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OPC、DEH、TSI、機械超速保護區(qū)別

點擊次數(shù)：1300 更新時間：2022-05-09

OPC、DEH、TSI、機械超速保護區(qū)別

一、汽輪機超速保概述。

汽輪機超速保護作為*重要的主保護之一。它的作用當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速10%時快速切斷進汽，防止汽輪機因轉(zhuǎn)速過高離心力過大造成損壞。

因為汽輪機是高速轉(zhuǎn)動的設(shè)備，轉(zhuǎn)動部件的離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比;當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速的20%時，離心應(yīng)力接近額定轉(zhuǎn)速下應(yīng)力的1.5倍，此時轉(zhuǎn)動部件將發(fā)生松動，同時離心力將超過材料所允許的強度極限使部件損壞。

汽輪機均設(shè)置超速保護裝置，它能在汽輪機轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速的9-11%時動作，迅速切斷汽輪機進汽停機。

二、汽輪機超速保護類型。

汽輪機超速保護分為三層

1、OPC超速:動作轉(zhuǎn)速103%額定轉(zhuǎn)速(OPC電磁閥動作).

2、DEH超速:動作轉(zhuǎn)速110%額定轉(zhuǎn)速(AST電磁閥動作);TSI超速:動作轉(zhuǎn)速110%額定轉(zhuǎn)速(AST電磁閥動作).

3、機械超速:動作轉(zhuǎn)速111~112%額定轉(zhuǎn)速和手動脫扣(薄膜閥動作).

三、汽輪機超速保護詳解。

（一）OPC超速保護系統(tǒng)

火電機組超速保護系統(tǒng)(Over speed Protect Controller)是一種抑制發(fā)電機組超速的保護控制，其作用是在汽輪機出現(xiàn)超速時，關(guān)閉所有調(diào)節(jié)汽門，防止汽輪機轉(zhuǎn)速進一步升高。它取代了傳統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的微分器，對發(fā)電機跳閘、甩負(fù)荷、103%額定轉(zhuǎn)速限制更精確可靠。超速保護(OPC)通過控制OPC電磁閥快速關(guān)閉GV和IV，有效防止汽輪機轉(zhuǎn)速飛升，并將轉(zhuǎn)速維持在3000RPM。

1、作用:

(1)負(fù)荷部分下跌，中壓調(diào)節(jié)汽閥快速關(guān)閉功能;

(2)負(fù)荷下跌預(yù)測功能;

(3)機組超速控制功能。

2、OPC實質(zhì)是一種轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

OPC源于美國西屋公司(W.H)的超速保護系統(tǒng)，汽輪機OPC系統(tǒng)在國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T701-1999中表述為:OPC是一種抑制超速的控制功能。

目前多采用雙位控制方式實現(xiàn)，即汽輪機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的103%時，自動關(guān)閉調(diào)速汽門，當(dāng)轉(zhuǎn)速恢復(fù)額定轉(zhuǎn)速時再開調(diào)速汽門，如此反復(fù)，直至正常轉(zhuǎn)速控制回路能維持額定轉(zhuǎn)速。

3、OPC電磁閥動作過程

當(dāng)n＞103%→OPC電磁閥動作(帶電打開)→泄OPC母管油壓→關(guān)調(diào)門OPC電磁閥動作原理:正常運行時兩個電磁閥是不帶電常閉的，封閉了OPC總管油液的泄放通道，使高中壓調(diào)節(jié)汽閥的執(zhí)行機構(gòu)活塞下腔能夠建立起油壓。一旦達到OPC動作條件時，該兩個電磁閥就被勵磁(通電)打開，使OPC母管油液泄放，這樣，相應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)上的卸荷閥就快速開啟，使高中調(diào)節(jié)汽閥迅速關(guān)閉。當(dāng)n＜103%→ OPC電磁閥復(fù)位(失電關(guān)閉)。

4、意義

防止機組因甩負(fù)荷及其他原因超速，避免機組因停機而重新啟動，保持電網(wǎng)穩(wěn)定運行，節(jié)約時間，減少損失。

（二）電超速保護

DEH超速和TSI超速都叫做電超速，DEH用的探頭一般是磁阻式的探頭，TSI的則是電渦流的探頭，磁阻式的比電渦流的稍微敏感一點，ETS里面有有兩個超速保護，一個是DEH超速、一個是TSI超速。在做超速實驗時，先做DEH超速，再做TSI超速，做TSI超速的時候，將DEH的線打掉。

DEH超速是指從現(xiàn)場來的三個轉(zhuǎn)速信號經(jīng)過三個測速卡后，送出103%，110%超速保護，這個都是硬接線，邏輯是沒有的。

TSI超速是從現(xiàn)場來的三路轉(zhuǎn)速信號，首先經(jīng)過TSI之后，送出三路超速停機信號到ETS，經(jīng)過邏輯三取二，送出超速停機信號，即ETS超速停機。

