超速保护系统

一、OPC超速保护系统
• 火电机组超速保护系统(Over speed Protect Controller)是一种抑制发电机组超速的保护控制， 其作用是在汽轮机出现超速时，关闭所有调节 汽门，防止汽轮机转速进一步升高。它取代了 传统液压调节系统的微分器，对发电机跳闸、 甩负荷、103%额定转速限制更精确可靠。 • 超速保护（OPC）通过控制OPC电磁阀快 速关闭GV和IV，有效防止汽轮机转速飞升， 并将转速维持在3000RPM。
4、挂闸操作顺序
• 向阀门执行结构和自动保护系统油管路充油 • 运行人员在DEH控制盘按下“挂闸”按钮 • OPC电磁阀、AST电磁阀、机械超速保护系统装置 和手动停机装置等全部复位 • 建立低压润滑油安全油压 • 隔膜阀复位 • 建立OPC、AST安全油压 • 各油动机快速卸荷阀复位
超速保护系统
郑喜俊
汽轮机超速保护分为三层
• 1、OPC超速：动作转速103%额定转速（OPC电磁阀动作）
• 2、AST超速：动作转速110%额定转速（AST电磁阀动作） TSI超速：动作转速110%额定转速（AST电磁阀动作）
• 3、机械超速：动作转速111～112%额定转速 和手动脱扣（薄膜阀动作）
• 隔膜阀动作，泄去AST安全油，
• 所有进汽阀关闭，紧急停机。
7、手动停机动作过程
• 手动操作复位手柄置于遮断位置，
• 压下碰钩，带动危急遮断滑阀右移， • 打开泄油口，泄去透平安全油， • 隔膜阀动作，泄去AST安全油，所有进汽阀 关闭，紧急停机。
8、复位过程（机械挂闸）
• 机组转速下降，飞锤复位，
2、AST电磁阀动作过程
• 当 n＞110%→AST电磁阀动作（失电打开） →泄AST母管油压和OPC母管油压→关所有 阀门→停机（脱扣） • 注：动作后想恢复机组运行，必须复位 • 目的： 紧急停机保护
3、OPC、AST电磁阀
• OPC电磁阀：2个 常不带电 ——并联（防止电磁阀拒动作） • AST电磁阀：4个 常带电 ——串联（防止电磁阀误动作） ——并联（防止电磁阀拒动作）
4、OPC与超速危急遮断的区别
• 电超速保护装置是利用甩负荷时的电信号投入 工作，帮助调节汽门快速关闭以降低机组的动 态超速，可以与机组当时转速的状态无关，这 是它的一个很重要的特点。 • 所以，OPC译为超速限制更为准确，它实际上 属于调节系统范畴，主汽门并不关闭，而转速 110%超速危急遮断保护则是用电气的方法实现 的紧急遮断系统，属于保安系统，它们有本质 的不同。
汽轮机超速保护的意义
• 汽轮机是高速转动的设备，转动部件的离心力与
转速的平方成正比，当汽轮机转速超过额定转速 的20%时，离心应力接近额定转速下应力的1.5倍，
此时转动部件将发生松动，同时离心力将超过材 料所允许的强度极限使部件损坏，为此，汽轮机 均设置超速保护装置，它能在汽轮机转速超过额 定转速的10-12%时动作，迅速切断汽轮机进汽停 机。
•
目的： n = 3000rpm
5、意 义
• 防止机组因甩负荷及其他原因超速，避免
机组因停机而重新启动，保持电网稳定运 行，节约时间，减少损失。
二、危急遮断系统超速保护
• 1、作用 • 当机组转速达到110%的额定转速时，AST电
磁阀动作，关闭高、中压主汽阀，同时与 OPC油回路相连的止回阀被顶开使OPC油路 泄压，关闭高、中压调节汽阀，实行紧急 停机。
11、飞锤式危急遮断器
• 1、结构：离心飞锤式危急遮断装在与汽轮机 主轴相连的小轴上，它由偏心飞锤、弹簧、调 整螺母等组成。飞锤的重心与旋转轴的中心偏 离一定距离，所以叫偏心飞锤。
• 2、工作原理：偏心飞锤被弹簧压在端盖一端， 在转速低于飞出转速时，弹簧力大于离心力， 飞锤不动，当转速等于或高于飞出转速时，飞 锤的离心力增加到超过弹簧力，于是撞击子动 作向外飞出，撞击碰钩。
• 打开试验截止阀，透平安全油通过喷油嘴进入危 急遮断器； • 随着供油量增大，飞锤下压力增大，飞锤飞出； • 记录此时压力表的读数，与前两次试验的动作油 压比较，判断飞锤调整是否合适。
10、汽轮机超速试验
