本發明公開了一種卷揚啟閉機事故快速閘門落門調速裝置及控制方法，調速裝置包括制動器、高度儀、速度傳感器和控制器，通過采集閘門下落速度與預定速度的比較值來控制制動器的阻尼力矩與持住力的平衡大小關系，實現閘門按預定速度下落；通過采集閘門下落速度和位置信號，按分段關閉法控制，實現閘門快速下落及時減緩水流，防止水輪機組飛逸運行，使閘門慢速落入底檻，減小沖擊，保護閘門和底檻不被蹬壞。本發明采用全閉環自動化冗余設計，保證閘門在事故狀態下及時、快速、平穩、安全的關閉。

技術領域

本發明涉及水利水電事故快速閘門控制技術領域，具體涉及一種卷揚啟閉機事故快速閘門落門調速裝置及控制方法。

背景技術

我國水利資然豐富，水利水電開發迅速。在中小型水電站的取水口一般設計由卷揚式快速閘門啟閉機控制的事故快速閘門，在機組事故甩負荷、遇調速器失靈拒動時，能動水狀態下快速關閉閘門截斷水流，防止水輪發電機組發生飛逸事故，有效避免事故擴大事件的發生。2009年俄羅斯薩楊-舒申斯克水電站發生重大事故擴大事件就是由于事故快速閘門未能及時正確的關閉。事故快速閘門是水輪發電機組的生命線。

現在，我國大部門水電站取水口的事故快速閘門，都是由帶離心飛擺調速器的卷揚式快速閘門啟閉機控制的。這種控制方法在事故狀態下，控制制動器打開的電源及控制方式可靠性差，基本沒有冗余設計，在事故狀態下很難保證制動器及時有效的打開；

另外，離心飛擺調速器在閘門動水快速下落過程中普遍存在以下現象：

1、落門速度在持住力與離心飛擺調速器產生的摩擦阻尼力矩平衡轉速點附近反復振蕩，且最大速度與計算平均速度相差較大，使啟閉機產生振動沖擊，超速運行，影響傳動件壽命，易產生機械損壞現象。

2、由于持住力會隨閘門的下落而增大，并且調速器制動片的摩擦系數也會隨閘門的下落因發熱溫度升高而減小。因此離心飛擺調速器的平衡轉速升高，落門速度會隨閘門的下降而增大，接近閉門時以較高的速度沖入底檻，極易蹬壞閘門和底檻，同時由于起始落門時速度較低，使得截流速度慢，水輪機組的緊急停車時間增長，可能造成機組損壞的飛逸事故，而后段落門時速度較快，斷水流時間短，對水輪室的流態不利產生反水錘效應以及出現抬機現象損壞水輪機。

3、離心飛擺調速器工作時的飛球質量和起動彈簧壓力在調試時極不方便確定，水位等條件發生變化時需重新調整，如在閘門下降到一定的高度后，流道內的水流從滿流過度到欠流時，水流對閘門很大的吸力，造成閘門下降速度加快，嚴重影響安全運行，而在實踐設備管理中很難滿足。

現行由卷揚式啟閉機控制的事故快速閘門在閘門快速下落過程中完全依靠機械式離心飛擺調速器來平衡變化增大的持住力，且沒有事故狀態下的過程監控和安全冗余設計，一旦失速將完全失控釀成重大事故。近年來有關報道出現采用的液壓式調速器和機械式調速器基本相同，不能有效的解決快速落門的及時、精準和安全問題，更不能改善事故狀態下的水輪發電機組所需的工作條件。

發明內容

為了防止水輪發電機組發生飛逸運行，改善事故狀態下的工作條件，本發明提供一種卷揚啟閉機事故快速閘門落門調速裝置及控制方法，在水輪機發電組超速運行，需要快速關閉閘門截斷水流時，能自動控制閘門快速下降及時減緩水流，防止水輪發電機組發生飛逸運行事故，慢速落入底檻，減小沖擊，保護閘門和底檻不被蹬壞，慢速截斷水流有利于改善斷水時水輪室的流態，減緩反水錘效應和抬機現象。

為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的：