汽机TSI系统的调试和维护

【摘 要】汽机安全监测保护系统（TSI）及时准确的提供汽机本体各项监测数据，保护汽机的安全稳定运行，本文对300WM机组TSI系统的安装和调试过程作简要介绍，结合本人工作经验对调试和运行过程中出现的问题进行分析。

【关键词】TSI；调试；维护

引言

汽机TSI系统测量振动、轴向位移、转速、缸胀等数据，并将信号送至DCS进行显示，ETS系统进行汽机保护，TDM系统进行进行动平衡和在线诊断数据分析。

1 TSI系统的构成

TSI系统有监测保护装置和测量传感器组成，国内300MW以上机组主要有本特利3500系列、菲利普MMS6000系列、韦伯瑞 VM600系列。均采用模块化设计完成汽机相关数据的测量，通过继电器输出接点到其他系统进行汽机的保护。

2 测量传感器原理、安装及调试

2.1 电涡流传感器

原理：电涡流传感器是通过传感器端部线圈与被测物体（导电体）间的间隙变化来测物体的振动相对位移量和静位移的。前置器输出的电压正比于间隙电压，由两部分组成：一为直流电压，对应于平均间隙，一为交流电压，对应于振动间隙。

2.2 安装和调试

（1）大轴振动

安装：大轴振动测量传感器的安装主要是调整传感器和被测物体的间隙电压，同一点的X、Y方向成90度安装，根据所用传感器的不同，间隙电压调整为-8～-12V。

调试：用信号发生器模拟前置器的信号，直流分量在回路中串联一个9V电池，交流分量利用信号发生器加频率信号，通过改变频率信号的交流幅值来反应汽机振动的变化量，计算公式如下：V=LXL1；（V―所需加的交流电压值，mV；L―振动幅值，μm；L1―传感器的灵敏度，mv/μm）

（2）轴向位移

安装：一般300MW机组的轴向位移传感器有3个或4个， 3个传感器时一般安装在测量盘的同侧，4个传感器时安装在测量盘的两侧；通过测量传感器和测量盘的间隙电压来确定传感器的安装位置，下面以推力间隙的中点为机械零点说明安装间隙电压值的计算方法。

将汽机大轴推向工作面（发电机侧），再推向非工作面（汽机侧），记录大轴的行程作为汽机推力间隙值D。

将汽机大轴重新推到工作面，当传感器安装位置为测量盘趋近为正时，调整传感器的位置使测得的间隙电压值为-9.6+（D/2×传感器灵敏度）V；当传感器的安装位置为测量盘远离为正时，调整传感器的位置使测得的间隙电压值为-9.6-（D/2×传感器灵敏度）V。此时DCS显示和TSI仪表显示均为+D/2。

调试：模拟前置器给轴向位移测量通道加直流信号，直流信号的大小和轴向位移的值是线性关系。

（3）偏心和鉴相

偏心和鉴相传感器安装时，测量前置器输出电压为-10V即可，注意安装不能在传感器对着键槽的时测量间隙电压。

（4）零转速

安装：汽机零转速传感器安装时，将传感器正对着测速齿盘齿顶，测量传感器到齿顶的距离为0.8～1.2mm。

调试：模拟前置器给测量通道加信号，零转速通道接受的信号和振动的模拟信号一样，不同的是零转速是通过改变信号发生器的频率来改变转速的，频率信号交流分量的电压值只要大于组态中设定的门槛电压值即可。

频率和转速的计算公式：Hz=Rpm×N

（Hz―信号发生器需加的频率数；Rpm―汽机转速；N―测速齿的齿数）

（5）胀差

安装：胀差的测量是利用双传感器完成的，安装以测量的间隙电压为准。安装时首先要找到传感器的结合点，根据胀差的量程，移动传感器的支架使被测面处于传感器间中心位置，调整传感器的间距，使两个传感器的间隙电压相等。调整好传感器间隔后，根据胀差的量程，调整传感器的安装位置，使胀差到零点。

