來源：汽機專業

一、汽輪機超速保概述。

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

因為汽輪機是高速轉動的設備，轉動部件的離心力與轉速的平方成正比;當汽輪機轉速超過額定轉速的20%時，離心應力接近額定轉速下應力的1.5倍，此時轉動部件将發生松動，同時離心力将超過材料所允許的強度極限使部件損壞。

汽輪機均設置超速保護裝置，它能在汽輪機轉速超過額定轉速的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:動作轉速103%額定轉速(OPC電磁閥動作).

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

3、機械超速:動作轉速111~112%額定轉速和手動脫扣(薄膜閥動作).

三、汽輪機超速保護詳解。

（一）OPC超速保護系統

火電機組超速保護系統(Over speed Protect Controller)是一種抑制發電機組超速的保護控制，其作用是在汽輪機出現超速時，關閉所有調節汽門，防止汽輪機轉速進一步升高。它取代了傳統液壓調節系統的微分器，對發電機跳閘、甩負荷、103%額定轉速限制更精确可靠。超速保護(OPC)通過控制OPC電磁閥快速關閉GV和IV，有效防止汽輪機轉速飛升，并将轉速維持在3000RPM。

1、作用:

(1)負荷部分下跌，中壓調節汽閥快速關閉功能;（中調門比高調門多一個電磁閥？有什麼用？）

(2)負荷下跌預測功能;

(3)機組超速控制功能。

2、OPC實質是一種轉速調節（汽輪機調節保安油系統AST及OPC電磁閥（原創詳解三））

OPC源于美國西屋公司(W.H)的超速保護系統，汽輪機OPC系統在國家電力行業标準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，即汽輪機轉速達到額定轉速的103%時，自動關閉調速汽門，當轉速恢複額定轉速時再開調速汽門，如此反複，直至正常轉速控制回路能維持額定轉速。

3、OPC電磁閥動作過程

當n＞103%→OPC電磁閥動作(帶電打開)→洩OPC母管油壓→關調門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總管油液的洩放通道，使高中壓調節汽閥的執行機構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母管油液洩放，這樣，相應執行機構上的卸荷閥就快速開啟，使高中調節汽閥迅速關閉。當n＜103%→ OPC電磁閥複位(失電關閉)。（今天學習汽輪機保安系統（詳解四）AST及OPC油路）

4、意 義

防止機組因甩負荷及其他原因超速，避免機組因停機而重新啟動，保持電網穩定運行，節約時間，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裡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，将DEH的線打掉。

DEH超速是指從現場來的三個轉速信号經過三個測速卡後，送出103%，110%超速保護，這個都是硬接線，邏輯是沒有的。

TSI超速是從現場來的三路轉速信号，首先經過TSI之後，送出三路超速停機信号到ETS，經過邏輯三取二，送出超速停機信号，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。

兩者區别如下：

1、測量原理有區别:TSI測速一般是電渦流;DEH測速一般是磁阻

2、DEH測速，啟機時調速要用到。正常運行時，監視轉速及超速試驗用，103%時關閉調門，110%時關閉主汽門，同時向ETS發跳機指令，去挑AST閥;TSI轉速103%時報警，110%時發指令到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後備手段，當汽輪機的轉速超過（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。危急保安（遮斷）器主要有飛錘和飛環兩種形式，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，随着轉速的升高，飛錘 2 的離心力增大，當轉速升高到危急保安器動作轉速時，飛錘的離心力将大于彈簧 3 的約束力，飛錘開始飛出。飛錘一旦飛出後，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。這種結構可以保證飛錘在一定轉速下準确地出擊，而且出擊迅猛有力，急速打擊危急遮斷油門上的挂鈎，使危急遮斷油門脫鈎，洩去安全油，關閉所有汽門，緊急停機。

四、具體對比如下表所示。

備注：

對于國外電力行業所采用的超速保護系統，大多和國内的相似，但是也有一些區别。如美國通用電氣公司（GE）采用的 MKV 數字式電液調節系統兼有電超速保護和機械超速保護，其電子超速跳閘設在 111.15% n0，機械超速保護裝置的動作轉速為（111%～112%）n0；瑞士 ABB 公司 600 MW超臨界機組 ETSI 控制系統包括 EHC 遮斷集成組件和 OSP遮斷集成組件，EHC 的超速遮斷設定值為 110% n0，而機械超速保護遮斷設定在 112% n0；三菱公司設計的 OPC 超速保護在轉速超過 107% n0時 OPC 才動作；東芝 600 MW 機組采用的是飛環式機械超速保護，設有後備超速保護，其動作轉速為 111.5% n0；日立機組 D-EHG /HITASS 型數字電液調節系統采用的是 102% n0超速保護。

國外的一些機組（特别是帶基本負荷的機組）已經取消了機械保護。如西門子公司在十多年前已經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 。

從國内看，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節級的結構。

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