（一）超温保护
M701F3型燃气轮机是通过对燃气轮机排烟温度T4的测量和控制来防止燃气轮机入口烟温超温。为提高可靠性，M701F3型燃气轮机采取了叶片通道温度（BPT）和透平排气温度（EXT）两类排烟温度控制，因此对应的超温保护也分为两类，具体如下。
（1）EXT高
当6个EXT测量点的平均值高于620℃，保护动作，机组跳机。
（2）EXT控制偏差高
EXT平均值与EXT参考基准值EXREF的差值为EXT控制偏差。当EXT控制偏差高于45℃，保护动作，机组跳机。
（3）BPT高
20个BPT测量点扣除最大值和最小值后的平均值为BPT平均值。当BPT平均值高于680℃，保护动作，机组跳机。
（4）BPT控制偏差高
BPT平均值与BPT参考基准值BPREF的差值为BPT控制偏差。当BPT控制偏差高于45℃，保护动作，机组跳机。
（二）熄火保护
M701F型燃气轮机在#18和#19燃烧器上各安装了两个火焰探测器，其检测结果用来作为机组并网前熄火保护的判断依据。
根据机组运行阶段的不同，M701F3型燃气轮机分别采用了不同的熄火保护。
1.点火期间
机组启动过程中，在点火期间必须监视燃烧室是否点燃。在机组点火程序开始（即燃料投入）后10s内，若#18、#19燃烧器各至少有一个火焰探测器检测到火焰，就判断点火成功，燃气轮机进入暖机升速阶段。若机组点火程序开始10s后，#18或#19燃烧器上的两个火焰探测器均检测不到火焰，则熄火保护动作，机组跳机，防止燃料聚集在燃烧室或透平内导致爆燃事故。
2.升速及全速空载期间
在机组升速及全速空载期间，若#18或#19燃烧器上的两个火焰探测器均检测不到火焰，则熄火保护动作，机组跳机。
由于爆燃事故对机组的巨大危害，在机组运行过程中，必须确保各种极端情况下，当燃气轮机熄火时，保护都能准确及时动作。例如，可能存在这种情况，燃气轮机已熄火，但火焰探测器存在故障导致火焰信号仍存在，此时就必须通过其他方法触发熄火保护。对于类似极端情况，M701F3型燃气轮机采用两种方法处理。
1）在机组升速阶段，将燃气轮机转速与稍前一点的转速减去固定偏差值后的结果进行比较，若两者的差值小于零，说明转速开始下降，则判断燃气轮机已熄火，熄火保护动作，机组跳机。
2）在机组升速及全速空载阶段，若某个BPT的偏差值低于-90℃，则判断燃烧器故障，熄火保护动作，机组跳机。
3.并网期间
机组并网后，考虑到火焰探测器故障的可能性，火焰探测器的检测结果不再作为熄火保护的判断依据，而是根据逆功率监督计算法判断燃气轮机是否熄火。当根据蒸汽轮机中压缸进口压力换算出来的功率输出比实际发电机功率输出高出13%时，即可确认燃气轮机实际出力严重不足，燃气轮机熄火导致机组存在逆功率，熄火保护动作，机组跳机。
（三）燃烧监测保护
燃气轮机的燃烧室及其热通道部件处于高温高压的工况中，容易产生燃烧不稳定及燃烧压力波动大，可能导致火焰筒或过渡段等部件出现破裂等各种故障。因此，燃气轮机必须配备可靠的燃烧监测保护。M701F3型燃气轮机配备的燃烧监测保护分为排气温度保护和燃烧压力波动保护两种。
1.BPT偏差高
当燃料流量分配器故障引起各燃烧室的燃烧温度不均匀时，当火焰筒或过渡段破裂引起透平进口温度场不均匀时，都会引起燃气透平的进口流场和排气温度场的严重不均匀，因此只需监视排气温度场是否均匀即可判断燃烧是否正常。
在美国GE公司的燃气轮机的保护系统中，一般用压气机的出口温度来计算排气温度允许分散度，并比较实际排气温度的分散度和允许的排气温度分散度，以判别燃烧是否正常。而M701F3型燃气轮机的处理方法则相对简单，只是单独地判断每个叶片通道温度的分散度是否超过了允许值。
