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火电机组OPC设置探讨摘要：OPC是汽轮机监测保护系统重要的控制环节，本文就OPC的动作方式及对电网的影响做些论述，仅供参考。
关键词：OPC；DEH一次调频；电网频率1概述火电机组超速保护系统（Over speed Protect Controller 简称OPC）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。
因此，如何合理的设置OPC系统并且投入保护是一项重要的工作。
2OPC的基本控制OPC源于美国西屋公司的超速保护系统，是一种抑制超速的控制功能。
而国内机组依据行业相关规定，防止汽轮机超速也采用了独立的软件和硬件实现此功能。
其基本控制方式是：①转速达到额定值的103%；②转速出现加速度达到限值；③汽轮机功率达到设定值（一般30%）且与发电机解列；④并网时汽轮机功率与发电机负荷不平衡（PLU）达到限值。
当四个动作条件任意一个满足时，OPC电磁阀动作，关闭所有高、中压调节汽门，同时关闭各级抽汽、高排逆止阀。
待汽轮机转速低于某一设定值后，重新开启高、中压调节汽门、各级抽汽、高排逆止阀，DEH维持汽轮机转速在3000 r/min，保证机组不因超速而停机。
3 OPC动作及影响目前电网的发展非常迅速，因此电网的稳定性要求也越来越高。
电网频率与机组OPC 的关系是其中重要一个环节。
目前运行机组的OPC动作一般分两种情况：⑴发电机断路器跳闸时导致的机组OPC动作，此时机组不带负荷，汽轮机控制方式为转速控制，维持3000转；⑵因电网故障导致OPC动作，发电机断路器没有跳闸，此时机组带有一定的负荷，由于汽轮机DEH没有检测到发电机断路器跳闸，所以控制方式仍然为负荷控制，调门关闭后，经过延时还会维持以前的开度。
对于发电机断路器跳闸导致的OPC不会对电网造成任何影响，发电机开关跳闸时，一般汽轮机投发电机跳闸保护，也用不到OPC。
伊拉克某电厂汽轮机OPC动作跳机分析摘要：针对伊拉克H电厂6台机组在电网系统频率长时间大于51.5HZ，汽轮机转速超过3090r/min,OPC保护反复动作，对引起锅炉汽包水位高MFT的原因进行分析，通过增加机组OPC动作时自动切除一层油枪逻辑，开启PCV阀、高低旁等技术措施稳定汽包水位，提高了汽轮机OPC保护动作的可靠性。
关键词：高频；汽轮机；OPC保护；汽包水位1概况伊拉克H燃油(气)电厂安装一期4台330MW（#1、2、3、4机组）、二期2台610MW （为#5、6机组）燃油(气)汽轮发电机组,汽轮机为上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂设计制造的亚临界、一次中间再热、单轴、凝汽式汽轮机。
整台汽轮机由一个高中压合缸和两个双流（330MW为单流）低压缸组成。
高压缸进汽分别由2个主汽门和4个调整汽门组成；中压缸调门在汽轮机冲转时保持全开，正常运行中4个高压缸调门同时参加负荷调节。
汽轮机控制系统采用成熟稳定的数字电液调节系统（DEH）。
锅炉是由上海电气电站设备有限公司上海锅炉厂配套设计制造的燃油(气)、亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉。
伊拉克电网规模较小、管理水平低导致电网稳定性较差，加上伊拉克缺电现象较严重，频率经常在48.5HZ至51.2HZ运行，引起机组OPC保护动作可能性较大。
结合伊拉克H电厂在2019年06月15日电网频率发生异常升高至51.97HZ并持续长达53秒，电厂6台机组全部发生OPC动作，最终只有#5机组保持安全运行，#6机组OPC保护动作6次引起EH油压低跳闸，其余4台机组OPC保护动作频繁引起汽包水位高，锅炉MFT跳闸。