调试：通道检测方法同轴向位移。

2.3 速度传感器

（1）传感器原理

基于一个惯性质量和移动壳体，传感器有一个永久磁铁，它被固定在传感器壳体上，围绕着磁铁是一个惯性质量线圈，通过弹簧连在壳体上。线圈因固定在弹簧上，具有较大的惯性质量，即相对高频振动的物体，其是相对静止的。线圈在磁场中作直线运动，产生感应电动势，其大小与线圈运动的线速度成正比，主要用于测量汽机轴承振动。

（2）安装和调试

将传感器紧固到轴承座上即可。

2.4 LVDT传感器

（1）传感器原理

其工作原理是利用电磁感应中的互感现象，产生感应电势大小与铁心位置有关。主要用于测量绝对膨胀。

（2）安装和调试

汽机冷态情况下调整铁芯的位置使绝对膨胀就地指示为零，固定绝对膨胀指示器；同时通过调整绝对膨胀指示器变送器的电位器校核DCS指示。

2.5 差动式磁感应传感器

（1）传感器原理

原理：利用一个差动式敏感元件的电压测量，获得被测物与传感器间的间隙变化，用于转速保护和测量。

（2）安装和调试

安装：测量传感器和齿顶间的距离确定安装位置，一般要求为0.8～1.0mm。

调试：直接用信号发生器给测量通道加频率信号，频率和转速的计算公式同零转速。

3 TSI保护及常规控制逻辑

3.1 轴向位移保护

三个传感器测量：报警采用任一测量值报警即发出报警信号。保护动作信号采用三取二的逻辑。

四个传感器测量：报警采用任一测量值报警即发出，保护采用二或一与（传感器测量盘两侧各两支）的逻辑。

3.2 胀差保护：报警和保护均采用单点。

3.3 大轴振动

（1）报警采用任一轴振动到报警值即发出；

（2）大轴振动保护动作逻辑一般有以下几种：

逻辑一： 任一轴振值报警和动作信号均发出，如1X报警和动作信号均发出；

逻辑二：同一轴振的X向到动作且Y向到报警均发出；

逻辑三：动作加2秒延时，防止信号干扰造成机组误跳。

3.4 超速保护：采用三取二的控制逻辑。

4 常见故障的处理

4.1 故障现象

某电厂135MW机组试运过程中，多次发生轴振值跳变，造成机组跳闸。

故障分析：信号受干扰引起。

处理方法：（1）增加跳闸2秒延时 （2）检查TSI柜的接地装置（3）施工单位将电缆桥架内的动力电缆和信号电缆分开敷设并达到安全距离。

处理效果：机组运行正常。

4.2 故障现象

某电厂600MW机组试运过程中，TSI振动大跳机信号误动，导致机组跳闸；

故障分析：查询大机振动模拟量信号历史曲线，发现振动信号不高，本特利控制系统无相关动作历史记录，怀疑为TSI继电器板故障造成跳闸输出信号误动；处理方法：

（1）在TSI机架上增加一块继电器模件，从三块继电器板各送出一路振动跳机信号到ETS。（2）DEH柜内从三块输出端子板各送出一路汽机任意二个轴承振动高报警信号到ETS。（3）TSI来得跳闸信号与DEH来报警信号分别接入ETS系统三块端子板。（4）在ETS组态中采用振动跳闸三选二与上汽机振动高报警三选二同时发生后送出轴承振动过高跳闸信号；

处理结果：机组运行正常。

4.3 故障现象

汽轮机盘车状态，7个转速探头中的2个会不定期的突然从16r/min飞升至3600r/min（满量程），持续一段时间后正常；

故障分析：转速正常的5个探头出线至现场接线盒采用金属屏蔽层套线管，而转速飞升的2个探头采用普通非金属套线管，再加上周边复杂的电磁环境，导致了信号干扰；

故障处理：将采用普通非金属套线管的2个探头改为金属套线管；

处理结果：机组运行正常。