專利名稱：一種轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水力機(jī)械工程，特別是一種轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)裝置及方法。
背景技術(shù)：
低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)都是雙重調(diào)節(jié)，也就是水輪機(jī)活動(dòng)導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪葉片 聯(lián)動(dòng)。通過(guò)試驗(yàn)和實(shí)踐證明，低水頭水輪機(jī)采用雙重調(diào)節(jié)，能使水輪機(jī)獲得更寬的高效率區(qū)域，提高水輪機(jī)的綜合效率，最大限度的利用水能，獲取最大的動(dòng)能。雙重調(diào)節(jié)是這樣調(diào)節(jié)的隨著機(jī)組出力的增大活動(dòng)導(dǎo)葉開度增大，水輪機(jī)的應(yīng)用流量增大，轉(zhuǎn)輪葉片的角度增大，機(jī)組出力減少反之；停機(jī)時(shí)活動(dòng)導(dǎo)葉開度減小(關(guān)閉)，轉(zhuǎn)輪葉片角度減小(最小)，開機(jī)時(shí)反之。這樣調(diào)節(jié)是眾所周知的，但是，有兩個(gè)問(wèn)題，在正常運(yùn)行、開機(jī)時(shí)提高水輪機(jī)的效率、獲取最大的能量是正確的，而在水輪機(jī)停機(jī)或由發(fā)電工況過(guò)度到調(diào)相工況過(guò)程中，水輪機(jī)有一個(gè)水輪機(jī)工況到反水泵工況和調(diào)相壓氣的過(guò)度時(shí)段，這時(shí)這種調(diào)節(jié)1、在停機(jī)或由發(fā)電工況過(guò)渡到調(diào)相工況(調(diào)相壓氣)的時(shí)段水輪機(jī)都有反水泵工況，在這種情況下導(dǎo)葉開度減小機(jī)組流量減小、轉(zhuǎn)輪葉片角度減小是反水泵工況的揚(yáng)程增高，這樣就成為立式機(jī)組停機(jī)和過(guò)渡過(guò)程發(fā)生抬機(jī)的主要因素，如葛州機(jī)組停機(jī)抬機(jī)，我院設(shè)計(jì)的敘利亞迪什林電站機(jī)組在調(diào)相壓氣過(guò)程中抬機(jī)等；對(duì)臥式機(jī)組增大軸向后推力。使機(jī)組穩(wěn)定性降低。2、這時(shí)機(jī)組不需要獲得很多的水能而需要很快停下來(lái)或是過(guò)渡過(guò)程很快完成，而按上述調(diào)節(jié)水輪機(jī)活動(dòng)導(dǎo)葉都向0開度關(guān)閉，轉(zhuǎn)輪葉片將向最小角度位置減小，在過(guò)程中都能是水輪機(jī)獲取最大的水能不利于停機(jī)和過(guò)渡時(shí)間的減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水輪機(jī)停機(jī)和有調(diào)相要求的機(jī)組由發(fā)電工況過(guò)渡到調(diào)相工況(調(diào)相壓水)過(guò)程，具有大葉片角度關(guān)機(jī)的轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)裝置及方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)裝置，其特征是水輪機(jī)通過(guò)同步機(jī)構(gòu)與離心擺連接，離心擺與導(dǎo)葉配壓閥通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)連接，導(dǎo)葉配壓閥與導(dǎo)葉接力器油路連接，通過(guò)油路操控導(dǎo)葉接力器的開或關(guān)或停；在導(dǎo)葉接力器與同步機(jī)構(gòu)之間連接有反饋單元；同時(shí)，導(dǎo)葉接力器通過(guò)依次連接的位移傳感器、處理單元、液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)構(gòu)成的電氣協(xié)聯(lián)與葉片配壓閥電連接，葉片配壓閥與葉片接力器油路連接，葉片接力器在與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片連接。所述的反饋單元包括反饋桿、硬反饋、緩沖器，反饋桿、硬反饋、緩沖器構(gòu)成環(huán)形結(jié)構(gòu)連接在離心擺和導(dǎo)葉接力器之間。一種轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)的方法，其特征是至少包括如下過(guò)程 開機(jī)，通過(guò)操作導(dǎo)葉配壓閥閥芯向上移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器打開活動(dòng)導(dǎo)葉，隨之由電氣協(xié)