伊拉克H电厂汽轮机OPC超速保护动作时自动打开并联的2个OPC电磁阀泄去OPC压力油，高中压调门关闭；待汽轮机转速低于3090r/min时OPC复位，高中压调门自动开启。
OPC反复动作时将引起机组负荷、主蒸汽压力、汽包水位等大幅度波动，OPC持续时间越长越容易造成汽包水位高保护动作锅炉MFT跳闸，严重影响伊拉克电网和电厂运行安全。
火力发电厂汽轮机组 OPC动作汽机跳闸分析引言:为保证火力发电厂汽轮机组运行的安全性，防止汽轮机超速，在超速保护系统中布置有两个并联的超速保护电磁阀（20/OPC-1、2）当机组转速超过103%额定转速时或机组甩负荷时，该电磁阀得电打开，迅速关闭各调节汽门，以限制机组转速的飞升。
另外，在EH系统中，还布置有四个两“或”一“与”的自动停机（20/AST-1、2、3、4）电磁阀，它们能接受各种保护停机信号，关闭所有汽门，遮断汽轮机，进一步限制机组转速的飞升并发出报警信号。
1 AST-OPC电磁阀组件基本原理由两只并联布置的的超速保护电磁阀（20/OPC-1、2）及两个逆止阀和四个串并联布置的自动停机危急遮断保护电磁阀（20/AST-1、2、3、4）和一个控制块构成超速保护-自动停机危急遮断保护电磁阀组件，这个组件布置在高压抗燃油系统中。
它们是由DEH控制器的OPC部分和AST部分所控制，正常运行时两个OPC电磁阀是失电常闭的，封闭了OPC母管的泄油通道，使高压调节汽阀执行机构活塞杆的下腔建立起油压，当转速超过103额定转速时，OPC动作信号输出，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。
这样相应的调节阀执行机构上的卸载阀就快速开启，使各高、中压调节阀及各抽汽逆止阀迅速关闭。
四个串并联布置的AST电磁阀是由ETS系统所控制，正常运行时这四个AST电磁阀是得电关闭的，封闭了AST母管的泄油通道，使主汽门执行机构和调节阀门执行机构活塞杆的下腔建立起油压，当机组发生危急情况时，AST信号输出，这四个电磁阀就失电打开，使AST母管油液经无压回油管路排至EH油箱。
这样主汽门执行机构和调节阀门执行机构上的卸荷阀就快速打开，使各个汽门快速关闭。
四个AST电磁阀布置成串并联方式，其目的是为了保证汽轮机运行的安全性及可靠性，AST/1和AST/3、AST/2和AST/4每组并联连接，然后两组串联连接，这样在汽轮机危急遮断时每组中只要有一个电磁阀动作，就可以将AST母管中的压力油泄去，进而保证汽轮机的安全。
电网大扰动试验#2机组O P C保护动作暴露问题考核时间：2004年3月25日一、事故前工况：#2机组运行正常、负荷453MW，正在进行电网大扰动试验。
二、事件经过及处理2004年3月25日13:28分，发电部运行五值配合电网做大扰动试验。
13：28：17：513毫秒，#2机组OPC动作。
13：28：17：628-13：28：18：051毫秒，主机调速汽门关闭、三抽、四抽油压逆止门关闭、主机负荷大幅度降低、主汽压力升至26.9MPa。
3秒后OPC保护恢复，负荷瞬时升至450MW，汽机值班员为防止机组受大的冲击造成主机轴瓦推力瓦损坏，立即进入SA05画面检查主机串轴、振动、胀差等重要参数，未发现异常。
13：28：56：122毫秒，调出厂用汽画面时，锅炉二流程给水流量低保护动作，机组停机。
(事后核对#2机组DCS时间比GPS时间慢12s)。
3月25日18：00分，#2机组并网。
三、事件原因事后从四方公司的PMU上查证、分析情况如下：13:28:29：560毫秒时，系统周波为50.03Hz。
13:28:29：600毫秒时，系统周波为50.20Hz。
可以计算出在40毫秒内汽轮机转速变化了10.2转，满足OPC动作条件[在一个周期(50ms)内汽轮机转速变化10转]。
