态转为断开状态。此时，A、B继电器的线圈失电，AST电磁阀紧急打开排油通道，泄去危急遮断总管安全油，从而紧急关闭所有的主汽阀的调节汽阀，实行紧急停机。
图9－3 300MW机组电气危急遮断逻辑总系统图
三、轴承油压过低遮断系统（LBO）
轴承油压过低，引起供油量不足，容易造成轴颈与轴瓦间的干摩擦，烧坏瓦片，引起机组强烈振动等，为此，汽轮机都设有轴承低油压遮断系统。轴承油管的压力测量，可用一般带触点的压力变送器进行。
图9-4为轴承油压过低遮断控制继电器逻辑系统。该系统为双通道系统，将轴承油管引支管到低油压保护设备处，分两路经节流后分别与四个触点式压力计相联，其中一路为（63－1/LBO和（63－3）/LBO，另一路为（63－2）/LBO和（63－4）/LBO，它们分别与中间继电器01X/LBO和02X/LBO串联，而两通道则是并联的（1X/LBO、3X/LBO和2X/LBO、4X/LBO），其中LBO－1和LBO－2为遮断控制继电器，S1和S2为选择开关。
图9-4 轴承油压过低遮断控制继电器逻辑
轴承油压正常时，以第一通道为例，压力开关（63－1）/LBO和（63－3）/LBO的接点是闭合的，与遮断控制继电器LBO－1串联的中间继电器接点1X/LBO和3X/LBO都是闭合的。当轴承油压低到规定值时，压力开关断开，串联的中间继电器、遮断控制继电器LBO－1的触点均断开，脱扣控制继电器断电，同时也引起20/AST电磁阀释放，将自动停机遮断总管的高压油泄去，汽轮机也因快卸阀动作而紧急停机。
在双通道系统中，要求每一个通道内至少有一个中间继电器动作，才能使脱扣继电器动作，只有此时，才会紧急停机。这种做法可避免某一个触点压力开关或中间继电器误动作而错误停机，提高了遮断系统工作的可靠性。
采用双通道系统，还可以保证系统能进行在线试验。 ETS试验通过ETS盘进行。ETS盘如图9－5所示。
图9－5 ETS盘
例如，通道1进行低油压试验时，将盘上TEST＃1开关打到LBO位置，即打开选择开关S1，这样允许继电器LBO－1在试验时释放，而LBO－2不释放。然后，利用电动阀或手动阀将排油管慢慢打开泄油，待油压下降到规定值后，观察通道1的动作情况。由于自轴承油管来的油是经节流后进入低油压保护设备的，因此，试验时油压的降低，不会影响整个润滑油压，从而也不会影响机组的正常运行。
如果此时果真出现轴承油压过低的情况，此4个开关仍继续感受油压的变化。2个遮断控制继电器LBO－1和LBO2中，另一个可以继续释放而紧急停机，遮断系统是安全的。
四、EH油压过低遮断系统（LP）
EH油（抗然油）是DEH系统中的控制和动力用“油”，是用来控制所有主汽阀和调节汽阀的，当油压过低时也能导致机组失控，因此，必须进行低油压保护，以便紧急停机。 EH低油压遮断系统也是双通道四压力触点开关系统，其遮断控制逻辑与轴承低油压遮断控制逻辑系统相同。
五、机组低真空遮断系统（LV）
一般来说，机组真空过低，主要是由循环水系统或抽气系统发生故障引起的。当真空过低时，引起排汽温度升高，会使低压缸变形，机组振动过大，严重时也会酿成事故，因此，一般的汽轮机都设有低真空保护系统。
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300MW机组的低真空保护，采用两级保护系统。
一级保护是类似轴承低油压保护那样的遮断电器控制逻辑系统，所不同的是压力触点开关监视的工质是蒸汽。
二级保护是机械保护，它是基于电气遮断保护系统失灵，而排汽压力又过高的情况下采用的高一级保护系统。显然，这是一种防止排汽压力过高的双重保护，其措施就是在排汽缸处装置排大气阀。
