TSI系统在大型火力发电厂的应用情况分析

【摘 要】随着经济社会的发展，电力系统的装机容量也日益增大。TSI系统作为汽轮机最重要的监测保护系统之一，大型发电机组对TSI系统的依赖性也越来越高，因此TSI系统设备的好坏直接影响着的机组的安全运行。通过多年对TSI系统的工作运行状况及应用、使用维护，对其进行了细致地分析、研究、以提高安全系数和工作效率。

【关键词】：TSI测量对象安装调试应用

中图分类号：O434文献标识码： A

1.引言

随着经济社会的发展，电力系统的装机容量日益增大，蒸汽参数也随之增加，热力系统情况也更加复杂，汽轮机的安全运行便显得越发重要。在汽轮机上一般都装有各类的安全保护装置,对一些重要的热工参数、振动和位移等进行时许监督和保护,做到预警，防止重大事故发生。若事故发生，可连接到警报关闭系统。这样大大提高了设备的安全使用程度。

TSI系统一般是由传感器和智能板件组成。运行原理是传感设备带动机械振动，产生位移和转速的机械能，最终转换为电能。在运行中，根据传感设备性能的要求,利用电涡流传感器,对汽轮机组的转速、偏心、轴位移、轴振动、胀差进行测量，利用速度传感器和利用线性可变差动变压器进行运作测量。而其中TSI系统在汽轮机的安全监控中发挥了重要作用。TSI系统自投入生产以来，总体监测功能和数据测量比较精准，输出的安全性也较高。但是，也有一些问题时常困扰机器正常的运行，下面会简单介绍到相关情况。

2设备和系统简介

2.1设备组成情况

TSI系统设备一般包括：就地测量单元、变送单元、连接电缆及显示仪表等几部分。

TSI设备中就地测量单元通常是由测量原理而分，可分为涡流式传感器、电动式传感器、电感式位移传感器、差动式磁感应传感器四种。

变送单元也可称作变送器，而在TSI系统中则称为前置器。大多数国家的TSI设备，都有三个接线端和一个专用插孔，分别是com 端、power端、input端。前两个端口通过电缆，慢慢接受显示仪表的直流电压，通过延长电缆传输信号。

显示仪表包括硬件和软件。硬件部分包括：电源输入模块，框架接口模块，转速监测模块，键相监测模块，差胀、轴向位移监测模块，继电器模块等等。软件包括：框架配置软件，数据采集、服务器软件，操作员显示软件，各种监测模块的内部设置。

2.2系统功能

系统的功能包括：对测量信号进行实时、在线、同步整周期数据采集，对机组的运行状态识别，对振动信号记录分析，并进行数据的管理、振动报警、危急识别、故障诊断以及当危险信号出现并将其信号输出至ETS系统进行跳机。

3. TSI设备的安装和调试注意事项

TSI设备安装前，要做详细的全面检查，对于传感器以及测量模块的各个通道功能都要进行检验，并且作好记录存档工作，如果发现对线性或频率响应较差的传感器或者不合格的模块设备等情况，要及时处理进行更换。

对于传感器的一般比较高，安装支架的刚性、加工精度、移动和固定方式等，既要满足测量的要求，又要便于安装定位和检修。

在安装或者检修更换传感器时，一般选择不带中间接头且全程带金属铠装保护的传感器电缆(即传感器和延伸电缆一体化)，否则便要有可靠的措施，确保传感器尾线与延伸电缆接头处的绝缘。另外，在机壳外部可用绝缘胶带绝缘，延伸电缆的固定与走向应不存在损伤电缆的隐患，汽机引出处确保密封，防止毛剌损坏电缆，至接线盒的沿途信号电缆，应远离强电磁干扰源和高温区，并有可靠的全程金属防护措施。

一般来说，安装前置放大器的金属盒的位置，应选择在较小振动和便于检修处，盒体底座垫要在10mm左右，进行加固牢固后，保证安全可靠接地。

金属箱中一般会放置前置放大器，金属箱体必须安全接地，接口和接线之间也应紧固，输出信号电缆最好采用普通的三芯屏蔽电缆，且应绝缘浮空。

3.TSI系统运行中存在的应用故障及原因分析

TSI系统一般是由传感器和智能板件组成。其中，传感设备带动机械振动，产生位移和转速的机械能，最终转换为电能。在运行中，根据传感设备性能的要求,利用电涡流传感器,对汽轮机组的转速、偏心、轴位移、轴振动、胀差进行测量，利用速度传感器和利用线性可变差动变压器进行运作测量。而其中TSI系统在汽轮机的安全监控中发挥了重要作用。TSI系统自投入生产以来，总体监测功能和数据测量比较精准，输出的安全性也较高。但是，总有一些问题时常困扰机器正常的运行。