OPC保护动作，使#3、#4抽汽油压逆止门关闭，4段抽汽是汽泵工作汽源，汽泵工作汽源失去，出力降低，使锅炉侧给水流量中断保护动作停炉，联停机组。
#3、#4抽汽逆止门在#2机组DCS改造时设计组态为OPC保护动作联关#3、#4抽汽油压逆止门;当OPC动作结束后，无自动开启#3、#4抽汽油压逆止门功能，需要人工开启才能打开。
虽然厂用汽压力下降到0.55MPa已经联开RC044到9.03%(定值为10%)，但由于RC044动作迟缓(从1.78%开到9.03%用时20s;全行程整定时间为8s)，使厂用汽压力仍然下降，导致汽泵出力不足。
在OPC动作39秒后，锅炉给水流量中断保护动作停炉，联停机组。
编号：第1页共2页操作开始时间：年月日时分终了时间：年月日时分操作任务：#机103%超速保护试验顺序操作内容已执行操作时间一、操作危险点、安全措施和注意事项（按工作顺序填写与执行）1. 防止人身伤害方面的措施：1.1 超速试验时，附近工作人员远离转动设备，运行人员站在汽轮机轴向位置2 防止设备损坏方面的措施2.1 防止转速达3090r／min时OPC电磁阀不动作的措施：2.1.1 当转速达3090r／min电磁阀不动作时，立即打闸，停机处理2.2 防止OPC电磁阀动作时，高中压调速汽门不关闭或关闭不严密的措施：2.2.1 立即打闸，停机处理2.3 防止试验过程中汽轮机轴向位移、振动、差胀等参数突然变化导致轴瓦或动、静部分损坏的措施：2.3.1 试验过程中，严密监视汽轮机轴向位移、振动、差胀、各轴瓦温度和机组转速等参数变化情况，任何一项超过规定值应立即停止试验，达到跳闸值应动作跳闸，否则手动停机2.3.2 试验过程中，如果听到汽轮机内部有明显的金属摩擦声或其他不正常声音，应立即停机二、操作项目（按操作顺序填写与执行）1.接值长令：进行#____机103%超速保护试验2.确认#____机进行0PC电磁阀静态试验正常3.确认#____机主汽门、调门严密性合格4.确认#____机远方及就地停机按钮打闸试验合格5.确认#____机带20%额定负荷连续运行不小于4小时6.确认#____机DEH控制方式在“操作员自动”方式7.按正常减负荷停机步骤减#____机负荷到零，退电跳机保护，解列发电机，注意机组转速维持3000rpm8.启动#____机交流润滑油泵、高压启动油泵运行,润滑油系统运行正常9.投入#____机DEH OPC试验模式10.设定#____机目标转速3100r/min，设定升速率50r/min，按进行键升速，该灯亮11.当#____机转速升至3090r/min，OPC保护电磁阀应动作，检查高、中压调速汽门、高排逆止门、各段抽汽逆止门关闭，汽轮机转速应下降编号：第2页共2页12.记录OPC保护电磁阀动作转速：________r/min13.当#____机转速降至3090r/min以下时，检查OPC保护电磁阀复位，中压调门自动开启14.当#____机转速降至3000r/min后，检查高压调门自动开启，维持汽轮机转速稳定在额定转速15.投入#____机DEH OPC正常模式16.试验完毕，汇报值长，并做好记录备注：操作人：监护人：值班负责人：值长：年月日时分操作票评价（由运行调度部门、安全监督部门和运行车间负责人、专业技术人员进行评价）：（1）评价人：年月日（2）评价人：年月日。
中电投集团公司汽轮机OPC超速试验操作票大连泰山热电有限公司DALIAN TAISHAN THERMO-ELECTRIC CORP.Ltd超速试验总则一、试验条件：下列情况下应作超速试验：1）汽轮机组大、小修后；2）危急保安器解体或调整后；3）机组连续超过六个月后；4）停机一个月后再启动；5）甩负荷试验前。