图9－6排大气阀的结构图，它装设在排汽缸盖，并用螺钉4紧固在汽法兰上，是由一个铅质薄膜环5构成的，该薄膜环紧压在环形垫片6和阀盖7的外密封面间，其内部也用螺钉3压紧在压环2和承压板1的内密封面中，承压板由图中虚线所示的组焊式格栅来支托，借以承受来自外部的大气压力。
图9－6 排大气的结构图
当汽轮机排汽压力超过设计的最大安全值时，排大气阀的承压板1即推向外侧，引起铅质薄膜环5在压环外缘和阀盖内圆间剪断，则薄膜环断裂，汽流自汽缸向上排出，而阀盖7可防止铅质薄膜环、承压板和压环甩出，设在外径上的挡板，起引导汽流向上排出的作用，以免伤人。 对薄膜环的承压要求，一般在排汽压力达到34.47～48.28kPa（0.3515～0.4921kg/cm2）时即行破裂。
六、电气超速遮断系统（OS） 1．电气超速遮断系统的工作原理
电气超速遮断系统由一个安装在盘车设备处的磁阻发信器和一个安装在遮断电气柜中的转速插件所组成。
图9－7为电气超速遮断系统原理图。图左边的磁阻发信器是用来将被测转速信号转换成频率信号的测量元件，它是由测速齿盘和测速头两部分组成。测速齿盘随转子一起旋转。测速头内装有永久磁铁、铁芯和线圈组件，它装在齿盘径向位置旁边的固定支架上，间隙1mm左右。当齿盘随转子转动时，铁芯与齿盘的间隙便不断变化，每经过一齿，气隙磁阻变化一次，而磁路中的磁通量也随之变化，套在铁芯上的线圈就感应出一个交变电势的波形。此感应电势，就是测速头的输出信号。设齿盘的齿数为z，汽轮机转速为n(r/min)，则输出信号的频率为
由于齿数z是固定的，f与n为单值关系，因而很方便地将频率f代替转速n信号。该信号经过整形、滤波等处理后，便可得到一个模拟转速的电压信号。
图9－7的右边，一路是经过由运算放大器组成的缓冲放大器，它把信号转换成转速的指示值。另一路则与规定的超速脱扣电压作比较。当转速低于脱扣转速时，说明被测转速的模拟电压低于脱扣电压，经比较后输出的电压为正值；当被测转速高于整定转速时，经比较后输出的电压为负值，使控制继电器的晶体管V1导通，继电器的线圈OST带电，通过超速遮断继电器逻辑系统，最终紧急停机。
图中的频率发生器，是为启动前输出频率，代替测速头的信号，用以检查转速指示表的指示是否正确。固定电阻R1（粗调）和可变电阻R2（细调）用于调整给定电压，以保证在给定转速下，脱扣继电器能准确动作并通过AST停机。
图9－7 电超速遮断系统原理图
图9－8 电气超速遮断控制继电器逻辑
2．电气超速遮断控制继电器逻辑
图9－8为电气超速遮断控制继电器逻辑系统。机组正常运行时，继电器S1、S2的触点是闭合
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的，触点OST断开，线圈OS1和OS2带动ETS逻辑总系统的触点闭合。当机组达到脱扣转速（110％ N额定）时，OST的线圈通电，其触点闭合，断开了ETS上相应的触点OS1和OS2，切断逻辑总系统的电源，使AST电磁阀动作并泄去安全油，从而关闭所有的主汽阀、调节汽阀和抽汽阀，进行紧急停机，以确保机组的安全。
同样，可以对电气超速试验通道进行试验。例如在对通道1进行试验时，S2断开，这样当OST闭合时，只会使OS1动作，而不会引起OS2动作。
当进行电气超速试验时，由于未采用实际转速，所以当真正超速时，不能发现。所以万一发生真正的汽机超速，那么危急遮断功能将由机械超速遮断装置来完成。
七、轴向位移遮断系统（TB）
