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OPC、DEH、TSI、机械超速保护区别
点击次数:64 发布时间:2022-05-09

OPC、DEH、TSI、机械超速保护区别

一、汽轮机超速保概述。


       汽轮机超速保护作为*重要的主保护之一。它的作用当汽轮机转速超过额定转速10%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9-11%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三层
    1、OPC超速:动作转速103%额定转速(OPC电磁阀动作).
   2、DEH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).
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。

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。

3、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)。
4、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)电超速保护

     DEH超速和TSI超速都叫做电超速DEH用的探头一般是磁阻式的探头,TSI的则是电涡流的探头,磁阻式的比电涡流的稍微敏感一点,ETS里面有有两个超速保护,一个是DEH超速、一个是TSI超速。在做超速实验时,先做DEH超速,再做TSI超速,做TSI超速的时候,将DEH的线打掉。
     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103%,110%超速保护,这个都是硬接线,逻辑是没有的。    
    TSI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。   
    其实两种超速停机都是为了机组保护,防止拒动(以防其中一种失灵或故障);同时每路都是三取二,防止误动。
两者区别如下:
    1、测量原理有区别: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,同时向ETS发跳机指令,去挑AST阀;TSI转速103%时报警,110%时发指令到ETS,跳机。
    3、ETS同时接收TSI和DEH跳机指令,但ETS做超速试验时,TSI超速能屏蔽。
(三)机械超速保护。
        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(110%~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。下面以飞锤式为例,说明其工作原理。

      如图 2 所示,随着转速的升高,飞锤 2 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 3 的约束力,飞锤开始飞出。飞锤一旦飞出后,偏心距r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F 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。
四、具体对比如下表所示。


类型

动作转速

信号来源

动作条件

动作结果

备注

OPC超速

3090RPM

DEH测速探头探头

1、转速达到3090rpm三取二

2、30%以上额定负荷下发电机主开关跳闸时

 

关闭高压调节汽门,中压调节汽门,转速达到3000rpm时自动打开,维持转速在3000RPm

OPC电磁阀动作,高中压调节汽门关闭。

DEH电超速

3300rpm

DEH测速探头

DEH转速探头测得转速达3300rpm三取二,发停机信号到ETS系统

汽轮机跳闸,高中压主汽门,调节汽门,抽汽逆止门关闭

AST高压遮断电磁阀打开,泄掉安全油压,机组跳闸。

TSI电超速

3300rpm

TSI测速探头

TSI测速探头测得转速达3300rpm,三取二后发跳机信号到ETS

汽轮机跳闸,高中压主汽门,调节汽门,抽汽逆止门关闭

AST高压遮断电磁阀打开,泄掉安全油压,机组跳闸。

机械超速

3300-3360rpm

飞环,隔膜阀

转速3300-3360rpm之间

飞锤飞出,打击在危急遮断油门挡板上使危急遮断油门低压安全油压快速泄掉,安全油压快速下降使隔膜阀动作开启,

进而泄去高压安全油,使高、中压自动主汽门、调速汽门关闭停机。


备注:

       对于国外电力行业所采用的超速保护系统,大多和国内的相似,但是也有一些区别。如美国通用电气公司(GE)采用的 MKV 数字式电液调节系统兼有电超速保护和机械超速保护,其电子超速跳闸设在 111.15% n0,机械超速保护装置的动作转速为(111%~112%)n0;瑞士 ABB 公司 600 MW超临界机组 ETSI 控制系统包括 EHC 遮断集成组件和 OSP遮断集成组件,EHC 的超速遮断设定值为 110% n0,而机械超速保护遮断设定在 112% n0;三菱公司设计的 OPC 超速保护在转速超过 107% n0时 OPC 才动作;东芝 600 MW 机组采用的是飞环式机械超速保护,设有后备超速保护,其动作转速为 111.5% n0;日立机组 D-EHG /HITASS 型数字电液调节系统采用的是 102% n0超速保护。

     国外的一些机组(特别是带基本负荷的机组)已经取消了机械保护。如西门子公司在十多年前已经取消了机械式危急遮断装置。GEC-ALSTHOM(G/A)公司 600 MW 机组也取消了机械式危急保安装置 。


      从国内看,目前北重-ALSTHOM 的 600 MW 超临界机组沿袭了 ALSTHOM 的做法,也取消了机械式危急保安装置。需要说明的是,北重ALSTHOM 的 600 MW 超临界机组采用无调节级的结构。



 

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