汽轮发电机组超速保护装置的检修与试验

薛振宇

（大唐长春第二热电有限责任公司，吉林长春　130000）

汽轮发电机组超速保护装置的检修与试验

薛振宇

（大唐长春第二热电有限责任公司，吉林长春130000）

汽轮机超速保护系统分别由电超速保护系统和机械超速保护系统组成，汽轮发电机组严重超速将导致对汽轮发电机组破坏性最大的事故，为了杜绝汽轮机严重超速事故的发生，消除引发事故的隐患，对汽轮机超速保护装置的检修与试验十分重要。本文通过分析汽轮机超速保护系统，并进行检修和试验来降低汽轮机故障。

汽轮发电机组机械超速DEH超速TSI超速

1　前言

汽轮机运行过程中，汽轮机电超速保护系统由DEH超速和TSI超速保护组成，而机械超速保护系统是防止汽轮机超速的最后自动保护手段。机械超速保护定值若低于DEH及TSI电超速保护定值，虽符合定值范围规定，但将会造成电超速保护热态试验无法正常完成，在无法完成电超速保护试验的情况下，汽轮发电机组是不允许并网的，故机械超速保护定值应按照定值范围规定的上限设定。

2　超速保护系统

2.1TSI超速保护系统

某电厂200MW机组TSI超速保护采用本特利3500超速保护系统。转速测量装置安装在汽轮机4瓦转速测量支架上，共有3个转速传感器。转速测量信号分别引入3500框架内3块3500/53超速检测模块。每一个超速检测模块接收一个电涡流传感器的信号，输入信号的范围是+10.0V至-24.0V。信号超出此范围，在模块内该路信号将显示故障。3块3500/53超速检测模块组成3取2超速保护表决系统，即任意2个模块的转速测量值达到3300r/m in，输出超速保护信号至ETS装置。当某一模块或检测通道故障时，自动转为2取2超速保护表决系统；当某两个模块或检测通道故障时，自动转为1取1超速保护表决系统；当3个模块或检测通道均故障时，超速保护系统失效，不输出超速保护信号。

2.2DEH超速保护系统

DEH超速保护系统的3个磁阻式转速测量传感器安装在汽轮机前箱内主油泵外侧转速测量支架上，测量信号分别引入DEH控制盘柜中的3块SDP卡。3块SDP卡组成3取2超速保护表决系统，即任意2个模块的转速测量值达到3300r/m in，输出超速保护信号至ETS装置。在机组并网状态下，汽轮机DEH系统处于功率控制方式，当某一SDP模块或检测通道故障时，自动转为2取2超速保护表决系统；当某两个SDP模块或检测通道故障时，自动转为1取1超速保护表决系统；当3个SDP模块或检测通道均故障时，超速保护系统失效，不输出超速保护信号。磁阻式转速测量传感器采用间隙安装法，根据经验利用塞尺将磁电式转速测量传感器端面与测速齿盘齿顶的间隙控制在0.75-0.80mm之间可保证汽轮机运行期间DEH转速测量装置的正常工作。

2.3机械超速保护系统

当转速达到111-112%额定转速时，危急遮断器的撞击子飞出击动危急遮断器杠杆，压下危急遮断器滑阀，泄掉隔膜阀上腔的保安油，使EH系统和手动打闸母管的油泄掉，从而关闭所有的进汽阀门。撞击子击出的转速通过调整螺帽调节，每旋转10°转速变化35转/分。为监测撞击子工作情况及机组转速，安装有机头转速表，传感器1和传感器2分别用于监测撞击子1和撞击子2的工作情况。撞击子的正常击出距离为6mm，传感器监测间隙为1mm，实际工作中安装间隙6.7mm至6.8mm之间。按照说明书用于机组转速监测的3号传感器的安装间隙应为1mm，但随着使用年限的增加，磁阻式传感器会逐渐出现磁力减弱的情况，故实际安装间隙在0.7mm至0.75mm之间可确保测量结果不出现丢转的现象。

3　超速保护试验

3.1OPC超速保护试验

汽轮机启动后在转速控制方式下转速稳定在3000r/m in，检查各项参数符合超速试验条件后在DCS系统DEH画面中打开超速试验画面，首先按下超速试验按钮，然后选中OPC试验按钮，设置汽轮机转速目标值为3100r/m in，当汽轮机转速达到3090r/m in，OPC电磁阀开启，OPC油母管泄压，所有调门关闭，恢复转速设定值为3000r/m in。

3.2DEH超速保护试验

在ETS盘柜将投入超速抑制开关屏蔽TSI超速保护信号，在DEH超速试验画面中选中DEH超速试验按钮，设置汽轮机转速目标值为3350r/m in，当汽轮机转速达到3300r/m in，ETS装置中DEH超速保护动作，汽机打闸，恢复转速设定值为3000r/m in，汽轮机转速低于3000r/m in后重新挂闸。

3.3TSI超速保护试验

在DEH超速试验画面中选中机械超速按钮，退出ETS盘柜超速抑制开关，设置汽轮机转速目标值为3350r/m in，当汽轮机转速达到3300r/m in，ETS装置中TSI超速保护动作，汽机打闸，恢复转速设定值为3000r/m in，汽轮机转速低于3000r/m in后重新挂闸，由于本特利3500超速保护输出信号自保持输出无法复位，需热控试验人员通过手动关闭3500框架电源对TSI超速保护信号复位，否则汽轮机无法重新挂闸。

3.4机械超速保护试验

再次投入ETS盘柜超速抑制开关屏蔽TSI超速保护信号，汽轮机设置转速目标值为3400r/m in，当汽轮机转速达到3330r/m in左右时撞击子击出，危机遮断器动作，汽轮机打闸停机。为了确保各项超速保护功能的顺利试验，撞击子的动作值设定必须高于3300r/ m in，否则无法进行TSI超速保护试验和DEH超速保护试验。机械超速试验过程中如果出现撞击子设定值高于3400r/m in或拒动的情况，在转速达到3400r/m in时，DEH系统的SDP卡将通过DEH超速保护输出通道输出DEH超速保护信号至ETS盘，将汽轮机打闸停机。在全部超速保护试验过程中，DEH超速保护信号必须全程投入。

4　结语

通过上述汽轮发电机组超速保护系统的试验过程可知，机械超速保护定值若低于DEH及TSI电超速保护定值，虽符合定值范围规定，但将会造成电超速保护热态试验无法正常完成，故机械超速保护定值应按照定值范围规定的上限设定。

［1］防止电力生产事故的二十五项重点要求.国能安全［2014］161号.

［2］本特利3500监测系统说明书.本特利内华达公司，1995.