聯(lián)機(jī)構(gòu)控制使葉片配壓閥控制葉片接力器，由葉片接力器將轉(zhuǎn)輪葉片角度開到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度對(duì)應(yīng)角度；
開機(jī)后，由離心擺傳感機(jī)組的轉(zhuǎn)速，離心擺測(cè)出機(jī)組的轉(zhuǎn)速如果轉(zhuǎn)速大于給定值，機(jī)組的用電負(fù)荷減少，離心擺就通過(guò)杠桿連接機(jī)構(gòu)操作導(dǎo)葉配壓閥閥芯向下移動(dòng)，操控導(dǎo)葉接力器將活動(dòng)導(dǎo)葉開度關(guān)小，反饋系統(tǒng)再把活動(dòng)導(dǎo)葉開度關(guān)小的信號(hào)反饋到導(dǎo)葉配壓閥，使調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定在新的狀態(tài)；同時(shí)電氣協(xié)聯(lián)的位移傳感器檢測(cè)活動(dòng)導(dǎo)葉關(guān)小的信號(hào)，由處理單元經(jīng)進(jìn)行計(jì)算處理，控制液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將葉片配壓閥閥芯向下移動(dòng)，操作葉片接力器使轉(zhuǎn)輪葉片角度減小到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度對(duì)應(yīng)的角度；
如果離心擺測(cè)出的機(jī)組轉(zhuǎn)速小于給定值，離心擺通過(guò)杠桿連接機(jī)構(gòu)操作導(dǎo)葉配壓閥閥芯向上移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器打開活動(dòng)導(dǎo)葉，反饋系統(tǒng)再把打開活動(dòng)導(dǎo)葉的信號(hào)反饋到導(dǎo)葉配壓閥，使調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定在另一狀態(tài)；電氣協(xié)聯(lián)的位移傳感器檢測(cè)到這個(gè)打開活動(dòng)導(dǎo)葉的信號(hào)，由處理單元進(jìn)行計(jì)算處理，控制 液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將葉片配壓閥閥芯向上移動(dòng)，操作葉片接力器使轉(zhuǎn)輪葉片角度開到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度對(duì)應(yīng)的角度；
停機(jī)，通過(guò)操作導(dǎo)葉配壓閥閥芯向下移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器關(guān)閉活動(dòng)導(dǎo)葉，通過(guò)電氣協(xié)聯(lián)控制，使轉(zhuǎn)輪葉片角度開大。本發(fā)明的技術(shù)效果為
I、可防止立式水輪發(fā)電組在停機(jī)和由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換到調(diào)相工況過(guò)程中發(fā)生抬機(jī)，減少臥式水輪發(fā)電機(jī)組在這兩個(gè)過(guò)程中水流對(duì)機(jī)組的軸向后推力，提高機(jī)組的穩(wěn)定性；2、有利于機(jī)組的停機(jī)，增加制動(dòng)力矩；有利于縮短由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換到調(diào)相工況過(guò)程的時(shí)間，使機(jī)組很快過(guò)度到穩(wěn)定狀態(tài)；3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
圖I是本發(fā)明實(shí)施例電氣協(xié)聯(lián)示意 附圖標(biāo)記如下
I.離心擺、2.導(dǎo)葉配壓閥、3.導(dǎo)葉接力器、4.反饋桿、5.硬反饋、6.緩沖器、7.位移傳感器、8.處理單元、9.液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、10.葉片配壓閥、11.葉片接力器。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，水輪機(jī)通過(guò)同步機(jī)構(gòu)與離心擺I連接，由離心擺I同步傳感機(jī)組的轉(zhuǎn)速，離心擺I與導(dǎo)葉配壓閥2通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)連接，導(dǎo)葉配壓閥2與導(dǎo)葉接力器3油路連接，通過(guò)油路操控導(dǎo)葉接力器3的開或關(guān)或停。