在运行中，汽轮机的轴向位移是受到严格限制的，当汽轮机转子的推力过大，产生超过允许值的位移时，会引起推力轴承的磨损，严重的会使汽轮机的转动部分和静止部分产生摩擦，甚至会造成叶片断裂等重大事故，因此，汽轮机都必须设置轴向位移遮断系统，以实现对机组的安全保护。相对而言，电气遮断逻辑总系统还是比较可靠的，这样，轴向位移的遮断问题，实质上就是如何保证轴向位移测量准确性的问题，以便在轴向位移超标时，向危急遮断系统提供最可靠的遮断信息。 1．轴向位移遮断机构
引进型300MW汽轮机转子的总长度为17.269m，而允许的轴向位移量，两侧之和也不过2mm，是转子总长的0.116％，由于允许的位移量很小，因此，轴向位移遮断机构起着十分重要的安全保障作用。
在正常情况下，转子的轴向推力是由推力轴承平衡的，机组的失常导致轴向位移的超标，首先由这里有所觉察，因此，监视转子轴向位移的传感器，应当装在推力轴承的附近。
轴向位移测量装置由测量盘和传感器组成。测量盘装在推力轴承附近，而在该盘的发电机侧直径的两水平端面上，各装有2个作为重保护的传感器，用来测量转子向机头侧和发电机侧两个方向的轴向位移，测量盘和传感器之间间隙的变化，即表示轴向位移的变化。转子正常的轴向位移，由推力轴承的间隙、推力轴承的静扰度和推力瓦块的磨损来确定，会有一些正常缓慢的变化，但变化很小。当推力轴承损坏时，若转子向发电机方向移动，传感器与测量盘间的间隙变小；若向机头方向移动，则该间隙变大，这种间隙变化将引起传感器内磁阻的变化，通过变送器使输出的电气信号改变。
变送器提供的信息有两种监控功能，第一种是报警功能，表示过度的轴承挠曲和瓦片磨损使轴向位移超过第一个规定值，通过继电器向运行人员发出报警信号以提醒注意。第二种是遮断功能，表示位移已增加到第二个规定值，机组转动部分与静止部分即将接触，监控系统一方面通过声光信息说明位移已达到遮断状态，另一方面使继电器遮断触点动作，通过危急遮断系统使汽轮机紧急停机。
2．轴向位移遮断控制继电器逻辑
图9-9为轴向拉移遮断控制继电器逻辑系统。为了确保动作的可靠，系统设有两个完全相同的独立通道，每个通道都由同一个安装板上的相邻两个变送器组成。
根据制造厂的规定，每个通道中的轴向位移整定值均相同，即以3.56mm处的零位整定点为基准，每个通道的报警值分别为：调速器方向2.66mm，发电机方向4.39mm；而遮断（TB）值则相应为2.54mm和4.57mm。任何一个传感器，只要测到的位移超过报警位移值，都可以通过报警继电器发出声光报警。当位移达到第二个规定值时，只有在一个通道中的两个传感器同时测到，才能发出遮断报警信号，并通过危急遮断系统紧急停机，这种做法可以避免因单个传感器缺陷而引起错误停机。
由于该系统采用双传感器和双通道，当K1、K2都闭合时，遮断汽轮机。可进行在线试验，即当一个通道进行试验时，另一个仍起保护作用。
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图9-9 轴向位移遮断控制继电器逻辑
八、外部遥控遮断系统（REM）
ETS系统提供了一个遥控接口，用于接受外部遮断机组的命令，包括运行人员在紧急情况下的紧急停机按钮命令。
图9－10为遥控遮断控制继电器逻辑，它也是一个双通道系统，每个通道各控制2个20/AST电磁阀，通过选择开关S1、S2（取消S1和A2的跳接线），可对两个20/AST进行在线试验，而另外两个20/AST仍可继续执行遥控任务，确保遮断的可靠。
图9－10 遥控遮断控制继电器逻辑
遥控遮断命令包括：人工命令（2个）、MFT、DEH失电、高排温度高、高排压力高、发电机保护动作、旁路故障、冷段再热器压力变送器故障、高压缸压比低（或高排压力高）。
