摘要：为实现柳洪水电站调速器油压装置自动补气功能，在研究和制定油压装置自动补气装置技改方案后，通过对现有油压装置的补气装置实施技术改造，最终实现了油压装置的自动补气功能，提升了电站的自动化水平，降低了人为操作补气装置带来的安全隐患。
关键词：水电站 油压装置 自动补气
柳洪水电站位于四川省凉山州美姑县境内，是美姑河干流规划“一库五级”开发方案中的第四级梯级电站，该电站总装机容量为180MW。机组调速器油压装置自动补气装置采用的是西安江河电站技术开发有限责任公司生产的B304自动补气装置，因在运行过程中出现一些问题，导致其自动补气功能一直没有实现。本文通过对现有补气装置的调研、分析和研究，提出了可行性方案和改进措施，并通过对现场设备技术改造和试验验证，实现了自动补气功能，提升了机组的自动化程度，降低了安全隐患。
1目前自动补气装置存在的问题
1.1调速器油压装置及自动补气装置的概述
水电站调速器油压装置的作用是向水轮发电机组的液压控制系统和控制元件提供具有一定流量和压力的液压能。柳洪水电站调速器油压装置的型号是HYZ-1.6-4.0-H，主要由压力油罐和回油箱两部分组成，两者之间通过管路实现连接。压力油罐的正常工作油压为3.6MPa～4.0MPa，油罐中的油与压缩空气体积比例大约为1:2，利用压缩空气的伸缩性，源源不断地向接力器提供液压力，这就要求压力油罐内的油、气体积始终保持一定的比例；随着接力器的频繁操作，压缩空气会渐渐损耗，需要不定时的进行补充，压缩空气的补充是通过压力油罐上安装的自动补气装置来实现的。自动补气装置的工作方式是：当油气比达到PLC程序补气定值（压力不高于3.7Mpa，且油位不低于650mm）时，由PLC开出补气令后，补气电磁阀得电开始补气；当达到停止补气定值（压力达到3.9Mpa，或油位降至550mm）时，PLC开出停止补气令，补气电磁阀失电停止补气。
1.2存在问题及原因分析
柳洪水电站调速器油压装置的自动补气装置在自动控制方式时，频繁出现补气效果差、补气电磁阀线圈烧毁等问题。为此采取的临时解决措施是：当需要补气时，先启动中压气机，使中压气罐的压力维持在3.9 MPa～4.0MPa，然后由现场运行人员手动操作进行补气。
出现此问题的主要原因是：①中压气罐的正常工作压力为3.6MPa～4.0MPa。当压力油罐在自动补气时，若中压气罐的气压不能满足补气的需要，并且其压力还未达到中压气机自动启动的压力值，从而导致自动补气装置的补气电磁阀长时间带电，却又没有向压力油罐内补充所需的压缩气体。②空气经中压气机压缩后会有冷凝水产生，导致零部件内部锈蚀掉渣，使得电磁阀阀芯卡死无法正常动作。综上原因造成压力油罐补气效果差，电磁阀线圈烧毁等问题。
2自动补气装置技术改造方案
为提升机组的自动化程度，降低安全隐患，实现电站“无人值班，少人值守”的设计理念，故应将此套装置进行技术改造。
2.1设备选用
现阶段油压装置自动补气装置的产品有很多，根据电站现有设备型号配备，经过综合对比，选用西安江河电站技术开发有限责任公司生产的BQZB-10球阀型自动补气装置，其结构原理图见图1。
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图1 BQZB-10结构原理图
BQZB-10球阀型自动补气装置采用球阀板式结构，是由一个板式二位三通双动球阀、两个板式两位两通手动球阀、板式单向阀、安全阀和集成地板等组成，能对水电站油压装置进行自动补气，以维持其内部油气比。其集成化程度较高，可实现零差压工作，通气量大，其驱动机构能实现现场机械手动切换，有阀位机械指示和阀位开关量信号输出。
2.2 BQZB-10球阀型自动补气装置工作原理
⑴自动补气方式
关闭手动排气阀4、手动补气阀11，当满足自动补气条件时，PLC发补气令，驱动机构5得电带动二位三通阀8阀芯转动，阀芯转动到位后（驱动机构内部闭锁回路自动断电），压缩空气经压力源10通过三通阀8再经过单向阀3流向压油罐1，对油压装置自动补气。此时阀位机械指示开阀位，同时位置开关输出开阀信号。
当达到停止补气条件时，PLC发停止补气令，驱动机构5得电带动三通阀8阀芯转动，阀芯到位后，压油罐1（油罐侧有逆止阀）进气管与排气腔9接通，逆止阀前管路内存气排出，此时阀位指向关位，同时开出信号。
此外，BQZB-10自动补气装置驱动机构配置旋口，当系统失电或其他原因需手动时，可实现现场手动操作。
⑵手动补气方式
手动补气时，关闭手动排气阀4、打开手动补气阀11即可开始补气，当油压装置油气比达到要求时，关闭手动补气阀11，停止补气。
2.3 BQZB-10自动补气装置特点
⑴采用球阀板式结构，对气体清洁度要求不高，可实现零差压工作，通气量大，大大缩短补气时间。
⑵密封性能好、集成化程度高。
⑶电动球阀可现场手动操作，并带有机械位置指示和开关量输出。
⑷装置带有安全阀，当压力超高时，安全阀自动开启排气并发出尖锐声，提醒现场值守人员。
⑸装置所有零件表面均做不锈钢处理，适合潮湿环境。
3应用实施
为保证自动补气装置的供气稳定性和可靠性，该装置的自动补气定值仍采用原定值，即：当压力油罐油位≥650mm，且压力≤3.7Mpa时，PLC发补气令，自动补气装置开始补气；当油罐压力达到3.9Mpa，或油位降至550mm时，PLC发停止补气令，自动补气装置停止补气。
具体实施步骤是，先对柳洪水电站1号机组调速器油压装置补气装置进行技改，待设备试运行一个月试验正常后，再对剩余机组调速器油压装置补气装置进行技改。根据实际情况来看，1号机组调速器油压装置补气装置技改后，在试运行期间，压力油罐在设定的定值条件满足后能够实现自动补气和停止补气。由于新的自动补气装置的驱动机构具有内部闭锁回路自动断电功能，故很好的解决了旧补气装置存在的补气电磁阀长时间带电使线圈烧毁等问题。
4结语
柳洪水电站调速器油压装置自动补气装置经过技改后运行稳定，能满足机组调速系统对油压的可靠性要求，降低了运行人员手动操作补气装置造成的人身安全事故概率，确保了机组的安全稳定运行，该技改经验可为大中型机组水电站油压装置自动补气装置技改提供借鉴。
参考文献：
[1] 西安江河电站技术开发有限责任公司.QZB球阀型自动补气装置产品介绍书.
作者简介：
闵东（1985–），男，湖北宜昌人，工程师，从事水电站运维管理工作。