[其他]高压化水力机械操作器

说明书

本实用新型是用于水电站自动控制的高压化水力机械操作器，该操作器由供油装置、控制装置、执行装置和指示装置构成。

现有水力机械操作器的供油装置，一般用两台电动机拖动两台低压油泵，通过压力罐，向控制装置供油。低压油泵产生的油压很低，国内一般为2×10⁶至4×10⁶帕〔斯卡〕，国外一般也不超过7×10⁶帕〔斯卡〕。另外，还需附设高压空气压缩机、储气罐等设备。控制装置由开度控制手轮、开度控制针塞、斜板、主配压阀、辅助接力器等非标准专用件组成，其正常手动控制、远动控制与非正常控制（即紧急停机），分属两套机构，即另置紧急故障停机电磁阀，由于它平常不动作，紧急停机有时会失灵，不能完全得到故障保护，而且，控制装置无法实现机组自动并网。在执行装置中，由于接力器（即油缸）与操作器的本体布置在一起，即为合成式结构，所以，还需配置调速轴、拐臂，推拉杆等笨重的机械传动件，才能将其控制扭矩传到水轮机的调速环上。

现有水力机械操作器，由于供油装置选用低压油泵，油压很低，故操作器的体积庞大、笨重，它的大部分组成零件，均为各厂自行设计制作的专用件，用大量的油管路和接头等机械方式连结组装在一起，其三化（即标准化、通用化、系列化）水平低，制造周期长，成本高、漏油、跑气、浪费能源。

本实用新型的目的在于提供一种水力机械操作器，该操作器使用了高压油泵、三位四通电磁阀及微处理机，这样可降低操作器的重量，减小体积，提高操作器的可靠性，并可实现发电机组自动并网，同时其系统装置均可选用标准的液压元器件，缩短生产周期，降低造价，改善漏油跑气现象，节约能源。

本实用新型的目的是通过以下措施来完成的。

（a）供油装置的高压油泵一头接电动机一头通过单向阀与蓄能器和三位四通电磁阀相接，在油路上装有两个压力继电器，与高压油泵相接的还有溢流阀，在通向蓄能器的油路上还装有一个压力表，（b）控制装置有一个微处理机与水轮发电机的出线端相连接，利用水轮发电机的残压，测出本机之频率，并网前，自动跟踪电网并测出其频率，两者同时送入微处理机后相减，当频差大于某一数值时，由微处理机发出指令至三位四通电磁阀，并连续地向开启侧供油，操作油缸操纵调速环，快速打开水轮机的导水叶，直到频差小于某一数值后，微处理机自动地按PID调节规律，断续地控制三位四通电磁阀，使被控发电机的频率逐渐地接近电网频率，微处理机另一头与三位四通电磁阀接通，三位四通电磁阀的两条油路的油腔各与一个单向调速阀相连接，还可以各与一个液控单向阀相接，在一条油路的液控单向阀与操作油缸之间的油路上还可装有一个单向减速阀，（c）执行装置有两个操作油缸，分别与控制装置的两条油路上的液控单向阀相接，在一条油路的操作油缸的活塞杆上安装一个多段关闭机构，还有一个锁定油缸，它与蓄能器用管路连接，在通向锁定油缸的油路上还装有减压阀和二位三通电磁阀。

本操作器的高压油泵为齿轮式或柱塞式高压油泵，可将液压系统的操作油压提高到1.6×10⁷至3×10⁷帕。

本实用新型所选用的皮囊式蓄能器，内充高压惰性气体，皮囊能将油气分开。

为提高控制系统的可靠性和准确性，本实用新型将正常手动控制、远动控制与非正常控制（即紧急停机），均由一个三位四通电磁阀控制，同时引入微处理机控制发电机组自动并网。

本操作器是将三位四通电磁阀控制的操作油缸，布置在水轮机的顶盖上面，可直接操作调速环。

本操作器在于用单向减速阀和多段关闭机构来实现多段关闭规律。

本操作器在于加设了锁定油缸，当停机后，二位三通电磁阀断电，来自减压阀的压力油进入锁定油缸上腔，迫使其锁定头嵌入水轮机的调速环。

本实用新型所使用的供油装置可以为水轮机操作器和蝴蝶阀（或球阀）操作器的公共供油装置。

与现有操作器相比，本实用新型具有十分明显的优点或积极效果。现以YC－－3000操作器为例，说明如下：

（a）体积小、重量轻；

现有操作器的体积约为6.3立方米，重约2吨；

本实用新型的体积约为0.54立方米，重约0.4吨。

（b）节约钢材，降低造价：

现有操作器的执行装置中有一根调速轴，重800公斤；

本实用新型用操作油缸直接操纵调速环，省掉了粗大笨重的调速轴等机械传动件，成本低。

（c）制造容易，生产周期短：

现有操作器采用非标准件专用件，并用油管路和接头等机械方式连接；