某个BPT实测值与BPT平均值的差值为该BPT偏差值，即该BPT的分散度。为避免单个测点故障导致保护误动，在确认某个BPT偏差超限的同时还需判断相邻的BPT是否也有一个存在一定程度的分散度。实际保护设定为当BPT偏差值高于30℃或低于-60℃，且相邻的一个BPT偏差或变化趋势大于设定值，保护动作，机组跳机。
2.燃烧压力波动联锁保护
M701F3型燃气轮机配备了日本三菱公司独有的燃烧室压力波动监测（Combustion Pres-sure Fluctuation Monitor，CPFM）系统，对燃烧进行监视报警及联锁保护。为了直接监测燃烧室燃烧情况，M701F3型燃气轮机在每个燃烧器上各安装一个燃烧室压力波动速度传感器，并在#3、#8、#13和#18燃烧器上再各安装一个燃烧室压力波动加速度传感器。
24个传感器探头的前置器将采集到的信号放大后分别经过日本三菱公司设计的专用模块VIM后转换为频谱信号，并根据频率的大小分解为9个频段。
燃烧压力波动高跳机有以下两种情况：
1）当同频段中任意2个压力波动传感器信号超过跳机水平，则保护动作，机组跳机。
2）当机组因燃烧压力波动高而负荷回切后，如果同频段中任意2个压力波动传感器信号仍超过报警水平，则保护动作，机组跳机。
（四）燃气系统异常保护
当燃气系统异常时，为防止事故扩大，应立即保护跳机。M701F3型燃气轮机燃气系统异常保护包括以下几种。(www.xing528.com)
1.燃气供气压力低
当三个燃气供气压力开关中的两个监测到的燃气供气压力低于2.7MPa时，延时1s后，保护动作，机组跳机。
2.燃料控制阀异常
当满足下列任一条件时，燃料控制阀异常保护动作，机组跳机：
1）在点火程序开始后5～25s期间，主燃料或值班燃料流量控制阀前后差压高于0.589MPa。
2）在点火程序开始后5～25s期间，任意一个燃料流量或压力控制阀全开。
3）任意一个燃料流量或压力控制阀控制信号和实际阀位的偏差超过±5%。
3.燃气泄漏
当燃气轮机罩壳内3个燃气检测探头中有2个检测到燃气浓度超过定值时，保护动作，机组跳机。
（五）空气烟气系统异常
当燃气轮机空气烟气系统异常时，为防止可能发生的事故，保护应及时动作使机组跳机。M701F3型燃气轮机空气烟气系统异常保护包括以下几种：
（1）燃气轮机排气压力高
当3个燃气轮机排气压力开关中的2个监测到燃气轮机排气压力高于5.5kPa时，保护动作，机组跳机。
（2）压气机防喘抽气阀异常
当满足下列任一条件时，压气机防喘抽气阀异常保护动作，机组跳机：
1）机组升速到2815r/min延时20s后或已达到额定转速，中压或低压防喘抽气阀没有全关。
2）机组转速未升至2815r/min前或机组转速降至2800r/min后中压或低压防喘阀未全开。
3）机组启动信号发出20s后，高压防喘抽气阀没有全关。
（3）IGV伺服模块偏差大
当IGV控制信号与实际阀位偏差超过±5%时，延时10s，保护动作，机组跳机。
（4）燃烧器旁路阀伺服模块偏差大
当燃烧器旁路阀控制信号与实际阀位偏差超过±5%时，延时10s，保护动作，机组跳机。
（六）其他
1.燃气轮机输入信号故障
当满足下列任一条件时，燃气轮机输入信号故障保护动作，机组跳机：
1）3个发电机功率信号中2个故障。
2）3个燃烧室压力信号中2个故障。
3）3个机组转速信号中2个故障。
4）全部BPT信号故障。
5）全部EXT信号故障。
6）主燃料流量控制阀的2个压差信号都故障。
7）值班燃料流量控制阀的2个压差信号都故障。
2.火灾跳闸
当燃气轮机罩壳内2个火灾探测器都感应到火灾发生时，保护动作，机组跳机。
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