实现水轮发电机组导叶延时关闭的液压过速保护装置的制作方法

本实用新型涉及一种水轮发电机组的过速保护装置，具体是一种实现水轮发电机组导叶延时关闭的液压过速保护装置。

背景技术：

水轮发电机组（电站机组）过速保护装置为机械式离心飞逸开关，动作值整定为122%，动作后信号接入监控系统。由监控系统发出事故停机信号接通调速器紧急停机电磁阀，通过紧急停机电磁阀实现机组事故停机。由于通过电气系统在机组过速时发令停机，未设置纯机械过速保护，当电气系统故障或者失电情况下，二级过速保护就无法实现，不能在过速时直接作用于关闭导叶停机，已不能满足电网对于机组过速保护的要求。因此，原机械过速保护装置需要进行升级改造，增设纯机械过速保护装置。

发明人检索到以下相关专利文献：CN204283723U公开了一种过速探测器及包含过速探测器的水轮机过速保护装置，所述过速探测器包括壳体、触碰弹片和伸缩装置，所述壳体内部设有一空腔，伸缩装置活动安装在壳体内部空腔中，所述伸缩装置包括弹片座和弹簧，弹片座的顶部沿周向设有环形凸块，所述弹簧套装在弹片座上，弹簧的上端固定在环形凸块的下端，弹簧的下端与壳体空腔的底部相接触，在弹簧的作用下弹片座的上表面与空腔的顶部相接触，所述弹片座上表面的中部设有凹槽，凹槽内设有离心块，用螺栓将离心块固定在所述凹槽内，所述触碰弹片安装在弹片座的下表面上。CN201526408U开了一种水轮发电机组液压过速保护装置，包括相对设置的过速探测器和过速保护器，过速探测器包括环抱在水机主轴上的法兰和设置在法兰上的离心块；过速保护器包括一侧面开设有孔腔的保护套壳，保护套壳中设置有脱扣器和通过脱扣器带动的机械液压阀，机械液压阀的工作腔与孔腔相贯通。CN107061105A公开了一种纯机械过速保护装置的安装架及安装方法，涉及机械设计领域。所述安装架包括安装支臂和安装间隙调节装置，其中，所述安装支臂包括第一滑槽、滑动安装板和支臂法兰；所述安装间隙调节装置包括滚动螺杆、滑杆、滑杆法兰、滑架和百分表。通过旋转螺杆控制待安装脱扣器沿第一滑槽移动来调节安装间隙，同时通过滑架和百分表精确测量螺杆的行程从而确定脱扣器和离心探测器之间的安装间隙。

以上这些技术对于如何使水轮发电机组的过速保护装置做到结构简单，安装方便，工作可靠，并未给出具体的指导方案。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种实现水轮发电机组导叶延时关闭的液压过速保护装置，它结构简单，安装方便，工作可靠。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种实现水轮发电机组（即实现抽水蓄能机组）导叶延时关闭的液压过速保护装置（或者说是水轮发电机组液压过速保护装置），具有脱扣器、与脱扣器组装在一起的配压阀、支架、离心探测器、安装于水轮机主轴上随水轮机主轴一起转动的安装环，安装环为测速齿盘，其中，所述脱扣器安装在外部设置的支架上，安装环上对称固定有一个安装块和一个平衡块，其技术方案在于：所述的离心探测器具有外壳、顶盖、支撑体、离心块、螺柱、左侧弹簧座、右侧弹簧座、压簧、第一螺母、第二螺母、螺纹接头，顶盖与支撑体通过多个螺栓连接在一起，离心块设于顶盖的圆形中心孔和支撑体的圆形中心孔中，且离心块的外侧端即尖角端从顶盖的圆形中心孔中伸出，离心块的内侧端由固定于支撑体上的右侧弹簧座限位，压簧套在螺柱上，压簧的两端分别由左侧弹簧座和右侧弹簧座限位，顶盖与离心块之间具有限制离心块行程的空腔，离心块的外圆周面上的边缘凸起设于所述的空腔内并由该空腔的前后侧壁限位，螺柱的一端穿过右侧弹簧座的通孔与离心块的内侧端固定连接并由第一螺母锁定，螺柱的另一端穿过左侧弹簧座的通孔并由第二螺母锁定，外壳的前端与顶盖的外圆周面、支撑体的外圆周面固定连接（可以是焊接），外壳的内侧端即尾端具有上述螺纹接头，离心探测器通过所述的螺纹接头固定于上述安装块上；所述的支架具有底座、安装于底座上的槽钢、安装板，安装板具有中间钢板、分别位于中间钢板两侧的左侧翼板、右侧翼板，安装板中的中间钢板固定于槽钢的上端面，所述脱扣器的底座通过螺栓固定安装于中间钢板上而使脱扣器安装在支架上；左侧翼板、右侧翼板上皆设有若干个对安装环进行测速的感应式接近开关（感应式接近开关传感器），感应式接近开关与所述脱扣器相连接(电连接)。

