摘要：随着大，汽轮发电机组的安全运行有着更高的要求。可靠的TSI监测保护系统是机组安全运行的保障。施工质量对机组的监测保护系统稳定可靠运行的基础。主要阐述汽轮发电机组的振动、转速、位移安装注意事项及故障处理办法
关键词：转速、振动、轴向位移、安装、质量科学的进步，机组容量的扩
随着科学技术的不断发展，单机容量的不断扩大，大型发电机组有更高的可靠性要求和自动化水平，确保汽轮发电机组安全高效的运行。目前国内各火电厂汽轮机监测保护系统（TSI）采用瑞士vibro-meter公司VM600系列比较普遍。VM600系列汽轮机安全监视保护仪表。它由VM600模块组件和传感器以及前置器组成，是一个可靠的多通道监测系统，能连续地测量汽轮发电机组转子和汽缸的各种机械运行的状态参数，记录、显示汽轮机运行状态，并能在超出汽轮机运行极限的情况下发出报警信号并使机组安全跳闸，同时能为故障诊断和事故分析提供相关数据。该系统具有模块化和扩展性，进行数字化的系统框架配置。一个框架可以监测多达48个通道，可对振动、位移和转速等进行监测和保护，装CMC16状态监测模块和VM600的状态监测软件CMS组成一套集监测保护和状态/运行监测为一体的系统。经过对多个电厂安装、调试和改造检修中出现的问题进行收集、分析和处理。提出了一些TSI系统常出现问题的处理办法及安装注意事项，对今后的安装工作有所帮助。
一、TSI系统现场安装需注意的问题
1.1汽轮机转速安装。转速探头较为常见的分为磁阻式和电涡流两类，以上海汽轮机厂9F机组为例，采用6支电磁式转速探头，安装间隙距齿顶端1.5毫米左右。其中应特别注意转速传感器的清洁，差动式磁感应传感器，安装前要对安装支架上安装孔内螺纹用丝锥进行清理，保证螺纹清洁、完整。安装时握住探头旋入安装孔内，传感器探头表面磁铁所产生的磁场与触发体边沿必须成直角，调整安装支架，保证探头偏移角小于1度。安装到位后用力矩扳手锁紧螺母。探头安装如下图：（图中标注MYA01CS011～MYA01CS016是转速探头安装位置）
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（图1）
1.2轴向位移传感器的安装。轴向位移是监测推力轴承相对汽缸的轴向位置移动情况，在机组运行过程中，使动静部件之间保持一定的轴向间隙,避免汽轮机内部转动部件和静止部件之间发生摩擦和碰撞损坏设备。在安装轴向位移时，首先要把大轴推到零位或者知道推力间隙多少时，然后按要求安装，在安装探头的过程中严禁移动大轴。一般探头安装的位置和方向都是固定的，以上海汽轮机9F机组为例，轴向位移探头一般安装在高压汽缸和中压汽缸中间，面向机头安装。键相与偏心安装间隙为1.5毫米，判断转子在各种状态下的弯曲度，轴向位移安装间隙为2.5毫米（一般调准电压为-12V,具体按照设备安装使用手册要求进行调准）。如下图：（图中标注⑤是键相探头③是轴向位移探头）
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（图2）
1.3轴振动传感器的安装。轴振动检测轴承相对轴的径向位置移动，在机组运行过程中，使动静部件之间保持一定的轴向间隙,避免汽轮机内部转动部件和静止部件之间发生摩擦和碰撞。轴振动测量选用涡流传感器，传感器与被测轴之间的安装间隙为2毫米左右。涡流传感器的安装空间直接影响测量精度。安装空间要求如下表。
（一般汽机轴振动零点电压调准为-12V）9F机组使用TQ402、TQ412探头、IQS452前置器和EA402延长电缆组成涡流测量系统。
1.4轴瓦振动传感器的安装。轴瓦振动测的是轴承相对传感器的位置移动速度，是一种惯性式速度传感器和转换器组成。vibrometer公司VM600系统的轴瓦振动传感器采用高灵敏度的压电式传感器测量外壳振动。被测部件与传感器之间安装平面平整，螺栓连接牢固无间隙，预制电缆弯曲半径大于10D（D为电缆直径），避免电缆分布电容变化影响测量精度。如下图：（图中标注电缆弯曲引起电容改变）
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（图4）
1.5TSI系统电缆敷设及接线。VM600系统对信号电缆的选型、敷设路径和接线方式都有严格的要求。探头与前置器之间用设备自带的专用电缆及延长线连接。前置器与模块之间采用双屏蔽计算机电缆连接。信号电缆与强电电缆（包括电磁阀控制电缆）不能在同一电缆桥架内敷设。安装时必须按照厂方技术要求接线，电缆屏蔽与模块信号接地端子连接，就地设备前置放大器侧电缆屏蔽应浮空并包裹在绝缘层（采用热缩管保护）内，禁止采用绝缘胶带及易腐蚀材料进行封装，防止屏蔽层与接线端子或端子箱外壳接触构成回路对信号产生干扰。下图是传感器至模块的连接图。
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（图3）
1.6TSI系统接地。系统接地的安装质量直接影响机组的安全运行。接地系统能够为TSI系统提供屏蔽端，消除电子噪声干扰，并为系统提供公共信号参考点。当接地系统发生问题时，影响系统的监测及控制，严重时可能会造成设备事故和人身伤害。机柜接地电阻不大于4欧姆，并尽量使接地电缆最短。
二、TSI系统故障及处理
2.1现场环境、电磁场变化造成信号异常及处理办法
传感器的信号传递主要包括部分有:各种涡流监测探头和速度式探头、延长电缆、前置器、信号传输电缆及功能模块。而引起信号异常一般有下例几种情况：
