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摘要：随着我国经济的快速发展，对能源的需求量不断增大，水力发电厂的数量也在迅速增加。在水力发电厂的运行过程中，如何保证发电机组的运行安全一直是十分重要的问题，当发电机组转速过高时，需要有效的手段对其进行过速保护，于是机械液压过速保护系统便应运而生。本文对机械液压过速保护系统在水电站中应用进行探讨。
关键词：机械液压过速保护系统；水电站；应用
1、案例
某水电站总装机容量为2400MW（4×600MW），保证出力为726.3/1059MW，多年平均发电量为111.29/118.7亿kW·h，年利用小时数为4637/4946h。其主要任务是发电，在电力系统中承担调峰及调频任务。该水电站已经投产发电五年，现使用的是JXB机械液压过速保护系统。对该水电站机械液压过速保护系统应用进行研究对于保证其稳定运行有着积极的意义。
2、机械液压过速保护系统及其工作原理
机械液压过速保护系统通常由四个部分组成，分别为离心探测器、切换阀、脱扣器和机械位置开关，其中离心探测器的主要作用是实时的监测发电机组的运转速度，通常会放置在大型发电机组的旋转主轴上。离心探测器内会安装一个压力弹簧，主轴在旋转时会产生一个离心力给弹簧施加压力。在发电机组转速与额定转速相符时，所产生的离心力相对较小，所以压力弹簧不会产生剧烈变化，这时的过速保护系统不会启动。随着发电机组转速的提升，离心力也会不断的增大，当压力弹簧所承受的压力达到一定值时，弹簧会被大幅度压缩，从而使与其相连的活动柱塞发生位移撞击切换阀，然后激发过速保护系统。在激活状态下，切换阀的状态改变，压力油发生流动，令事故配压阀两侧形成压力差，推动事故配压阀阀芯向压力较小的一侧移动，压力油得以继续向前流入导叶接力器，触发接力器关闭导叶并启动电气回路，最终关闭进水主阀，使发电机组停机。与此同时，机械液压过速保护系统的电气接点导通，向上位机发送事故停机信号，确保工作人员能够及时发现意外状况，并作出合理的处理决定。
3、机械液压过速保护系统的保护作用
机械液压过速保护系统在水电站中的应用，主要体现在对于水电站发电机组过速运行的保护上。发电机组作为实现水电站发电运行的重要设备，在水电站发电运行中具有非常重要的作用和影响。在水电站发电运行中，由于发电机组本身的结构比较复杂，运行中一旦发生故障，不仅会对于水电站的正常工作运行造成不利影响，严重的还会造成发电机组飞逸事故，造成极大的经济损失。基于此种情况，可以得出在水电站的设计过程中，发电机组的保护系统设计是重中之重。
发电机组在工作过程中，有时会出现转速过高的现象，通常情况下，调速器将会对机组的转速进行调节。若调速器的工作出现异常，机组转速未能及时得到调节，转速测量装置便会向过速保护系统发出信号，此时过速保护系统将会启动保护措施，关闭机组进水主阀令机组停机，从而达到对机组进行保护的目的。目前我国大部分水电站采用的过速保护系统均为电气过速保护系统，此系统虽然能够与计算机进行连接，自动化水平相对较高，但是由于系统需要专门的测速装置对机组转速进行测量，因此一旦测速装置出现问题，系统将难以及时对机组的过速作出反应。同时，电气过速保护系统的操作需要依靠电力进行驱动，若水电站的供电系统发生故障，系统便无法对发电机组实施停机作业。如果不能尽快处理发电机组的过速现象，很可能会导致机组发生飞逸事故，给水电站带来严重的损失。为了防止此现象的发生，在对水电站进行设计施工时，需要安装一套能够在电力系统故障时依旧正常工作的过速保护系统。
机械液压过速保护系统具有操作简单、建造便捷、成本低廉以及其它多种性能优势，最重要的一点是，机械液压过速保护系统在进行保护工作时，不需要配备电能供应设备，所以在水电站中具有非常好的应用前景。而且机械液压过速保护装置不需要使用专用设备对发电机的转速进行监测，而是使用其系统自带的离心探测设备进行转速监测，如果发电机组的转速过快，保护系统就会控制启动液压设备以关闭进水主阀，使发电机组停机，有效防止水电站发电机组飞逸事故，提高水电站运转的安全性。