上述技术方案中，本实用新型的优选方案可以是：所述的感应式接近开关（传感器）的感应面与安装环即测速齿盘的齿顶面相对应，感应式接近开关（传感器）的感应面与所述测速齿盘的齿顶面之间的距离为2.5~3mm，选择2.5mm。螺纹接头上的螺纹最好为M20的外螺纹。

本实用新型将液压过速保护装置的液压控制阀串接在机组紧急停机回路和导叶关闭规律回路中。正常运行时，离心探测器不会动作，脱扣器及配压阀为复位状态，液压阀仅作为油路的一部分，对机组运行无影响。机组转速达到保护设定值122%额定转速时，离心探测器动作，脱扣器及配压阀动作，切换液压阀油路，改变机组液压回路状态，控制导叶延时关闭，机组停机。离心探测器的核心元件是压簧和离心块，工作原理是压簧在事先根据过速动作时的离心力被预压紧。离心探测器通过安装环固定在水轮机主轴上，并随水轮机主轴的旋转而运动。离心探测器的离心块在离心力的作用下，离心力大于压簧的预紧力时（机组转速达到122%时），会产生向外的位移，当这个位移量等于或大于离心探测器和脱扣器摆轮之间的安装间隙时，离心块撞击摆轮，使脱扣器产生脱扣动作，脱扣后，在弹簧扭力作用下，摆轴发生旋转，带动凸轮产生旋转，从而推动配压阀的活塞杆运动切换油路。

本实用新型的离心探测器具有外壳、顶盖、支撑体、离心块、螺柱、左侧弹簧座、右侧弹簧座、压簧、第一螺母、第二螺母、螺纹接头，顶盖与支撑体通过多个螺栓连接在一起，离心探测器通过螺纹接头固定于安装块上。经试验，本实用新型的离心探测器工作更可靠，所述的支架具有底座、槽钢、安装板，安装板具有中间钢板、分别位于中间钢板两侧的左、右侧翼板，中间钢板焊接于槽钢的上端面，脱扣器的底座通过螺栓固定安装于中间钢板上而使脱扣器安装在支架上；左侧翼板、右侧翼板上皆设有若干个对安装环进行测速的感应式接近开关，它结构简单，安装更方便。

综上所述，本实用新型结构简单，安装方便（安装工效高），工作可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图（主视图）。