其實兩種超速停機都是為了機組保護，防止拒動(以防其中一種失靈或故障);同時每路都是三取二，防止誤動。

兩者區(qū)別如下：

1、測量原理有區(qū)別:TSI測速一般是電渦流;DEH測速一般是磁阻

2、DEH測速，啟機時調(diào)速要用到。正常運行時，監(jiān)視轉(zhuǎn)速及超速試驗用，103%時關(guān)閉調(diào)門，110%時關(guān)閉主汽門，同時向ETS發(fā)跳機指令，去挑AST閥;TSI轉(zhuǎn)速103%時報警，110%時發(fā)指令到ETS，跳機。

3、ETS同時接收TSI和DEH跳機指令，但ETS做超速試驗時，TSI超速能屏蔽。

（三）機械超速保護。

機械超速保護是機組超速110%保護不動或拒動時的緊急停機后備手段，當(dāng)汽輪機的轉(zhuǎn)速超過（110%～112%）n時，超速遮斷裝置動作，迅速切斷汽輪機進汽，使汽輪機停止運轉(zhuǎn)。危急保安（遮斷）器主要有飛錘和飛環(huán)兩種形式，它們的工作原理大體相同。下面以飛錘式為例，說明其工作原理。

如圖 2 所示，隨著轉(zhuǎn)速的升高，飛錘 2 的離心力增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到危急保安器動作轉(zhuǎn)速時，飛錘的離心力將大于彈簧 3 的約束力，飛錘開始飛出。飛錘一旦飛出后，偏心距r增大，此時離心力與彈簧約束力同時增大，但離心力增大量大于彈簧力的增大量，使飛錘迅速飛出，一直飛到碰到限制凸肩F 位置。這種結(jié)構(gòu)可以保證飛錘在一定轉(zhuǎn)速下準(zhǔn)確地出擊，而且出擊迅猛有力，急速打擊危急遮斷油門上的掛鉤，使危急遮斷油門脫鉤，泄去安全油，關(guān)閉所有汽門，緊急停機。

四、具體對比如下表所示。

類型	動作轉(zhuǎn)速	信號來源	動作條件	動作結(jié)果	備注
OPC超速	3090RPM	DEH測速探頭探頭	1、轉(zhuǎn)速達到3090rpm三取二 2、30%以上額定負(fù)荷下發(fā)電機主開關(guān)跳閘時	關(guān)閉高壓調(diào)節(jié)汽門，中壓調(diào)節(jié)汽門，轉(zhuǎn)速達到3000rpm時自動打開，維持轉(zhuǎn)速在3000RPm	OPC電磁閥動作，高中壓調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉。
DEH電超速	3300rpm	DEH測速探頭	DEH轉(zhuǎn)速探頭測得轉(zhuǎn)速達3300rpm三取二，發(fā)停機信號到ETS系統(tǒng)	汽輪機跳閘，高中壓主汽門，調(diào)節(jié)汽門，抽汽逆止門關(guān)閉	AST高壓遮斷電磁閥打開，泄掉安全油壓，機組跳閘。
TSI電超速	3300rpm	TSI測速探頭	TSI測速探頭測得轉(zhuǎn)速達3300rpm，三取二后發(fā)跳機信號到ETS	汽輪機跳閘，高中壓主汽門，調(diào)節(jié)汽門，抽汽逆止門關(guān)閉	AST高壓遮斷電磁閥打開，泄掉安全油壓，機組跳閘。
機械超速	3300-3360rpm	飛環(huán)，隔膜閥	轉(zhuǎn)速3300-3360rpm之間	飛錘飛出，打擊在危急遮斷油門擋板上使危急遮斷油門低壓安全油壓快速泄掉，安全油壓快速下降使隔膜閥動作開啟，	進而泄去高壓安全油，使高、中壓自動主汽門、調(diào)速汽門關(guān)閉停機。

備注：

對于國外電力行業(yè)所采用的超速保護系統(tǒng)，大多和國內(nèi)的相似，但是也有一些區(qū)別。如美國通用電氣公司（GE）采用的 MKV 數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)兼有電超速保護和機械超速保護，其電子超速跳閘設(shè)在 111.15% n0，機械超速保護裝置的動作轉(zhuǎn)速為（111%～112%）n0；瑞士 ABB 公司 600 MW超臨界機組 ETSI 控制系統(tǒng)包括 EHC 遮斷集成組件和 OSP遮斷集成組件，EHC 的超速遮斷設(shè)定值為 110% n0，而機械超速保護遮斷設(shè)定在 112% n0；三菱公司設(shè)計的 OPC 超速保護在轉(zhuǎn)速超過 107% n0時 OPC 才動作；東芝 600 MW 機組采用的是飛環(huán)式機械超速保護，設(shè)有后備超速保護，其動作轉(zhuǎn)速為 111.5% n0；日立機組 D-EHG /HITASS 型數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用的是 102% n0超速保護。

國外的一些機組（特別是帶基本負(fù)荷的機組）已經(jīng)取消了機械保護。如西門子公司在十多年前已經(jīng)取消了機械式危急遮斷裝置。GEC-ALSTHOM（G/A）公司 600 MW 機組也取消了機械式危急保安裝置。

從國內(nèi)看，目前北重-ALSTHOM 的 600 MW 超臨界機組沿襲了 ALSTHOM 的做法，也取消了機械式危急保安裝置。需要說明的是，北重ALSTHOM 的 600 MW 超臨界機組采用無調(diào)節(jié)級的結(jié)構(gòu)。

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