[发明专利]卷扬式启闭机事故快速闸门用断电落门制动系统

说明书

本发明公开了一种卷扬式启闭机事故快速闸门用断电落门制动系统，包括安装于卷扬式启闭机卷筒轴上的位置传感器、超速传感器；所述位置传感器、超速传感器、卷扬式启闭机的主制动器、辅制动器均与控制器电连接；所述控制器包括电源模块、交互模块和主控模块；所述电源模块为所述交互模块、主控模块提供工作电源；所述交互模块与所述主控模块电连接。本发明可以控制闸门平滑稳定的加减速和无静差调速运行，实现事故快速闸门按设定流程和速度安全、可控地快速落门，解决了事故快速闸门快速下降时速度难以平滑、稳定与可控控制的难题。

技术领域

本发明涉及水利水电事故快速闸门控制技术领域，特别是一种卷扬式启闭机事故快速闸门用断电落门制动系统。

背景技术

我国建设有大量的中小型水电站，此类中小型水电站水轮发电机组进水口一般装有事故快速闸门。作为水电站关键的一项安全保障设施，其在水轮发电机组发生甩负荷、调速器失灵、电站事故停电等事故状态下，导致发电机组超速或存在超速风险以及其他异常情况时，由卷扬式启闭机控制事故快速闸门动水快速关闭闸门，以便关断水流预防水轮发电机组飞逸事故发生，避免事故扩大状况发生。

目前我国大部分中小水电站进水口事故快速闸门，都是采用卷扬式启闭机来控制闸门升降，此类卷扬式启闭机都装有离心飞摆调速器。在动水快速关闭闸门时依靠离心飞摆调速器产生的摩擦阻尼力矩去平衡闸门自由落体时的加速力，促使闸门快速下降，在闸门接近底坎时启动启闭电机进行回馈制动减缓下降速度，防止闸门末端超速砸坏底坎和闸门。此类控制方式存在以下问题：

1、电站事故停电后不能快速关闭闸门，部分电站中控室虽配有UPS备用电源，但仅能提供控制电源不能提供动力电源。

2、离心飞摆调速器产生的平衡力难以稳定控制，导致落实际落门速度与计算速度偏差较大，当降门速度较低时，会使得截流速度慢，水轮机组的紧急停车时间增长，可能造成机组损坏的飞逸事故；同时离心飞摆调速器制动片的摩擦系数会随闸门下落急剧发热、升温而减小，导致闸门超速，影响传动机构寿命、容易砸坏闸门和底坎。

3、闸门快速下降时速度无法自动调节，快降全过程不能自动监控；快降过程速度无安全冗余设计，容易失速引发重大事故，存在安全隐患。

4、同一水轮机组进水口有多扇事故快速闸门时，快速下降速度不能保持一致，不能同步落门，速度相差较大时会导致水轮机组紧急停车时间延长，易引发安全事故。

因此，如何对现有事故快速闸门卷扬式启闭机进行改进，使快速闸门受控、安全、快速下降就格外重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种卷扬式启闭机事故快速闸门用断电落门制动系统，在水轮发电机组发生甩负荷、调速器失灵、电站事故停电等事故状态下，发电机组超速或存在超速风险以及其他异常情况时，能够自动控制快速闸门平稳、快速、安全下降，预防闸门快降超速或失速，确保水轮发电机组安全，同时自动减缓快降时对闸门、底坎的冲击。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种卷扬式启闭机事故快速闸门用断电落门制动系统，其包括安装于卷扬式启闭机卷筒轴上的位置传感器、超速传感器；所述位置传感器、超速传感器、卷扬式启闭机的主制动器、辅制动器均与控制器电连接；所述控制器包括电源模块、交互模块和主控模块；所述电源模块为所述交互模块、主控模块提供工作电源；所述交互模块与所述主控模块电连接。

所述电源模块包括交流电源单元和直流电源单元；所述交流电源单元输入端接市电交流电源，所述交流电源单元输出端接所述主控模块；所述直流电源单元输入端接备用蓄电池，输出端接所述交互模块、主控模块。