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汽轮机安全监视系统（TSI）哈尔滨汽轮机厂有限责任公司自动控制工程分公司目录1.TSI系统简介2.TSI系统的配置3.TSI系统产品介绍4.TSI系统调试5.常见的问题及处理方法一.TSI系统简介汽轮机安全监视系统是监测、保护汽轮发电机组安全运行的重要设备，它能连续、准确、可靠地监视汽轮发电机组在启动、运行和停机过程中的重要参数变化，如：汽机转速、轴位移、相对膨胀、热膨胀、偏心、振动、键相等。（见图1）图1-1TSI测点布置图键相：被测轴上设置一个凹槽或凸键，轴每转动一周产生一次事件的标记。超速：汽轮机转速超过其额定转速。偏心：汽轮机在启动或停机过程中，由于受热或重力所引起的轴弯曲的幅度。轴向位移：轴在轴向相对于止推轴承的间隙。即转子相对于相对死点沿着轴向的位移。绝对膨胀:汽轮机本体因受热而产生的相对于绝对死点的膨胀。轴振动：转子的径向振动。轴振分为相对振动和绝对振动。轴承振动：即轴承（座）振动。相对膨胀：汽缸与转子因受热产生的相对热增长。二.TSI系统结构1．系统构成TSI装置由传感器系统和监视仪表两部分（见图2）传感器系统包括传感器、延长电缆、前置器、传感器安装支架等组成。其主要功能是完成各种物理量到电量的转换，形成符合要求的标准或非标准电信号。监视仪表包括框架、电源、测量模块、软件及机柜等。主要功能是对来自传感器系统的电信号进行检测、转换和分析，形成电量到物理量的转换去显示，并在超出报警和跳闸信号设定点输出到报警和跳闸系统。另外，通过计算机系统可以对TSI系统进行组态。还可以通过计算机系统或经通讯在其它系统界面监视TSI系统和汽轮发电机组的运行状态。图2-1TSI系统示意图图2-2TSI系统示意图图2-3TSI系统示意图图2-4TSI系统示意图图2-5TSI系统示意图图2-6TSI系统示意图2.TSI系统的配置TSI系统的配置与机组结构和运行特性密切相关。对不同类型和不同型号的机组，其TSI配置有着一定区别，其设定参数亦有很大不同。下面列出了典型机组的基本配置。2.1TSI系统的基本测量项目：（1）转速（2）零转速（3）超速（4）轴向位移（5）相对膨胀（6）轴振动（7）轴承振动（8）偏心（9）键相（10）热膨胀2.2TSI配置原则为保证汽轮机安全稳定运行,汽轮机TSI测量项目遵循以下配置原则：（1）超速测量采用三点测量（三取二原则）（2）转速测量采用多点测量（3）零转速测量采用单点或双点测量（4）轴向位移采用二点或四点测量（5）大轴振动采用每个轴承X方向、Y方向双向测量（6）轴承振动采用每个轴承垂直方向单点测量（7）偏心采用每个机组单点测量（8）键相采用每个机组单点或两点测量（9）绝对膨胀采用左右侧测量（10）相对膨胀采用单点或两点,三点测量三.TSI系统产品介绍目前，我国电力市场中主要的TSI产品为美国本特利公司的3500系统、美国艾默生公司的CSI6500系统以及瑞士VIBROMETER公司的VM600系统等，这些系统都已经是数字化监视仪表。还有一些电厂采用其它厂家的监视仪表。1.本特利3500系统3500系统能提供连续在线监测功能，适用于机械保护应用，并为早期识别机械故障提供重要的信息。该系统高度模块化的设计主要包括如下卡件：（布置图如图3-1所示）图3-1TSI本特利卡件选项图3-2TSI本特利卡件布置图图3-3TSI本特利卡件布置图1.1软件的使用下面只介绍软件和框架的连接，卡件的详细组态可参考本特利的说明书。先打开电脑上已经安装好的软件在主界面出现以后，点击连接按钮连接按钮点击后选择Direct-----Connect,当连接图标显示循环转动时说明此时电脑与TSI系统已经连接完成。（如下图）点击上载按钮，将TSI预先组好的数据库读到电脑主机上。这里之所以命名上载是因为电脑的功能要比TSI系统功能强大，能够对TSI系统进行管理，所以电脑相对于TSI系统来说就是上位机。所以此过程叫做上载。连接图标此时软件会自动读取各卡件的类型和原始设定数据。所有卡件设定完毕后，接下来的工作就是将组态下装到TSI系统中。点击下装按钮上装按纽下装按纽此时会出现如下页面。将已经修改的卡件选定，然后点击OK，下装工作就自动开始了。下装完成后，组态工作就正式完成了。此时应将新修改的组态备份至电脑。点击File—save保存到电脑上，以备日后查询和检查。2.CSI6500系统CSI系统能提供连续的在线监测功能，适用于机械保护应用，并为早期识别机械故障提供重要的信息。该系统高度模块化的设计主要包括如下卡件（布置图如图3-4所示）：图3-4TSI菲利普卡件图3-5TSI菲利普卡件布置图2.1软件的使用首先运行6910软件在登陆页面ID填入first,密码是user,进入程序后，可以在Language选项中选择“Chinese”，使用中文界面。