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汽轮机控制系统超速保护功能分析摘要：维护汽轮机安全运行和电网的稳定是电力工业生产的前提也是汽轮发电机组自动控制系统设计的一个重要指标随着机组容量增加在电网中所占的比重增大在大型汽轮机中某些参数严重超标有可能酿成设备的损坏甚至毁机事故在200MW机组中设有多项保护措施其中就有OPC超速保护。OPC超速保护是70年代发展起来的快关技术用来维护电力系统稳定和避免机组超速所造成的重大事故。关键词：控制系统；OPC超速保护；动作转速；电磁阀1.引言：陡河发电厂Ⅲ、Ⅳ期为哈尔滨汽轮机厂生产的N200―130―535/535型汽轮机。机组采用数字式电液调节系统其液压调节系统控制介质为14MPa的磷酸脂抗燃液由一个独立的高压抗燃油供油装置供给整个液压控制系统；而机械保安油为1.96MPa的透平油由离心式主油泵供给每一个进汽阀门均配有一个执行机构以控制其开关；其中高、中压自动关闭器执行机构为开关型两位式执行机构；高、中压调节汽门执行机构为连续型伺服式执行机构可以接受+40mA的阀位控制信号控制调节汽门的开度所有执行机构的工作介质为高压抗燃油且均为单侧进油即靠油缸液压力开启阀门靠弹簧力关闭阀门。在抗燃油超速保护系统中布置两个并联的超速保护电磁阀当机组实际运行转速达到或超过103%额定转速时或机组甩负荷时该电磁阀得电打开迅速关闭个调节汽门以限制机组转速的进一步飞升当机组运行转速降低到额定转速时OPC电磁阀在DEH系统OPC控制下失电关闭OPC母管控制油压得以恢复各调节汽门恢复动作前的开度。2.汽轮机的超速保护控制系统（OPC）2.1机组超速保护控制系统工作原理OPC超速保护由中压调节汽阀快关作用（CIV）负荷下跌预测功能（LDA）和超速控制功能三部分组成。OPC压力信号取自再热蒸汽压力也代表汽轮机的机械功率该压力在机组甩负荷时会大幅度变化；为机组转速信号需经过“三选二”处理从中挑选正确的信号。1）负荷部分下跌、快关中压调节汽阀功能（CIV）当发电机负荷下跌汽轮机机械功率超过发电机功率的某一预定值而引起超速时控制保护逻辑使CIV的触发器置位在0.15s内迅速关闭中压调节汽阀。如果此时发电机的励磁电路是闭合的表明机组只是甩去一部分负荷关中压调节汽阀使机械功率减小用以适应外部负荷的下降避免继续超速。在一定时间内若机组转速不再升高再重新打开中压调节汽阀。该功能适用于电网的短期故障保证发电机仍可在线继续运行从而保证电网的稳定。2）负荷下跌预测功能（LDA）该功能是基于负荷大幅度下跌、励磁电路断开、机械功率仍保持在30%额定功率以上或再热器压力出现低限故障情况下的一种保护措施目的是为了避免机组超速过大引起危急遮断器系统动作。此时由LDA置位并发出请求关闭高压和中压缸调节汽阀机组自动转入速度控制方式。当励磁断开一段时间后（1～10s）转速小于103%时LDA复位OPC电磁阀断电EH系统重新建立总管油压中压调节汽阀重新被打开高压调节汽阀仍受DEH的控制在转速达到额定转速后再行重新并网缩短机组重新启动的时间。3）机组超速功能不论机组是转速控制还是负荷控制只要转速超过103%而且信号可靠时超速控制器的逻辑系统都要输出控制信号快速关闭高压和中压调节汽阀。如果此时的超速是由于负荷下跌引起的其保护系统还可以加速关闭中压调节汽阀。2.2OPC电磁阀的连接及其工作原理图1OPC控制原理图OPC控制模块由两只并联布置的超速保护电磁阀及两个逆止阀和一个控制块及相关表记组成超速保护（OPC）电磁阀组件。它们是由DEH控制器的OPC部分所控制正常运行时两个OPC电磁阀是常闭的封闭了OPC母管的泄油通道使高、中压调节汽阀执行机构活塞杆的下部建立起油压；当汽轮机运行转速超过103额定转速时DEH控制系统OPC控制器发出动作信号这两个电磁阀就被励磁打开使OPC母管油液经无压回油管路排至EH油箱。这样相应的调节阀伺服执行机构上的卸荷阀就快速开启使各高、中压调节阀迅速关闭。在OPC电磁阀组件上有一节流孔该节流孔的作用是将压力油经此节流孔后补进OPC控制油母管并通过AST电磁阀组件上与OPC控制油路隔绝的两个逆止阀补进AST控制油母管这样在机组启动时迅速建立OPC控制油母管及AST控制油母管的压力缩短OPC控制油及AST控制油母管的充油时间使机组能够快速启动。3汽轮机超速的影响及安全措施3.1汽轮机超速的原因汽轮机发生超速的原因主要是调节保安油系统故障或设备故障使系统工作不正常在下列情况下汽轮机就会发生超速：1）汽轮发电机运行中由于电力系统线路故障使发电机