二、超速试验前的准备及措施：1）全面检查ETS、DEH、DCS系统运行正常；2）交、直流润滑油泵、高压启动油泵、顶轴油泵、盘车装置试验良好；3）高、中压自动主汽门严密性试验及高、中压调节汽门严密性试验良好；4）做ETS跳机保护试验及手打危急遮断器试验良好，“汽机跳闸”信号发出，检查各主汽门、调节汽门、高排逆止门、抽汽逆止门、抽汽电动门动作迅速，关闭严密，机组转速下降；5）机组冷态启动后，带25％～30％额定负荷，连续运行3～4小时；6）投入旁路系统，调整旁路系统时，应注意调节级压力与高压旁路后蒸汽压力保持等于或大于2.0 的比例，过低时会发生高压缸排汽受阻，使高压汽缸后几级叶片由于鼓风摩擦而过热；7）机组空负荷运行时，应密切监视高压缸排汽温度，使之不超过360℃，如超过390℃时，应打闸停机；8）减负荷至“0”MW，机组解列维持3000r/min；9）启动高压启动油泵、交流润滑油泵运行；10）试验过程中，保持主蒸汽压力2.5～3.0MPa，主、再汽温350～400℃，主蒸汽过热度大于100℃，其它运行参数正常；11）高压内缸下半内壁金属温度大于200℃；12）检查机炉横向保护退出；13）试验时设总指挥一人、并派专人监视机组转速、油压、振动、串轴、瓦温等，发现参数超限立即打闸停机；14）试验前应投入连续记录和计算机连续打印装置，以记录机组的各项参数；15）机组转速达3360r/min而危急保安器未动作应立即打闸停机；16）机组解列后，应在15分钟内完成试验；17）试验时，调速汽门大幅度晃动应立即打闸停机。
火电机组OPC与机组电网安全运行的影响及措施随着电力行业的发展，火电机组OPC（操作性能控制）技术在电厂中得到了广泛应用。
然而，火电机组OPC的运行会对机组电网的安全运行产生一定的影响，需要采取相应的措施来保证机组电网的安全稳定运行。
1. 影响火电机组OPC运行会对机组电网的动态响应特性和稳态电压造成一定的影响。
（1）动态响应特性火电机组OPC技术可以有效地解决机组的负荷响应速度慢、稳态电压波动较大等问题。
但是，在设置机组OPC时，需要合理选择控制设定值，否则会影响机组的负荷响应速度和动态稳定性，造成电路失稳等问题。
（2）稳态电压机组OPC技术可控制机组出力，通过调整机组的负载来维持电网的稳定运行。
但是，当机组出力加大时，会导致电网电压降低，影响机组电网的稳态运行。
因此，需要在机组OPC的设定中加入电网稳态电压的限制，以保证电网的稳态运行。
2. 控制措施为了保证机组电网的安全稳定运行，需要采取以下措施：（1）加强机组OPC的调试与运行管理在机组OPC的调试和运行过程中，需要加强对控制设备的检修和保养，确保设备的正常运转。
同时，需要合理设置机组OPC的控制参数，维护设备的稳态运行。
此外，还要及时处理设备故障和异常，确保机组OPC的稳定运行。
（2）控制机组出力和负载调整速度机组OPC技术的控制范围应考虑电网稳态电压的限制条件，明确机组的出力范围和负载调整速度。
采取低速负载控制方式，保证机组出力变化不过快，避免电网动态响应特性的影响。
同时，在机组OPC技术中加入对机组出力的限制，控制机组出力的范围和负载调整速度，保证电网稳态运行。
（3）完善机组电厂保护系统机组电厂应完善保护系统，建立相应的保护管理体系。
在机组OPC技术运行过程中，需要对电厂保护系统进行优化和升级，使其适应机组OPC技术的控制要求。
同时，需要定期检查和测试保护系统的运行状态，保证保护系统的及时响应和正常运行。
总之，随着火电机组OPC技术的广泛应用，如何保证机组电网的安全稳定运行已成为电力行业需要重视的问题。
OPC超速保护系统稳定性在天业电网“黑网”事故中的分析本文简要论述了新疆天业集团7月26日发生的全网黑网事故的经过及处理过程，并着重分析OPC超速保护在天业电网事故中的作用及应用，并给出了OPC 保护的调整策略，从而提高了机组的抗事故能力。
标签：OPC；稳定性；事故；分析0 引言在当今电力系统中汽轮机组在甩负荷时特别容易引起高的动态超速，这些仅靠调节系统的转速反馈而将汽门快速关闭已难以满足机组转子飞升不致跳闸的要求。
