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制动风闸电气部分基本原理 摘要：我国水轮发电机采取的制动方式一般有两种：电气制动和机械制动。电气制动可以减少机组轴承、制动闸、制动环的磨损和机坑内的粉尘污染；由于电气制动存在系统造价高，对外围设备环境要求高的问题，一般水电厂的水轮机发电机采用纯机械制动的方式，而较为先进的水电厂都采用电气制动与机械制动相结合的方式。本文着重对机械制动电气部分基本原理进行阐述，并结合实际生产中的应用，对制动风闸的自动控制情况加以说明。 关键词： 制动 风闸 电气 水轮发电机在停机过程中，进行制动可有效的减少停机时间，减少机组在低于额定转速的游走时间，减少机组轴承磨损以及低转速下摩擦引起的过热烧瓦。在葛洲坝二江电厂的调速系统中，停机过程导叶采用了分段快速关闭，与此相配合在机组转速低于15%额定转速时，投入制动风闸，保证机组停机过程中转速的快速控制；三峡电厂水轮发电机采用电气制动与机械制动相结合的方式，停机过程中导叶采用快速分段关闭的方式，机组转速低于额定50%时投入电气制动，转速低于15%额定转速时，投入机械风闸制动，并且在停机过程中投入高压油系统，以保证机组能够以快速、稳定、安全的方式转换运行工况。在建的溪洛渡水发电厂也是采用电气制动与机械制动相结合的制动方式，其他大中型水电厂的制动方式与此类似，现就制动风闸电气部分在结构、原理、应用上加以阐述。 一、制动风闸的组成和结构 水轮发电机制动器（俗称风闸）是机组机械制动系统中的重要部件。机组制动系统由制动器、油风管路、手动和自动控制装置组成。制动器的作用包括以下几方面：避免机组停机过程中长时间在低转速下运行，迅速制动（刹车）；在机组安装或检修期间，可用作千斤顶顶起转子；对于停运状态的机组，可防止其转动；便于塑料瓦机组重新建立起油膜。行程开关，位置开关（又称限位开关）的一种，是一种常用的小电流主令电器。利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。 在电气控制系统中，位置开关的作用是实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测。用于控制机械设备的行程及限位保护。构造：由操作头、触点系统和外壳组成。 电磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀是用电磁的效应进行控制，主要的控制方式由继电器控制。这样，电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。 电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。 三峡电厂机械制动过程与葛洲坝电厂相同，由于三峡电厂属于巨型水轮机组，在停机阶段，50%额定转速时投入电气制动方式，以减少机组低速运行的时间，加快停机过程。溪洛渡、向家坝电厂的制动方式与制动过程，与三峡电厂相类似。 四、制动风闸的改进要求和发展方向 制动风闸的实际运行经验表明，在机组的正常运行过程中经常存在风闸的误动拒动情况，严重时直接导致机组制动环磨损，风闸损坏，产生大量烟尘，造成机组强迫性检修和惨重的经济损失。因此制动风闸不仅仅是简单的接点信号返回，动作命令下发，在细节处理和流程执行条件把握上应该给予更多的思考。 4.1误动 拒动 制动风闸的误动主要有以下原因： 流程编写不严谨，导致出现的误动 开出模块故障造成的误动 继电器接点抖动出现的误动 回路接线错误出现的误动 制动风闸的拒动主要有以下原因： 流程编写不严谨造成的拒动 开出模块故障造成的拒动 继电器损坏造成的拒动 电磁铁、电磁阀故障造成的拒动 油气管路堵塞造成的制动风闸拒动 针对以上误动原因，制动风闸系统应做以下改进： 完善流程的执行判断条件，对投风闸、撤风闸的执行条件进行更为细致的论证；同时，增加机组运行过程中风闸误投后立即撤除风闸的程序流程，最大限度的保护运行中的设备安全； 采用高可靠性、高性能的开出模件和继电器，继电器可考虑采用并联冗余的方式；开出继电器增加开出使能环节，从而增加制动风闸动作的可靠性； 检修作业中增加制动系统电气回路检查环节，防止由于接线错误引起的设备误动拒动； 对低压气管路加装气压传感器，对压力异常的情况，通过监控系统进行报警，以及时提醒维护人员现场处理； 为防止出现机组运