制动风闸电气部分基本原理(杨张斌).docx

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时间：2021年x月x日
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制动风闸电气部分基本原理
溪洛渡电厂筹建处电气维修部杨张斌（云南昭通）

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。
1.1制动器
图1为制动器外观图，图2为制动器结构图：
图1制动器外观图

图2制动器结构图

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。
1.2油风回路
油风管路是制动器动作复归的能量供给通道，控制油作用于换向阀电磁铁的控制，而带压气系统通过风管通道，为制动器的上下腔进行充放气，实现制动器的动作控制。图3为制动系统中低压气管路图。

图3低压气管路图

1.3手自动控制装置
制动风闸的重要性决定了其高可靠性要求，单纯的自动控制存在误动拒动的运行风险，为其增设手动控制回路，一方面增加其动作可靠性，在自动失效的情况下可以人为干预，另一方面，手动操作的灵活性，为机组的检修作业提供方便。在图3中，电磁换向阀与手动换向阀并联形成的制动系统，是一种简单有效的制动系统。图4为检修作业中的制动器布置（环形布置黄色部分）。

图4检修作业中的制动器布置

二、制动风闸的电气部分
制动风闸电气部分有两个作用：
风闸接点把风闸的位移信号转换为开关量电信号，并通过电缆传送至现地控制单元PLC和指示灯，为机组LCU的流程判据以及运行人员的操作提供依据；
机组LCU通过开出控制，发令投入或撤除制动风闸，通过控制通讯电缆，动作风闸投退电磁铁，再通过低压气系统作用于制动风闸上下腔，实现制动风闸的投退控制。
图5为风闸信号动作返回接点（行程开关），图6为制动风闸动作切换电磁铁：

图5风闸信号动作返回接点

图6制动风闸动作切换电磁铁

行程开关，HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1963650.htm"\t"_blank"位置开关（又称限位开关）的一种，是一种常用的小电流HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/306684.htm"\t"_blank"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HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/126104.htm"\t"_blank"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、HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/10389.htm"\t"_blank"变速运动或自动往返运动等。
在HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/2629650.htm"\t"_blank"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。
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