導(dǎo)葉接力器3用于控制活動(dòng)導(dǎo)葉的開度，在導(dǎo)葉接力器3與同步機(jī)構(gòu)之間連接有反饋單元；同時(shí)，導(dǎo)葉接力器3通過(guò)依次連接的位移傳感器7、處理單元8、液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)9構(gòu)成的電氣協(xié)聯(lián)與葉片配壓閥10電連接，葉片配壓閥10與葉片接力器11油路連接，葉片接力器11在與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片連接，葉片接力器11控制轉(zhuǎn)輪葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。反饋單元包括反饋桿4、硬反饋5、緩沖器6，反饋桿4、硬反饋5、緩沖器6構(gòu)成環(huán)形結(jié)構(gòu)連接在離心擺I和導(dǎo)葉接力器3之間，用于完成調(diào)速系統(tǒng)的反饋，作用是維持調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定。電氣協(xié)聯(lián)包括有位移傳感器7、處理單元8、液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)9構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)的協(xié)聯(lián)機(jī)構(gòu)，作用是實(shí)現(xiàn)活動(dòng)導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪葉片之間的互動(dòng)。葉片配壓閥10操控葉片接力器11的開或關(guān)或停。協(xié)聯(lián)編程在原協(xié)聯(lián)要求的基礎(chǔ)上，機(jī)組停機(jī)和由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換為調(diào)相工況水機(jī)活動(dòng)導(dǎo)葉在任何開度關(guān)閉時(shí)，要求轉(zhuǎn)輪葉片角度增大，隨后待機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)或由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換為調(diào)相工況(調(diào)相壓水)完成以后，再將轉(zhuǎn)輪葉片角度恢復(fù)到原協(xié)聯(lián)要求的角度，協(xié)聯(lián)關(guān)系恢復(fù)到 原有狀態(tài)。調(diào)速系統(tǒng)的工作原理水輪機(jī)工作時(shí)，離心擺I測(cè)出機(jī)組的轉(zhuǎn)速如果轉(zhuǎn)速大于給定值，機(jī)組的用電負(fù)荷減少，離心擺I就通過(guò)杠桿連接機(jī)構(gòu)操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向下移動(dòng)，操控導(dǎo)葉接力器3將活動(dòng)導(dǎo)葉開度關(guān)小，反饋系統(tǒng)(反饋桿4、硬反饋5、緩沖器6)再把這個(gè)關(guān)小的信號(hào)反饋回去是調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定在新的狀態(tài)。電氣協(xié)聯(lián)的位移傳感器7檢測(cè)到這個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉關(guān)小的值，由處理單元8經(jīng)計(jì)算處理，控制液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)9將葉片配壓閥10閥芯向下移動(dòng)，操作葉片接力器11是轉(zhuǎn)輪葉片角度減小到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度相應(yīng)的角度，離心擺I測(cè)出機(jī)組的轉(zhuǎn)速如果轉(zhuǎn)速小于給定值反之。如圖I所示，一種轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)的方法，至少包括如下過(guò)程開機(jī)，通過(guò)操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向上移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器3打開活動(dòng)導(dǎo)葉，隨之由電氣協(xié)聯(lián)機(jī)構(gòu)控制使葉片配壓閥10控制葉片接力器11，由葉片接力器11將轉(zhuǎn)輪葉片角度開到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度對(duì)應(yīng)角度；