2.1.1周围环境影响，延伸电缆、前置器等机组运行振动和尘埃导致信号异常，原先紧固的接头和接线，可能会松动、氧化、杂质、油污周围环境等因素而引起接触不良，使信号出现波动。拧紧固接头、清理杂质，信号恢复正常。此外回路电缆的外部保护层损外也是一个不容忽视的问题。在调试过程中，机组轴承振动不定期的发生测量值波动的现象。检查就地接线、前置器、探头、模块均无异常。试更换模块和前置器后，这一现象仍然存在。经过反复的排查后确认该测量回路延长线屏蔽网与金属外壳有接触现象。更换延长线后，信号恢复正常。
2.1.2多组信号采用同一根电缆传输，就有可能造成信号之间的相互干扰。这种现象有可能发生在振动测量中，振动信号异常波动。必须按要求更换电缆，一组信号采用一根,隔绝信号间的影响。
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（图5）
2.1.3外部磁场变化也会对探头产生影响，发生异常，必须采取措施消除外部磁场干扰的影响。例如：励磁机振动信号故障，振动信号波动较大，并无规则频繁出现报警，停机后信号正常。经检查诊断分析认为是轴承接地电刷接触不良产生强电磁干扰，导致固定在轴承座上的探头支架感应电荷。探头受到强电磁干扰，导致信号大幅波动。更换电刷，把探头支架更换成绝缘胶木支架，有效的改善探头的抗干扰能力。故障消除。
2.1.4为了有效减少系统的异常发生，安装时要考虑保护措施以确保延长电缆和信号传输电缆的固定方式和敷设走向不会出现机械损伤或腐蚀损坏电缆造成故障。信号检测探头、延长线、前置放大器和信号传输电缆要远离强电磁场和高温区。延长线的对接部分一定要衔接良好，并用热缩套管进行密封保护。安装前置放大器盒时应选择较小振动并便于检修的位置，盒体要可靠接地。前置放大器应安装在金属盒内的绝缘板上，前置器接线端子和电缆连接牢固、接触良好。
2.2TSI系统机柜侧设备、电源、接地问题导致信号异常及处理办法
2.2.1接地不规范，使干扰信号串入。TSI系统对接地有严格要求，不正确的接地方式或者接地不良影响系统的抗干扰能力，直接影响机组的可靠、安全运行。屏蔽线原则上在机柜侧接地，并尽量靠近模块接线端子处破开电缆皮引接电缆屏蔽接地，使裸露在电缆屏蔽层外的导线尽可能的短，降低电磁干扰信号的窜入。与其他系统连接时，应清晰其接地情况，并保证单点接地。有时电缆屏蔽层在施工及运行过程中破损，导致系统两点或多点同时接地或者信号电缆屏蔽层未接地的话，可能因干扰源的窜入而引起信号跃变，使系统发出误报警。案例：临港燃气电厂１#机组在运行时，其振动信号值不规则跃变。停机后检查测量回路，没有发现问题。在检查TSI系统机柜的接地时，发现该机柜的接地端子氧化严重，实测接地电阻达118欧姆，清除接地端子上氧化层后重新连接，测得接地电阻为1.2欧姆，信号恢复正常。
2.2.2TSI系统模块背板插接端子接触不良。瑞士vibro-meter公司的VM600系统电源模块和测量模块通过一个ROCK框架背板插槽插接连通。电源模块通过背板向各模块提供电源，现场信号通过电缆与模块背板插接端子连接输入。在调试过程中，背板插接端子由于温度变化、氧化、粉尘和异物使模块端子插接部分出现接触不良，造成信号异常。案例：望亭发电厂改建工程施工过程中，#3轴振动信号忽大忽小，有时无信号，停机后对检测探头、前置放大器进行动态静态校验，设备正常，对VM600模块通道进行测试，发现信号不稳定，拔出模块，清理背板插槽更换插接端子后重新插入模块、接线，送电投用系统信号正常。
2.2.3电源不稳定。TSI系统的供电采用UPS和保安MCC双电源供电，但在调试阶段，保安MCC往往没有正式投入使用，实际双电源系统变成了单路UPS电源供电，UPS电源故障就会造成TSI系统停止工作。案例：临港燃气电厂#2机组TSI系统调试过程中，由于UPS故障使TSI系统失电，调试工作不得不中断，影响工程的进度。进入#3机组TSI系统的调试阶段，从MCC送一路临时电源与UPS电源组成双电源给TSI系统供电。并在临时电源MCC侧增加了抗干扰滤波器以提高了电源的稳定性，保证了系统调试工作的胜利进行。
三、质量控制
TSI系统稳定运行是汽轮发电机组安全运行的基础，保证机组监测保护系统的安全可靠运行，施工质量是关键。为了保证系统安装质量达到或优于技术规范要求，结合工程的特点采取了以下几点质量保证措施：
a结合施工人员的实际情况，加强对施工人员的上岗前技术辅导、培训、考核，施工人员考核合格后上岗，对影响工程质量的关键点进行施工质量考核。
b加强施工过程的质量控制，及时整改施工质量问题。
c加强对安装完工项目进行自检，互检，发现问题，及时整改问题。
保证探头、前置器安装，电缆敷设、接线，盘柜的施工过程中每一个环节的施工质量优于规范要求，保证汽轮发电机组调试和生产过程中稳定、安全、可靠的运行。
参考文献
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[9]《电子计算机场地通用规范》GB/T2887
[10]《工业计算机监控系统抗干扰技术规范》CECS81
论文作者:罗昌辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
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