当用户遥控遮断机组的命令用单通道系统时，可取消虚线的继电器，但需保留S1和S2的跳接线，此时，遥控遮断机组的触点，将短接两个继电器RM1和RM2，并将图9－10上的2个触点REM1和REM2同时断开，释放4个20/AST电磁阀，实行紧急停机。此时，遥控通道将不能作在线试验。
第三节 机械超速危急遮断系统
一、机械超速危急遮断系统的工作原理
在DEH系统中，对转速的保护是多重的。机械超速遮断系统是1个独立的系统，与常规液压调节系统中的超速保护基本相同，在机组超速时通过机械动作而实现停机。
图9－11为机械超速危急遮断系统的工作原理图。它的传感器为飞锤式传感器，装于转子延伸轴的横向孔中，其重心与转子的几何中心偏置，通过压弹簧，将飞锤紧压在横向小孔中，利用弹簧约束力与飞锤离心力平衡的原理来设计动作转速。设飞锤的质量为G，飞锤的重心与转子的几何中心距离为a，飞锤出击距离为x,离心力为c，转子角速度 ω，重力加速度为g，则飞锤的离心力与转子角速度的关系为
从上式中看出，只要规定了动作转速ω，则离心力便可以求出。然后，设计压弹簧，其约束力p的方向与离心力的方向相反，当c
机械超速保护系统的油系统，与电超速系统（ETS）互为独立，采用的是与润滑油主油泵相连接的油系统。当机组正常运行时，脱扣油母管中的油，自主油泵出口管经节流后分两路进入遮断油滑阀，其中一路经二级节流后，作用在危急遮断油滑阀并使之紧压在阀座上，把滑阀的泄油口关闭；另一路只经一级节流，引入超速保护试验滑阀，再进入危急遮断滑阀。由于危急遮断
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滑阀左侧的面积小于右铡的面积，所以油压的作用力把滑阀推和左侧，使蝶阀紧压在阀座上，堵住了泄油孔，结果，脱扣油母管中的油压等于主油泵出口的油压，遮断系统处于等待备用状态。
飞锤出击的转速，一般为额定转速的110％～112％，。当机组正常运行时，飞锤因偏心所产生的离心力，不足以克服弹簧反方向的约束力，飞锤不能出击。当机组超速时，随着转速的升高，离心力和约束力随之增加，当离力大于约束力时，飞锤外移，偏心距加大，根据飞锤的设计特性，到达整定的转速后，离心力增加，克服约束而使飞锤出击。出击的飞锤作用在脱扣碰钩上，使碰钩围绕其短轴旋转，带动危急遮断滑阀向右运动，碟阀随之离开阀座并泄油，导致机械脱扣油母管中的油压降低，通过隔膜阀的作用，危急遮断管中的油泄放，使汽轮机紧急停机，关于这一点，下面将进一步介绍。
当遮断系统动作，汽轮机停止进汽后，转速将逐渐下降，离心力减小，弹簧的约束力使飞锤退回到出击前的原位。
由于脱扣碰钩转动时可使曲臂脱钩，曲臂受弹簧拉力的作用而向下转动，所以，当飞锤复位以后，若要重新建立脱扣油压，运行人员必须手动复位，使曲臂转动并重新返回到挂钩位置，此时，危急遮断滑阀才能在油压的作用下向左移动，使蝶阀重新压在阀座上并建立脱扣油压，继续行使超速遮断保护功能。
图9－11 机械超速遮断系统的工作原理图
二、机械超速遮断机构
图9－12为机械超速遮断机构图。自动超速遮断部分的主要组成部件是：转轴21、碰钩24、遮断与复位连杆30、手动遮断与复位杠杆33、手动试验杠杆34、蝶阀座42、飞锤弹簧48、飞锤49、弹簧定位螺圈50、定位销51、蝶阀54、危急遮断滑阀58、滑阀套筒59和节流孔塞等。其动作大原理上面已经介绍，整定时对主要工作间隙的要求是：正常位置时碰钩与飞锤的间隙为1.6～2.4mm；遮断位置时碰钩与飞锤的间隙不小9.5mm；遮断碰钩与复位连杆18间应有1.6mm的搭接。
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