• 操作途径：通过DEH的超速试验窗口实现； • 目的：是为了检查三层超速保护动作转速 是否合格。 • 方法：冷态启动一般在带10%额定负荷运行 一段时间后，在DEH画面超速试验窗口分别 点击OPC和危急遮断超速保护试验按钮，然 后在升速窗口输入超过其动作转速的升速 目标值，然后升速，检查超速保护动作转 速是否合格。
2、AST电磁阀动作过程
• 四只AST电磁阀在正常运行时、它们是被通 电励磁关闭，从而封闭了自动停机危急遮 断（AST)母管上的抗燃油泄油通道，使所有 汽阀执行机构活塞下腔的油压能够建立起 来。 • 当ETS系统检测到的安全指标（如真空、轴 向位移、转速等）达到安全界限后DEH发来 停机信号，电磁阀失电打开，，则AST总管 泄油，导致所有汽阀关闭而使汽轮机停机。
• 就地手拉复位手柄（或者遥控复置电磁阀， 使气缸活塞上移），带动遮断复置连杆， • 推动碰钩，带动危急遮断滑阀左移， • 泄油口关闭，透平安全油缓慢建立， • 隔膜阀复位，（若同时AST电磁阀复位） AST安全油建立。
9、危急遮断器注油试验
• 1、目的：主要用于检查危急遮断器是否卡涩 • 2、步骤： • 将试验手柄扳向“试验”位置，并用手推住；
4、OPC电磁阀动作过程
• 当 n＞103%→OPC电磁阀动作（带电打开） →泄OPC母管油压→ 关调门 • 正常运行时两个电磁阀是不带电常闭的，封闭了OPC总管油液 的泄放通道，使高中压调节汽阀的执行机构活塞下腔能够建立 起油压。 • 一旦达到OPC动作条件时，该两个电磁阀就被励磁（通电）打 开，使OPC母管油液泄放，这样，相应执行机构上的卸荷阀就 快速开启，使高中调节汽阀迅速关闭。 当 n ＜ 103% → OPC电磁阀复位（失电关闭）
• OPC电磁阀、AST电磁阀全部复位，各油动机 快速卸荷阀复位，建立OPC、AST安全油压。 • 非冲转控制用高、中压主汽门打开。
3、挂闸分类
• 1、机械挂闸：低压透平安全油通至隔膜阀 上腔室，封闭高压抗燃油AST油的泄油，建 立AST油压的过程为“机械挂闸”，可以远 方和就地操作。
• 2、电气挂闸：在AST油路上，还设计有四 个串、并联结构的电磁阀（20/AST），电 磁阀被激励关闭的过程为“电气挂闸”。
机械超速和手动脱扣
• 机械超速/手动脱扣
• →泄透平安全油压 • →隔膜阀动作（打开） • →泄AST油压（关所有阀门） • →停机（脱扣）
5、现场实际图
现ห้องสมุดไป่ตู้实际图
6、超速自动停机过程
• 转速超过110%额定转速，危急遮断器飞锤飞出，
• 击打碰钩，带动危急遮断滑阀右移， • 打开泄油口，泄去透平安全油，
5、电气危急遮断系统逻辑图
6、OPC、AST电磁阀组
三、机械超速危急遮断和手动停机系统
• 1、作用：当机组超速（转速达到110%～ 112%额定转速）或手动操作时，通过机械
动作而实现紧急停机。
• 2、系统组成：飞锤式危急保安器、危急遮
断滑阀、、手动复位和遮断装置、遥控复 位装置、试验装置。
3、机械超速遮断原理图
一、OPC超速保护系统
• 1、作用： • （1）负荷部分下跌，中压调节汽阀快速关
闭功能； • （2）负荷下跌预测功能； • （3）机组超速控制功能。
2、OPC实质是一种转速调节
• OPC源于美国西屋公司（W.H）的超速 保护系统，汽轮机OPC系统在国家电力行业 标准DL/T701—1999中表述为：OPC是一种抑 制超速的控制功能。 • 目前多采用双位控制方式实现，即汽 轮机转速达到额定转速的103%时，自动关 闭调速汽门，当转速恢复额定转速时再开 调速汽门，如此反复，直至正常转速控制 回路能维持额定转速。
12、飞锤危急保安器
四、汽轮机挂闸
• 1、什么是挂闸？
• 所谓挂闸，就是汽轮机自动保护系统所有 设备和部件投入工作状态，安全油压建立， 高、中压主汽门打开的过程。 • 挂闸的标志是：安全油压建立，高、中压 主汽门可以打开。
2、具体内容：
• 汽轮机自动保护系统所有设备和部件投入工作 状态，具体就是机械超速保护装置和手动停机 装置复位，建立低压润滑油安全油压，隔膜阀 复位；