形 阀 PLC控制回路进行改造等方面提出了改进措施，对改进后的效果进行了验证，
对类似水电厂机组过速保护系统的升级改造具有参考价值。
关键词 ：水 电厂;机组;过速保护系统；改造
某水电厂原过速保护系统由调速器、事故配压阀、 主阀、转速测控器、电磁阀、相关控制回路和逻辑等组 成 ，鉴于机组过速保护的重要性，针对原过速保护系统 中存在的安全隐患，电 厂 对 系 麵 行 了 升 级 雌 。
K 程 如 图 1~3所 7 。
(非停机态)
任一机组过速
IY 115%+导叶空载以上
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