開機(jī)后，由離心擺I傳感機(jī)組的轉(zhuǎn)速，離心擺I測(cè)出機(jī)組的轉(zhuǎn)速如果轉(zhuǎn)速大于給定值，機(jī)組的用電負(fù)荷減少，離心擺I就通過(guò)杠桿連接機(jī)構(gòu)操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向下移動(dòng)，操控導(dǎo)葉接力器3將活動(dòng)導(dǎo)葉開度關(guān)小，反饋系統(tǒng)再把活動(dòng)導(dǎo)葉開度關(guān)小的信號(hào)反饋到導(dǎo)葉配壓閥2，使調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定在新的狀態(tài)；同時(shí)電氣協(xié)聯(lián)的位移傳感器7檢測(cè)活動(dòng)導(dǎo)葉關(guān)小的信號(hào)，由處理單元8經(jīng)進(jìn)行計(jì)算處理，控制液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)9將葉片配壓閥10閥芯向下移動(dòng)，操作葉片接力器11使轉(zhuǎn)輪葉片角度減小到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度對(duì)應(yīng)的角度；
如果離心擺I測(cè)出的機(jī)組轉(zhuǎn)速小于給定值，離心擺I通過(guò)杠桿連接機(jī)構(gòu)操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向上移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器3打開活動(dòng)導(dǎo)葉，反饋系統(tǒng)再把打開活動(dòng)導(dǎo)葉的信號(hào)反饋到導(dǎo)葉配壓閥2，使調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定在另一狀態(tài)；電氣協(xié)聯(lián)的位移傳感器7檢測(cè)到這個(gè)打開活動(dòng)導(dǎo)葉的信號(hào)，由處理單元8進(jìn)行計(jì)算處理，控制液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)9將葉片配壓閥10閥芯向上移動(dòng)，操作葉片接力器11使轉(zhuǎn)輪葉片角度開到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度對(duì)應(yīng)的角度；
停機(jī)，通過(guò)操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向下移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器3關(guān)閉活動(dòng)導(dǎo)葉，通過(guò)電氣協(xié)聯(lián)控制，使轉(zhuǎn)輪葉片角度開大。本發(fā)明在原協(xié)聯(lián)要求基礎(chǔ)上將水輪機(jī)停機(jī)或有調(diào)相要求的機(jī)組由發(fā)電工況過(guò)渡到調(diào)相工況(調(diào)相壓水)過(guò)程改變?yōu)?，活?dòng)導(dǎo)葉在任何開度關(guān)閉的同時(shí)，要求轉(zhuǎn)輪葉片角度增大，隨后待機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)或發(fā)電工況過(guò)渡到調(diào)相工況(調(diào)相壓水)完成以后，再將轉(zhuǎn)輪葉片角度恢復(fù)到原協(xié)聯(lián)要求的角度，其他工況保持原調(diào)節(jié)要求不變，也就是小葉片角度開機(jī)，大葉片角度關(guān)機(jī)。本實(shí)施例沒(méi)有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)裝置，其特征是水輪機(jī)通過(guò)同步機(jī)構(gòu)與離心擺(I)連接，離心擺(I)與導(dǎo)葉配壓閥(2)通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)連接，導(dǎo)葉配壓閥(2)與導(dǎo)葉接力器(3)油路連接，通過(guò)油路操控導(dǎo)葉接力器(3)的開或關(guān)或停；在導(dǎo)葉接力器(3)與同步機(jī)構(gòu)之間連接有反饋單元；同時(shí)，導(dǎo)葉接力器(3)通過(guò)依次連接的位移傳感器(7)、處理單元(8)、液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(9)構(gòu)成的電氣協(xié)聯(lián)與葉片配壓閥(10)電連接，葉片配壓閥(10)與葉片接力器(11)油路連接，葉片接力器(11)在與水輪機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)裝置，其特征是所述的反饋單元包括反饋桿(4)、硬反饋(5)、緩沖器(6)，反饋桿(4)、硬反饋(5)、緩沖器(6)構(gòu)成環(huán)形結(jié)構(gòu)連接在離心擺(I)和導(dǎo)葉接力器(3)之間。
