液体传动的基础是帕斯卡原理。狭义的液压传动技术指以矿物油作为工作介质，利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，经过各种控制阀和管路来传递与控制液体压力能，借助缸或马达等液压执行元件转换为机械能来驱动工作机构，实现直线往复运动或回转运动。具有功率大、速度低、平稳等优点，在工业生产特别是在机械驱动中被广泛应用。但矿物型液压油存在容易泄漏导致环境污染的问题，同时，矿物油在一定环境下会燃烧。
水压传动技术以过滤后的水作为工作介质，具有来源广泛、价格低廉、环境友好等优点。随着新型材料的应用、精密加工的进步和新结构液压元件的研制成功，在世界范围内的化石及石油能源日益枯竭的背景下，其应用前景越显广阔，是新型绿色传动技术。
电能的生产过程和消费过程同时进行，既不能中断也不能储存，因此电力生产是安全性要求极高的资金密集型高技术产业。本文简介油压传动技术在电力系统中的一些应用实例，并展望水压传动技术在电力系统一些场合的应用。
1 油压传动技术在电力系统中的应用案例
1.1 汽轮发电机的油润滑系统
汽轮发电机组是高速运转的大型机械，其支撑轴承和推力轴承需要大量的油来润滑和冷却，供油的任何中断即使是短时间的中断，都将会引起严重的设备损坏。供油系统由油箱、主油泵、注油器、辅助油泵、冷油器、顶轴油泵、净油系统、除油雾系统、电加热器、远传液位指示器等组成[1]。其主要任务有两点：向汽轮机发电机组的各轴承提供足量的、压力和温度合格的润滑油，起润滑、循环换热及一些辅助作用；在机组停机或启动时，向盘车装置和顶轴装置供油以建立油膜托起轴颈[2]。汽轮机润滑油系统如参考文献[2]的P31所示。
常用的32#油符合GB11120-2011《涡轮机油》要求，目前主流机型的300MW、600MW机组正常运行时用油量在28～36t之间。润滑油箱通常布置在汽轮发电机组运行层以下；主油泵是双吸离心油泵，吸油压力在0.098～0.147MPa之间，装在汽轮机前轴承座中转子延伸端部，机组转速达到2900r·min-1以上时向系统供油，保证轴承进油管处0.137～0.176MPa的压力。
注油器安装在油箱内，当机组接近额定转速后，交流电动油泵停止运行时，分别向主油泵和润滑油系统供油；辅助油泵包括交流轴承润滑油泵和事故油泵，交流轴承润滑油泵在机组启动和停机时，向润滑油系统供油，并通过一节流孔板向主油泵供油，事故油泵由蓄电池供电，是前者的紧急备用泵；板式冷油器通过水冷保证轴承的进油温度在40℃～46℃之间；发电机组设置2台柱塞式顶轴油泵，在启动盘车前，先启动顶轴油泵，利用其10～12MPa的高压油将轴颈顶离轴瓦，避免两者间的干摩擦，也可以减少盘车的启动力矩进而减小盘车马达的功率；净油系统除去润滑油中的水、固体颗粒和其他杂质；机组配有互为备用的两套除油雾系统，它将油箱内的油气抽出，使油箱、轴承座和回油管道中形成微负压；浸没式管状电加热器供冬季机组启动前加热油。
1.2 汽轮发电机的抗燃油液压系统
随着汽轮发电机组容量的增大、蒸汽参数的提高，油动机开启蒸汽阀门的提升力也增大，对机组的安全性、经济性及其自动控制水平的要求也越来越高。汽轮机油的闪点在135～150℃，燃点在165～195℃，自燃点约332℃，易蒸发、燃烧，同空气混合能构成爆炸混合物。而高压蒸汽温度可达550℃以上，据资料统计：20世纪50年代中期，在世界范围内由于矿物型液压油喷泄到热表面上而引发的火灾事故不断发生，火灾事故占电厂事故总数的75%以上。用热板法测量的自燃温度达700℃～800℃的抗燃油成功取代透平油作为机组调节汽门系统的工作介质，大大减少了火灾的可能性和造成的损失。
汽轮机数字电液控制系统(DEH，Digital Electric Hydraulic Control System)，由计算机控制部分和EH液压执行机构组成。通过控制高压主汽门、高压调门、中压主汽门、中压调门、系统中的各电磁阀和EH油泵、通风阀及倒暖阀等，贯穿汽轮机从挂闸、冲转、暖机、同期并网、带初始负荷至带满负荷的全过程，控制机组的转速和功率，提高调门控制精度[3]。
抗燃油EH液压系统是DEH的一个重要部分，由供油系统、执行机构和危急遮断系统组成：供油系统由油箱、油泵-电机组件、控制块、滤油器、磁性过滤器、溢流阀、压力保持在8.8～9.2 MPa的氮气蓄能器、自循环冷却系统、抗燃油再生过滤系统、油箱加热器等组成。DEH系统的原理图见文献[3]的P73。其功能是由恒压变量柱塞泵提供12.42～14.47MPa的高压抗燃油，供驱动伺服执行机构；执行机构由伺服放大器、电液转换器和具有快关、隔离和逆止装置的单侧油动机等组成，负责带动高压主汽阀、高压调节汽阀和中压主汽阀、中压调节汽阀。响应从DEH送来的电指令信号，调节各汽门开度；当运行参数超限时，危急遮断系统就关闭全部进汽门或只关闭调速汽门，保证汽轮机正常安全运行。单台机组的抗燃油用量在700～1000L之间。
