[实用新型]一种交直流高可靠性电动主阀操作系统

说明书

本实用新型涉及水电站主阀控制技术领域，公开了一种交直流高可靠性电动主阀操作系统，包括工作电源、启闭电机、UPS电源以及变频器，工作电源为380V三相交流电源，启闭电机为三相电机；工作电源的输出端设置有总闸开关，UPS，启闭电机的输入端通过双电源自动投切装置分别与总闸开关的输出端、UPS的输出端电性连接，变频器可改变电动机正反转和对电路进行各项保护。本实用新型采用双电源自动投切装置将启闭电机分别与工作电源和UPS电源电性连接，在工作电源出现紧急状况无法为启闭电机供电时，UPS中的蓄电池组通过正弦波逆变器输出可供启闭电机运转的三相交流电源，满足启闭电机的正常运转，保证主阀能够在紧急情况正常开启或关闭。

技术领域

本实用新型涉及水电站主阀控制技术领域，具体涉及一种交直流高可靠性电动主阀操作系统。

背景技术

水电站运行过程中如果发生事故，在停机过程中同时发生水轮机导水机构剪断销(即导水机构的机械保护失灵，无法关闭机组导叶切断进入机组的水流)剪断，机组转速升高达到额定转速140％即需要启动机组紧急事故，停机关闭主阀(一般中等水头以上水电站采用的主阀有闸阀、蝶阀、球阀，其操作回路大致相同)。事故停机时，发电中断，河道进入机组的来水不能再由机组导叶关闭，按照能量守恒的原理，进入机组的水流携带的能量将使得机组转速大大升高，甚至造成机组严重过速，此种故障称为机组“飞逸”，机组因转速过高，可能引起一系列的甩坏水轮机、过电压等发电机组的破坏性事故。此时只能依靠安装于导水机构前端、压力管道末端的主阀执行紧急关闭任务，切断进入机组的水流。在这种危急的时刻往往易同时发生电网解列、机组事故停机、厂用电中断；而大多数水电站目前的主阀都是交流异步电动机操作，厂用电因故中断时电动机根本无法启动关闭主阀，这种情况下，水轮发电机组将承受极大的机组过速的危险。每年都有不少电站汛期因故厂用电中断不能及时关闭主阀引起重大机组飞逸事故。

水电站目前主阀的提高可靠性措施一是重锤式主阀，二是液压操作式主阀。重锤式主阀是在厂用电正常时，主阀打开后利用提升机构把一块重约数吨(视主阀大小而异)的铸钢重锤举高悬在空中，当需要关闭主阀而又发生厂用电中断时，将重锤落下，利用机械机构把重锤落下的势能传递到主阀操作轴上使得主阀关闭。液压式主阀是另外装设一套液压驱动装置，在厂用电正常时，通过油泵电动机将液压油泵入一个密封的高压油罐，油罐上部充70％体积的气体，下部30％体积液压油，再配以驱动接力器和操作拐臂，将密封油罐中储能释放经接力器拐臂驱动关闭主阀。

但是，重锤式蝶阀效率低，重锤落下动作过程危险，可靠性不高；液压式主阀需另外一套液压蓄能油罐、油泵、及接力器拐臂等控制机构，造价高，运行维护复杂，且液压与机械、电气部分配合困难且复杂，使得整体可靠性不高。因此极有必要就现行小型水电主阀、主阀操作系统进行改进充实提高。

实用新型内容

基于以上问题，本实用新型提供一种交直流高可靠性电动主阀操作系统，采用双电源自动投切装置，将启闭电机分别与工作电源和UPS电源(蓄电池组及三相正弦波逆变器)电性连接，在工作电源出现紧急状况无法为启闭电机供电时，UPS电源输出可供启闭电机运转的三相交流电源，满足启闭电机的正常运转，保证主阀能够在紧急情况正常开启或关闭。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种交直流高可靠性电动主阀操作系统，包括工作电源和启闭电机，启闭电机通过变频器与工作电源电性连接，工作电源为380V三相交流电源，启闭电机为三相电机；工作电源的输出端设置有总闸开关，还包括高可靠UPS电源的蓄电池组和正弦波逆变器，UPS电源的蓄电池组的输出端与正弦波逆变器的输入端电性连接，启闭电机的输入端通过双电源自动投切装置分别与总闸开关的输出端、UPS电源(正弦波逆变器)的输出端电性连接；变频器串联连接于双电源自动投切装置与所述启闭电机之间。

在上述方案中，UPS电源可采用高可靠短时负荷UPS，其中包含蓄电池组和正弦逆变器；总闸开关可采用带分励脱扣的总闸开关；

进一步地，电源的输入端串联有电源保护器。