在开关跳闸瞬间，汽轮机转速达到额定转速的103%（3090 r/min）时，OPC立即抢断调节系统的控制，强行将关闭所有调节汽门短时关闭，防止汽轮机转速进一步升高，经2—3秒的延时，当转速恢复正常时再开启调节汽门，转速控制交由调节系统，如此反复，直至正常转速控制回路能维持额定转速。
因而，机组甩负荷特性实际上是由调节系统和OPC电超速保护装置共同作用的结果。
因此天业电网在不断发展中的8台机组都配置了此保护系统。
1 电网事故经过7月26日12时46分，一施工吊车钢丝绳与天业电网内110KV天聚二线架空线碰撞，造成线路短路。
12：46：19聚变侧天聚一二线距离Ⅰ、III段保护动作跳闸，12：46：19 110KVI、II母母联和110KVIII、IV母母联复压过流保护动作跳闸，天业电网内部被分为两个系统。
系统一被孤网后发电小于用电，稳控动作切除两台机组后又加剧了发用的不平衡，系统频率急剧下降，#1～4#发电机组因主汽门关闭机组相续跳闸，最终垮网停电。
系统二：通过220KV辰石东线与新疆220KV主网联网，发电760MW，用电460 MW，上网251.6MW。
由于系统二上网251.6MW。
12：46：25天业电网稳控系统启动切6#、7#发电机组，12：46：32新疆主网稳控系统动作断开220KV辰石东线，天业电网系统二也进入孤网运行状态。
但此时系统二处于发大于用状态，频率急剧上升，由于各机组超速保护OPC动作定值一样，机组的OPC保护一起动作，各机组调门全关。
火电机组OPC超速保护动作特性分析
火电机组超速保护系统(Over speed Protect Controller 简称OPC)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。
OPC主要功能是：当汽轮机转速达到3 090 r/min(额定转速的103%)时关闭所有调节汽门，汽轮机转速恢复至3 000 r/min后，重新开启调节汽门维持汽轮机转速在3 000 r/min；发电机跳闸后快速关闭所有调节汽门，汽轮机转速恢复至3 000 r/min后，重新开启调节汽门维持汽轮机转速在3 000 r/min。
尽管OPC对抑制汽轮机超速起到了预防作用，但是其控制特性，不能适应电网不同形态故障对机组的影响。
昆明发电厂2004-02-24发生的1，2号机OPC动作，暴露出机组OPC控制的动作特性与电网故障配合还存在一定问题，这些问题不利于电网和机组的安全。
1 概况
昆明发电厂现装有2×100 MW燃煤机组，无中间再热，两台机汽轮机调节系统现已改造为电液数字调节系统(DEH)。
该电厂位于云南省电网负荷中心，升压站为110 kV双母线带旁路母线。
2004-02-24，由于昆明发电厂并网点(变电站)发生故障与系统断开，造成昆明发电厂两台机OPC动作。
当日双母线并列运行，通过联络线普普I、II回(昆明发电厂-普吉变)与系统连接。
两机共带有功负荷1 90 MW，联络线输送功率为140 MW，供近区负荷为40 MW，厂用负荷10 M W。
2 故障现象
13:30，由于昆明发电厂并网对侧的220 kV普吉变电站变压器故障，造成昆明发电厂2台机组、普吉变110 kV系统及所供近郊负荷与系统解列成一孤立系统，发电机组频率迅速上升至52.7 Hz,汽轮机转速最高升至3 160 r/min，昆明发电厂两台机OPC同时动作，调速汽门关闭，当两机转速降至3 000 r/min以下时，调速汽门又同时开启，反复数次，两台机进入不稳定反复“功率振荡”状态。
持续15 min，振荡难以平息，直到将该片区所供电负荷全部切除，机组才恢复稳定正常状态。
3 OPC动作行为分析