4、机械液压过速保护系统在水电站应用中的注意事项
首先，离心探测器、柱塞和切换阀之间的安装距离需要完全按照厂家的规定进行安装调整，且切换阀的固定位置需要与厂方规定的相一致，以保证离心探测器在发电机组转速过高时能够有效地触发切换器进行转换。
其次，在进行发电机组运行保护中，由于不同类型的发电机组其在实际工作中的运行速度之间也存在着一定的差别，针对这种情况，如果发电机组的额定转速比较低，运行过程中所产生的离心作用也就相对比较小，难以克服弹簧的作用力改变离心探测器的位置。因此，在进行保护系统的离心探测器安装中应注意结合这种情况，选择合适的安装位置及合适的压力弹簧，以保证对于发电机组的运行保护。
最后，在机械液压过速保护系统安装调试完毕后，应该对其进行无水状态下的模拟试运行，以检查系统的各个部分是否能够正常工作，保证过速保护系统在机组过速时能够正常启动，准确地关闭进水主阀。同样，若在对发电机组进行检修时，将安装在机组大轴上的离心探测器卸下，重新组装后，也应进行过速保护试验。当机械液压过速保护系统启动后，需要人工恢复才可使系统回到正常状态，以保证机组的运行安全。
5、JBX机械液压过速保护设备
JBX机械液压过速保护设备集成了国内外同类产品的优势。该机械液压过速保护系统主要由过速探测器、过速保护器组成，属于大型旋转设备的纯机械无源过速保护装置。当发电机组转速过高达到设定值的时候，JXB机械液压过速保护设备就可以通过油压装置油压切换油路，利用液压系统使发电机组停止运行，避免飞逸事故的发生。
6、结束语
机械液压过速保护系统具有结构简单、操作方便、性能稳定、价格合理等特点，并且能在测速装置失灵、电力供给异常的情况下对发电机组进行过速保护，维护了发电机组的运行安全，避免了机组飞逸事故对水电站造成的损失，是水电站过速保护设计方案的较佳选择。
参考文献：
[1]水轮发电机组过速保护系统设计方案研究[J].王汉超，郭超.人民长江.2015（21）.
[2]关于水电站水机一级过速保护优化和改进探讨[J].陳流.现代制造技术与装备.2014（03）.
（作者单位：四川久隆水电开发有限公司）
关键词：机械液压过速保护系统；水电站；应用
1、案例
某水电站总装机容量为2400MW（4×600MW），保证出力为726.3/1059MW，多年平均发电量为111.29/118.7亿kW·h，年利用小时数为4637/4946h。其主要任务是发电，在电力系统中承担调峰及调频任务。该水电站已经投产发电五年，现使用的是JXB机械液压过速保护系统。对该水电站机械液压过速保护系统应用进行研究对于保证其稳定运行有着积极的意义。
2、机械液压过速保护系统及其工作原理
机械液压过速保护系统通常由四个部分组成，分别为离心探测器、切换阀、脱扣器和机械位置开关，其中离心探测器的主要作用是实时的监测发电机组的运转速度，通常会放置在大型发电机组的旋转主轴上。离心探测器内会安装一个压力弹簧，主轴在旋转时会产生一个离心力给弹簧施加压力。在发电机组转速与额定转速相符时，所产生的离心力相对较小，所以压力弹簧不会产生剧烈变化，这时的过速保护系统不会启动。随着发电机组转速的提升，离心力也会不断的增大，当压力弹簧所承受的压力达到一定值时，弹簧会被大幅度压缩，从而使与其相连的活动柱塞发生位移撞击切换阀，然后激发过速保护系统。在激活状态下，切换阀的状态改变，压力油发生流动，令事故配压阀两侧形成压力差，推动事故配压阀阀芯向压力较小的一侧移动，压力油得以继续向前流入导叶接力器，触发接力器关闭导叶并启动电气回路，最终关闭进水主阀，使发电机组停机。与此同时，机械液压过速保护系统的电气接点导通，向上位机发送事故停机信号，确保工作人员能够及时发现意外状况，并作出合理的处理决定。
3、机械液压过速保护系统的保护作用