3.1 绝对振动单点信号保护误动的概率较大

通常情况下，在TSI系统的正常运行中，绝对振动单点信号保护安全性是应该有保障的，并且往往作为触发信号对机组振动保护。相对振动的测试，一般在轴承处安装涡流探头便可测得。而绝对振动（AS）则是相对振动与轴承绝对振动的叠加。近些年来，常常发生因绝对振动信号的跳动突变而引起的保护动作现象。

例如，某火电工程公司的机组在运行过程中，其 ly轴振动信号突然出现异常变化，引起TSI系统振动保护动作，汽机跳闸。但是，通过对DOS系统的检查和历史曲线分析，该轴的绝对振动信号已经达到了满量程。过程中有5s的持续时间超过了保护设定值，而此时，同轴却并没有发现相对振动的异常变化。

经过反复检测分析，会发现在信号突变的时候，没有进行任何人工操作，也没有人员在附近进行干扰。而且，在TSI机柜接地和电缆屏蔽两方面，此测量系统也符合要求，那么便可以得出信号突变的原因：在一定时间段的低频干扰下，TSI系统中的速度传感器会发生突变，仅仅是复制出一个新的绝对振动值，无法真实地反映轴承绝对振动，所以才会引发振动保护动作，出现异常信号状况。

3.2延伸电缆以及前置器的接头松动或者受到污染

一般情况下，延伸的电缆以及前置器原有的接线，随着时间会逐渐老化或者凝结氧化，产生线路接触不良，接线口松动不牢，进而信号不稳定。事实上老说，电厂的每一个TSI 系统都是相同的原理结构，有一根延伸的电缆与单独探头相连接，再加上一个前置器，三者组合在一起，形成一个整体元件，有着自己的特性曲线和阻抗性。加入该TSI 系统所具有的特性曲线或者阻抗发生变化，那么便一定会出现信号异常。

3.3在周围环境干扰下引发信号异常

TSI系统所受环境因素的影响也比较大，例如：在使用涡流与速度探头作为一次元件运行的过程中，涡流探头通常是一个线圈，前置器的高频振荡电流通过延伸电缆流入此线圈，形成轴向磁场。若一旦被测金属体靠近该磁场，电涡流的强弱便会发生改变。若该线圈在运行时，再受到外部某些磁场的影响，电涡流中所表现出的强弱性质就无法正确地反映探头与被测物的距离，使测量数值异常。

3.4未进行规范接地，串入干扰信号

在对内蒙古一些电厂TSI系统运行状况的进行调研时，发现好多企业未进行规范接地，串入干扰信号情况比较突出。以安全性来说，TSI系统接地要求是必须的，而电厂的情况不在于接地与否，而在于接地方式的正确与否，这会直接影响到系统抗干扰的能力。

调研中，一些火电工程公司，在脱硫增压风机停止运转时，它的振动信号值在不断跳变，其最高值大大高出了它的振动保护值。但是，对其在进行全面检测后，却没发现任何问题。后来，在地机柜的接地状况调查时，发现该机柜接地虚焊，之后对机柜接地扁铁进行重新焊接，信号跳变现象便停止了。

4结语

TSI系统作为一种汽轮机监测保护系统，是发电厂机组正常运行的重要的保护设备，以其智能化、安全稳定的设计特点在电力行业得到了广泛的应用。TSI系统也是发电厂检修维护中最复杂的系统之一，其中在TSI系统现场安装影响，运行或机柜中信号异常等问题时常出现。对于发电企业来说，设备的系统稳定运行是机组安全稳定运行的基础，为保证系统的安全可靠运行，我们还需要从安装、调试、组态设置、检修维护等方面多做工作，采取有效措施不断提高TSI系统可靠性，保障汽轮发电机组的安全经济运行。随着科技的发展和研究的深入，新型的TSI系统将不断优化升级，剔除异常、突出优势，更加安全可靠的为发电企业提供优质的服务。

参考文献：

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