1.3 大型电力变压器的排油注氮消防系统
发电厂所发的、电压一般低于30 kV的电能要输送到远方，必须先升压为高压电经输电线路输送到用户附近后再按需要降压，升、降电压均靠变电站来完成。作为输电和配电集结点的变电站，其作用是变换电压等级、汇集和配送电能、控制电力流向。由进行电压变换所需相应的电气设备、控制设备和保护设备以及建筑物等组成，是电气主接线、变压器、高压开关、互感器、避雷设备、母线设备、无功补偿装置、自动装置、继电保护装置及状态检测设备等，按照功能和规定的有机组合。
变压器通过电磁感应在两个系统中转换电压和电流，是变电站的核心设施。它由铁芯和套于其上的两个或多个绕组组成，内部浸满大量绝缘油，油符合GB 2536-2011《电工流体 变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油》要求。变压器着火一般因内部绝缘被破坏而引起，包括过负荷操作、过电压或雷击过电压、油位下降、潮湿或油酸解以及绝缘套管破裂等。无论是铁芯产生的持续高温，还是由于短路、过电压等内部电弧产生的高能放电引起的突发性短暂高温，油温只要超过400℃就会分解出各种可燃气体，使变压器箱体内部压力增大，若超压则会使油及可燃气体从薄弱部位如瓷套管、器身焊缝、防爆口等破裂处喷出，与空气接触摩擦后起火甚至爆炸，造成严重损失。
变压器的消防防护在电力系统中十分重要。排油注氮装置即是目前较常见的变压器灭火设施，由控制和灭火两部分组成：控制部分主要是控制屏或控制箱；灭火部分由灭火柜、注氮管路、排油管路、探测器、压力控制器、断流阀组成，灭火柜内有氮气瓶、减压器、氮气释放阀、排气阀、单向阀、快速排油阀等[4]。
其工作过程：一旦变压器内发生严重故障即会分解出大量气体，使瓦斯继电器动作；瓦斯继电器和温度探测器动作作为启动的充要条件上传到控制屏或控制器，瞬时打开排油阀排出变压器顶层燃烧的热油，防止变压器箱体过热破裂；同时，安装在油枕与变压器间的断流阀因流量超过给定值而关闭，隔离油枕防止溢油；延时约3～5s后脱扣装置打开注氮阀，公称压力15MPa的氮气瓶向变压器箱体内持续注入0.5～0.8MPa压力的氮气约10min，搅动内部油液使顶部油温降到燃点以下；同时，氮气上升后覆盖在油表面，减少了着火面的氧含量起到抑制火势和防爆的作用。GA 835-2009《油浸变压器排油注氮灭火装置》中，对其部件的性能要求、试验方法、检验规则、使用说明书编写要求等均给出明确规定。
1.4 GIS液压操动机构
气体绝缘金属封闭电器(GIS，Gas Insulated metal-enclosed Switchgear)，利用六氟化硫气体良好的绝缘性能，将断路器、隔离开关、接地开关、负荷开关、电压互感器、电流互感器、氧化锌避雷器、母线、进出线套管、电缆终端等封闭地组装在一起[5]。具有占地面积小(相比敞开式，110kV的GIS占地面积约为1/10，220kV的GIS仅约1/20)、维护工作量小、运行可靠性高的优点。
液压传动具有功率与质量比大、力与质量比大，响应快、时滞小、运动平稳和负载特性配合好、速度可调性好等优点，因此断路器配用三极液压操动机构进行分合闸操作。液压机构由储能部分(储压器、油泵和电动机等)、执行元件(工作缸)、控制元件(阀门)和辅助元件等组成，其性能优劣对断路器的工作性能和可靠性影响很大[6]，GIS液压操动机构原理图见文献[6]的P47。但由于工作压力大、液压油的可压缩性和温敏性，且高压断路器动作次数少(平均2次/年)，容易出现内外渗漏、频繁打压、储压器漏气及电器元件损坏等故障，且发生故障时难以迅速查找原因及检修，会威胁变电站的安全运行。
2 水压传动技术在电力系统的应用展望
2.1 EH液压系统的抗燃油替代
EH系统采用的三芳基磷酸酯型抗燃油，其挥发性低、抗磨性好、热氧化稳定性高、物理性能稳定，在极高温度下虽也能燃烧，但不传播火焰或着火后能很快自灭。但因其固有的理化特性，使得在应用过程中存在以下一些问题：
（1）具有轻微毒性。大量接触后神经、肌肉器官受损，呈现出四肢麻痹，此外对皮肤、眼睛和呼吸道有一定刺激作用。
（2）密度一般为1.11～1.17t/m3，有可能使管道中的污染物悬浮在液面而在系统中循环，造成某些部件堵塞与磨损。
（3）使用过程中不能混入水。水会浮在液面上排除较困难，不但会影响油的润滑性能，更严重的是会导致油的水解劣化、酸值升高而造成系统部件腐蚀。
（4）运行中产生的泡沫会影响机组的安全运行，同时会加速油质劣化。