3.一種轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)的方法，其特征是至少包括如下過(guò)程 開機(jī)，通過(guò)操作導(dǎo)葉配壓閥(2)閥芯向上移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器(3)打開活動(dòng)導(dǎo)葉，隨之由電氣協(xié)聯(lián)機(jī)構(gòu)控制使葉片配壓閥(10)控制葉片接力器(11)，由葉片接力器(11)將轉(zhuǎn)輪葉片角度開到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度對(duì)應(yīng)角度； 開機(jī)后，由離心擺(I)傳感機(jī)組的轉(zhuǎn)速，離心擺(I)測(cè)出機(jī)組的轉(zhuǎn)速如果轉(zhuǎn)速大于給定值，機(jī)組的用電負(fù)荷減少，離心擺(I)就通過(guò)杠桿連接機(jī)構(gòu)操作導(dǎo)葉配壓閥(2)閥芯向下移動(dòng)，操控導(dǎo)葉接力器(3)將活動(dòng)導(dǎo)葉開度關(guān)小，反饋系統(tǒng)再把活動(dòng)導(dǎo)葉開度關(guān)小的信號(hào)反饋到導(dǎo)葉配壓閥(2)，使調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定在新的狀態(tài)；同時(shí)電氣協(xié)聯(lián)的位移傳感器(7)檢測(cè)活動(dòng)導(dǎo)葉關(guān)小的信號(hào)，由處理單元(8)經(jīng)進(jìn)行計(jì)算處理，控制液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(9)將葉片配壓閥(10)閥芯向下移動(dòng)，操作葉片接力器(11)使轉(zhuǎn)輪葉片角度減小到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度對(duì)應(yīng)的角度； 如果離心擺(I)測(cè)出的機(jī)組轉(zhuǎn)速小于給定值，離心擺(I)通過(guò)杠桿連接機(jī)構(gòu)操作導(dǎo)葉配壓閥(2)閥芯向上移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器(3)打開活動(dòng)導(dǎo)葉，反饋系統(tǒng)再把打開活動(dòng)導(dǎo)葉的信號(hào)反饋到導(dǎo)葉配壓閥(2)，使調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定在另一狀態(tài)；電氣協(xié)聯(lián)的位移傳感器(7)檢測(cè)到這個(gè)打開活動(dòng)導(dǎo)葉的信號(hào)，由處理單元(8)進(jìn)行計(jì)算處理，控制液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(9)將葉片配壓閥(10)閥芯向上移動(dòng)，操作葉片接力器(11)使轉(zhuǎn)輪葉片角度開到與活動(dòng)導(dǎo)葉開度對(duì)應(yīng)的角度； 停機(jī)，通過(guò)操作導(dǎo)葉配壓閥(2)閥芯向下移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器(3)關(guān)閉活動(dòng)導(dǎo)葉，通過(guò)電氣協(xié)聯(lián)控制，使轉(zhuǎn)輪葉片角度開大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)電氣協(xié)聯(lián)裝置及方法，其特征是水輪機(jī)通過(guò)同步機(jī)構(gòu)與離心擺連接，離心擺與導(dǎo)葉配壓閥通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)連接，導(dǎo)葉配壓閥與導(dǎo)葉接力器油路連接，通過(guò)油路操控導(dǎo)葉接力器的開或關(guān)或停；在導(dǎo)葉接力器與同步機(jī)構(gòu)之間連接有反饋單元；同時(shí)，導(dǎo)葉接力器通過(guò)依次連接的位移傳感器、處理單元、液壓轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)構(gòu)成的電氣協(xié)聯(lián)與葉片配壓閥電連接，葉片配壓閥與葉片接力器油路連接，葉片接力器在與水輪機(jī)連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提高機(jī)組的穩(wěn)定性，有利于機(jī)組的停機(jī)，增加制動(dòng)力矩；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠。
文檔編號(hào)F03B15/12GK102635492SQ201210123730
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者王耀洲 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院