图2为本实用新型中安装环、支架、脱扣器、离心探测器相连接的结构示意图（拆开状态）。

图3为本实用新型中安装环、支架、脱扣器、离心探测器相连接的结构示意图（组装状态）。

图4为图3中A向的视图。

图5为本实用新型中离心探测器的结构示意图。

图6为使用本实用新型后（实现水轮发电机组导叶延时关闭的）液压系统图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例：如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型的实现水轮发电机组导叶延时关闭的液压过速保护装置具有脱扣器5、与脱扣器组装在一起的配压阀5a、支架4、离心探测器3、安装于水轮机主轴上随水轮机主轴一起转动的安装环1，安装环1为测速齿盘，安装环1上带有连接件2，连接件2包括内六角螺钉、螺母、弹簧垫圈。其中，所述脱扣器5安装在外部设置的支架4上，安装环1上对称固定有一个安装块101和一个平衡块102。所述的离心探测器3具有外壳301、顶盖305、支撑体304、离心块308、螺柱302、左侧弹簧座312、右侧弹簧座310、压簧311、第一螺母303、第二螺母313、螺纹接头314，顶盖305与支撑体304通过多个螺栓309连接在一起，离心块308设于顶盖305的圆形中心孔和支撑体304的圆形中心孔中，且离心块308的外侧端即尖角端从顶盖305的圆形中心孔中伸出，离心块308的内侧端由固定于支撑体上的右侧弹簧座310限位，压簧311套在螺柱302上，压簧311的两端分别由左侧弹簧座312和右侧弹簧座310限位。顶盖305与离心块308之间具有限制离心块行程的空腔307，离心块308的外圆周面上的边缘凸起设于所述的空腔307内并由该空腔的前后侧壁限位，螺柱302的一端穿过右侧弹簧座的通孔与离心块的内侧端固定连接并由第一螺母303锁定，螺柱302的另一端穿过左侧弹簧座的通孔并由第二螺母313锁定，外壳301的前端与顶盖305的外圆周面、支撑体304的外圆周面固定连接（可以是焊接），外壳301的内侧端即尾端具有上述螺纹接头314。离心探测器3通过所述的螺纹接头314固定于上述安装块101上。所述的支架4具有底座403、（固定）安装于底座上的槽钢402、安装板401，安装板401具有中间钢板401b、分别位于中间钢板两侧的左侧翼板401a、右侧翼板401c，安装板中的中间钢板401b固定于（可以是焊接于）槽钢402的上端面，所述脱扣器5的底座通过螺栓固定安装于中间钢板401b上而使脱扣器5安装在支架4上。左侧翼板401a、右侧翼板401c上皆设有若干个对安装环1进行测速的感应式接近开关6，感应式接近开关6与所述脱扣器5相连接，当机组转速达到保护设定值122%额定转速时，脱扣器产生脱扣动作。上述（各）感应式接近开关6的感应面与安装环即测速齿盘的齿顶面相对应，感应式接近开关6的感应面与所述测速齿盘的齿顶面之间的距离X为2.5~3mm，选择2.5mm，这样，本实用新型工作更可靠。标记X在图4中。上述的螺纹接头314上的螺纹为M20的外螺纹。

如图6所示，液压阀AD301与脱扣器相连接，脱扣器的动作将造成液压阀油回路的转换。液压阀AD302与紧急停机电磁阀AD200串在同一回路上，机械过速动作时切断导叶开启油压。液压阀AD303与导叶关闭规律控制电磁阀AD100串在同一回路上，起到动作延时的作用。所述电磁阀AD200为紧急停机电磁阀，电磁阀AD100为导叶关闭规律控制电磁阀。接力器AE201为导叶关闭规律接力器，它的行走时间即是延时时间。液压阀AQ201与AQ202需要接力器来操作油回路的装换从而实现接力器的关闭控制。附图标记Y1、Y2、Y3为改进部分，Y1中包含本实用新型的过速保护装置。

正常情况下：液压阀AD301、 AD302、AD303均走平行回路，当机组机械过速动作后，三个液压阀油回路均发生变化，走交叉回路。液压阀AD303走交叉回路后，液压油抵达延时关闭规律控制接力器的右侧，活塞杆向左移动，此时导叶无法关闭，待延时关闭接力器动作到位后，接力器开始关闭，最终实现延时功能。而且延时时间可以通过液压阀上的节流片来调整。此油回路实现了纯机械过速下利用机械原理实现延时关闭的功能。

综上所述，本实用新型结构简单，安装方便，工作可靠，与已有技术（尤其是背景技术中记载的有关技术）相比，本实用新型具有机械过速保护功能，实现了延时关闭的功能。本实用新型安装工效提高了25%以上。