机械液压过速保护系统在水电站中的应用，主要体现在对于水电站发电机组过速运行的保护上。发电机组作为实现水电站发电运行的重要设备，在水电站发电运行中具有非常重要的作用和影响。在水电站发电运行中，由于发电机组本身的结构比较复杂，运行中一旦发生故障，不仅会对于水电站的正常工作运行造成不利影响，严重的还会造成发电机组飞逸事故，造成极大的经济损失。基于此种情况，可以得出在水电站的设计过程中，发电机组的保护系统设计是重中之重。
发电机组在工作过程中，有时会出现转速过高的现象，通常情况下，调速器将会对机组的转速进行调节。若调速器的工作出现异常，机组转速未能及时得到调节，转速测量装置便会向过速保护系统发出信号，此时过速保护系统将会启动保护措施，关闭机组进水主阀令机组停机，从而达到对机组进行保护的目的。目前我国大部分水电站采用的过速保护系统均为电气过速保护系统，此系统虽然能够与计算机进行连接，自动化水平相对较高，但是由于系统需要专门的测速装置对机组转速进行测量，因此一旦测速装置出现问题，系统将难以及时对机组的过速作出反应。同时，电气过速保护系统的操作需要依靠电力进行驱动，若水电站的供电系统发生故障，系统便无法对发电机组实施停机作业。如果不能尽快处理发电机组的过速现象，很可能会导致机组发生飞逸事故，给水电站带来严重的损失。为了防止此现象的发生，在对水电站进行设计施工时，需要安装一套能够在电力系统故障时依旧正常工作的过速保护系统。
机械液压过速保护系统具有操作简单、建造便捷、成本低廉以及其它多种性能优势，最重要的一点是，机械液压过速保护系统在进行保护工作时，不需要配备电能供应设备，所以在水电站中具有非常好的应用前景。而且机械液压过速保护装置不需要使用专用设备对发电机的转速进行监测，而是使用其系统自带的离心探测设备进行转速监测，如果发电机组的转速过快，保护系统就会控制启动液压设备以关闭进水主阀，使发电机组停机，有效防止水电站发电机组飞逸事故，提高水电站运转的安全性。
4、机械液压过速保护系统在水电站应用中的注意事项
首先，离心探测器、柱塞和切换阀之间的安装距离需要完全按照厂家的规定进行安装调整，且切换阀的固定位置需要与厂方规定的相一致，以保证离心探测器在发电机组转速过高时能够有效地触发切换器进行转换。
其次，在进行发电机组运行保护中，由于不同类型的发电机组其在实际工作中的运行速度之间也存在着一定的差别，针对这种情况，如果发电机组的额定转速比较低，运行过程中所产生的离心作用也就相对比较小，难以克服弹簧的作用力改变离心探测器的位置。因此，在进行保护系统的离心探测器安装中应注意结合这种情况，选择合适的安装位置及合适的压力弹簧，以保证对于发电机组的运行保护。
最后，在机械液压过速保护系统安装调试完毕后，应该对其进行无水状态下的模拟试运行，以检查系统的各个部分是否能够正常工作，保证过速保护系统在机组过速时能够正常启动，准确地关闭进水主阀。同样，若在对发电机组进行检修时，将安装在机组大轴上的离心探测器卸下，重新组装后，也应进行过速保护试验。当机械液压过速保护系统启动后，需要人工恢复才可使系统回到正常状态，以保证机组的运行安全。
5、JBX机械液压过速保护设备
JBX机械液压过速保护设备集成了国内外同类产品的优势。该机械液压过速保护系统主要由过速探测器、过速保护器组成，属于大型旋转设备的纯机械无源过速保护装置。当发电机组转速过高达到设定值的时候，JXB机械液压过速保护设备就可以通过油压装置油压切换油路，利用液压系统使发电机组停止运行，避免飞逸事故的发生。
6、结束语
机械液压过速保护系统具有结构简单、操作方便、性能稳定、价格合理等特点，并且能在测速装置失灵、电力供给异常的情况下对发电机组进行过速保护，维护了发电机组的运行安全，避免了机组飞逸事故对水电站造成的损失，是水电站过速保护设计方案的较佳选择。
参考文献：
[1]水轮发电机组过速保护系统设计方案研究[J].王汉超，郭超.人民长江.2015（21）.
[2]关于水电站水机一级过速保护优化和改进探讨[J].陳流.现代制造技术与装备.2014（03）.
（作者单位：四川久隆水电开发有限公司）