【运维之道】汽轮机电超速与机械超速保护的区别

《电力设备管理》杂志推文

一、汽轮机超速保护概述

汽轮机超速保护是汽轮机最重要的 主保护 之一。它的作用是当汽轮机转速超过额定转速9%-12%时快速切断进汽，防止汽轮机因转速过高离心力过大造成损坏。 

因为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。

 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9-12%时动作，迅速切断汽轮机进汽，停机。

二、汽轮机超速保护类型

汽轮机超速保护分为：电超速和机械超速。

电超速：包括OPC和AST；其中AST包括 DEH和ETS 。

机械超速：动作转速109~112%额定转速和手动打闸。

       三、汽轮机超速保护详解

（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，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。 OPC 超速保护通过控 制 OPC电磁阀 快速关闭调节汽门，有效防止汽轮机转 速飞升，并将转速维持在3000RPM。  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） 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OPC电磁阀。

动作原理： 正常运行时两个电磁阀 （5AYV、5BYV） 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，该两个电磁阀（5AYV、5BYV）就被 励磁 (通电)打开 ，使OPC母管油泄放，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)。

（三）AST电磁阀超速保护系统

DEH超速和ETS超速都叫做电超速保护，DEH用的探头一般是磁阻式的探头，ETS的则是电涡流的探头，磁阻式的比电涡流的稍微敏感一点。在做超速实验时，先做DEH超速，再做ETS超速。

图一：高压遮断试验画面

图二：现场 6YV、7YV、8YV、9YV电磁阀

DEH超速是指从现场来的三个转速信号经过三个测速卡后，送出110%超速保护，这个都是 硬接线 ，逻辑是没有的。    

 ETS超速是从现场来的三路转速信号，首先经过TSI之后，送出三路超速停机信号到ETS，经过逻辑三取二，送出超速停机信号，即ETS超速停机 。

（四）DEH超速和ETS超速保护的区别

1、测量原理有区别:ETS取自TSI测速，一般是电涡流；DEH测速一般是磁阻。

2、DEH测速，启机时调速要用到。正常运行时，监视转速及超速试验用， 103%时关闭调门 ，110%时关闭主汽门，去AST电磁阀，发指令到ETS，跳机。

机械超速保护是机组超速110%保护不动或拒动时的紧急停机后备手段 ，当汽轮机的转速超过（109%～112%）n时，超速遮断装置动作，迅速切断汽轮机进汽，使汽轮机停止运转。危急保安（遮断）器主要有飞锤和飞环两种形式，它们的工作原理大体相同。

随着汽轮机转速升高，飞锤的离心力增大，当转速升高到危急保安器动作转速时，飞锤的离心力将大于弹簧的约束力，飞锤开始飞出。飞锤一旦飞出后，偏心距增大，此时离心力与弹簧约束力同时增大，但离心力增大量大于弹簧力的增大量，使飞锤迅速飞出，一直飞到碰到限制凸肩位置。这种结构可以保证飞锤在一定转速下准确地出击，而且出击迅猛有力，急速打击危急遮断油门上的挂钩，使危急遮断油门脱钩，泄去安全油，关闭所有汽门，紧急停机。

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