在转速未出现故障、未进行机械、电气超速试验时，只要转速大于3 090 r/ min，OPC出口动作，关闭所有调节汽门，当转速降至3 000 r/min以下时，调节汽门重新开启，进入转速自动调节控制。
在系统出现故障的瞬间，发电机功率突升。
由于故障点切除时间长，造成电网频率下降，保护越级跳闸，使电厂对侧变电站110 kV与220 kV联络变跳闸，故障点切除后，部分负荷甩开，由于汽轮机惯性，造成转速上升，上升至3 16 0 r/min，OPC启动快速关闭调速汽门。
调速汽门关闭后，转速开始下降，当转速降到2 950 r/min时，调速汽门开始开启，转速上升。
由于调速系统的迟缓率及汽轮机组汽缸热容的存在，调速汽门开至预定阀位时，转速滞后，转速自动调节出现超调，上升至3 160 r/min，转速超过3 090 r/min时OPC又动作。
由于发电机所拖动的有功功率大，造成在OPC动作调节汽门关闭后，转速出现加速下降，所以在调速汽门重新开启后又造成调速汽门开启速率增大出现超调。
在此过程中，DEH处于自动状态，人员手动无法干预，出现反复“振荡”过程，无法稳定转速。
断开联络线甩开部分拖动负荷后，转速、功率来回振幅减小，再切除部分拖动负荷后，转速、频率趋于稳定。
3.1 OPC对电网安全运行的影响
昆明发电厂两台机OPC动作后所引发的机组不稳定，反映出火电机组DEH中的超速限制OPC的整定，在一定条件下与电网稳定运行存在矛盾。
云南电网现有19台火电机组，共3 735 MW，机组均配置OPC。
作为能源基地，云南电网在“西电东送”战略中发挥着重要作用，在丰水期通过500 kV罗马线外送1 700 MW，由于外送电力占省内负荷比例较大，一旦外送联络线跳闸，将造成云南电网频率升高，尽管电网已采取了高周切机措施，但是电网频率仍不可避免地出现短时间超过51.6 Hz，发电机组的转速将随电网频率上升超过3 090 r/min。
此时，如所有火电机组OPC动作，调速汽门同时关闭，整个电网同时失去几百万的电源，其后果是不堪设想的。
电网有可能因此而瓦解，也有可能出现类似昆明发电厂“2.24”事故的振荡现象，最终导致电网崩溃。
3.2 OPC与机组的安全运行
按照OPC的控制逻辑，发电机转速决定机组调速汽门的开闭，当机组带有部分地区负荷时，由于调速气门开启滞后，转速超调将不可避免，造成机组大幅度的功率波动，长时间的功率波动将影响机组的安全性。
OPC动作所引起的“功率振荡”与一般的振荡不同：(1) 汽轮发电机组是在全部切断汽源后又突然大量进汽，这样将造成汽轮机各级动、静叶级间前后压差增大，各级叶片受到的冲击应力较大，有可能造成叶片损坏；(2) OPC动作，汽轮机进汽全部切断后，会造成承压部件超压，安全阀动作，锅炉燃烧不稳定，锅炉过热器会出现蒸汽瞬间滞流，过热器会发生超温的危险工况。
另外，由于OPC动作引起的转速大幅度变化，有可能引起叶片的自激振动增大，汽轮机组支持轴承的油膜不稳定。
4 解决措施及建议
昆明发电厂“2.24”事故的发生，应引起各方专家对火电机组超速限制OPC动作与电网稳定问题的高度重视。
笔者认为，火电机组的OPC保护功能不能只考虑保机组设备安全，同时还要考虑电网安全，应将两者结合统一考虑。
(1) 电网应考虑有效抑制电网频率升高的技术措施，避免电力系统频率升高影响火电机组的安全。
(2) 火电机组DEH中OPC的超速保护整定，应与电力系统安全稳定装置合理配合，由调度部门统一管理，统一整定。
(3) 准确掌握各火电机组汽轮机转子在额定负荷下允许转速分布情况，调整O PC的动作定值。
超速对OPC动作值全部限制为3 090 r/min,是否合理，值得探讨。
(4) 根据各台机组调速系统的速度变动率、迟缓率确定OPC动作时限。
(5) 为防止汽轮机调节汽门的调节出现超调或滞调，对DEH中的自动调频需作进一步研究。
(6) 对OPC控制逻辑进一步研究，避免机组功率的反复摆动，影响机组安全。