使用通讯线将卡件和电脑的串口连接，点击进行通讯连接。我们以轴振为例来介绍如何组态：鼠标右键点击“MMS组态”选择增加模块中的轴振监测模块6110选择以后开始编辑组态点击后出现以下画面接着切换到“输出通道1”设定定值通过点击，将组态下载到卡件。通过点击，可以将卡件的组态上传，检查是否正确；通过点击，可以将组态保存到文件中；或点击调用以前成熟的组态。3.VM600系统VM600是全数字化TSI系统，TSI的监测功能只用一种模块（MPC4）即可实现，通过软件组态实现现场所需的监测保护功能。VM600系统能提供连续、在线监测功能，适用于机械保护应用，并为早期识别机械故障提供重要的信息。该系统高度模块化的设计主要包括如下卡件（布置图如图3-6所示）：图3-6TSIVM600卡件布置图3.1软件的使用首先点击软件图标，出现下面的图标。点击Begin，出现下面的图标。点击图中的Super，并输入密码“Super”。输入密码后可以对软件进行操作，下面介绍如何新建项目。点击下图中的NewDatabase。点击后，出现下图的对话框，填写新项目的名称并点击“OK”。点击“OK”后，左面的项目树出现所建的项目。鼠标右击“新项目”，点击“NewRack”，出现下面的对话框，填写框架名称，点击“OK”。鼠标右击“框架1”，可以点击Enable/DisableSelectedRack使框架处于激活或是停用状态。鼠标右击“框架1”，点击“AddCardtoRack”进行添加卡件，如下图所示，添加过程中需注意槽位号（SlotNumber）要和卡件的实际位置相对应。详细组态参照VM600培训资料，组态好的逻辑点击下载到实际框架中，下载完成后点击进行在线监视。监视画面如下图1.1安装要求1.1.1在冷态下先对汽轮机进行推轴，记下推力间隙数值，将推力盘推到零点位置。300MW以下汽轮机是以工作面为机械零点300MW以及以上汽轮机是以工作面和非工作面中点为机械零点1.1.1.1对于小机，当TSI的组态画面中显示轴位移和胀差为0就可以固定探头了。1.1.1.2对于大机，要进行相应的折算来定轴位移和胀差的0点。四.TSI系统调试1.TSI传感器安装图4-1探头特性曲线图4-2推力盘示意图调端（非工作面）电端（工作面）L零点位置大轴中心线探头转子凸轮1.1.1.3轴位移和胀差安装时，首先对转子的轴向位置进行确定，然后按照各自的安装电压进行安装。如下图：图4-3轴位移安装图图4-4相对膨胀传感器安装图图4-5相对膨胀传感器安装图图4-6相对膨胀传感器安装图图4-7键相传感器安装图1.1.2轴振、键相、偏心安装电压要求：将此探头测量连接好后，并供电后，在前置器的输出端OUT端子和COM端子用万用表测量直流电压，当电压为探头的线性中点电压时即可。如下图：图4-8大轴振动传感器安装图图4-9偏心传感器安装图1.1.3绝对膨胀：在TSI软件上显示0mm时，将LVDT固定在底座上。如下图：图4-10绝对膨胀传感器安装图1.1.4转速传感器安装要求探头端部距测速齿轮齿顶1~1.2mm。如下图：图4-11转速传感器安装图1.1.5瓦振：将探头直接垂直紧固在安装孔上。图4-12轴承振动传感器安装图1.2电涡流传感器安装注意事项1.2.1每个测点的探头安装必须执行一个探头、一根延长电缆、一个前置器的方式。1.2.2所有探头的安装中重要的是必须紧固，且符合安装间隙值或安装电压值。1.2.3探头电缆的弯曲半径不小于4cm。1.2.4探头电缆的末端连接头如果不连接延长电缆时，需要用干净的布包好，以防止连接头被污染。1.2.5箱内的电缆必须理顺，不能存在与接头紧固方向相反的扭力。1.2.6电缆紧固节点尽量在质量大振动小的位置，避开像油管一类的质量轻振动大的部件。1.2.7探头电缆每隔20cm需固定一下。1.2.8探头电缆和延长电缆的连接头处必须密封并绝缘。处理方法是：先用胶带裹紧（生料带或防油胶带），然后再用热缩管进行保护，热缩管两端必须紧固。1.2.9前置放大器必须对地绝缘安装，前置器之间也要相互绝缘。1.2.10如果电涡流传感器安装不采用延长套管，则探头根部也要密封，因为根部进油会导致探头内线圈老化，首先在根部涂密封胶，然后热缩管密封，如下图：图4-13传感器密封安装图2.TSI报警数值的设置TSI中各个报警数值的设置以主机制造商的技术文件为准。如下表：3.TSI探头3.1.18mm电涡流传感器一般用于转速,零转速，超速，大轴振动、偏心、键相等功能的测量，测量范围为2mm。3.1.211mm电涡流传感器用于轴向位移、相对膨胀功能的测量，测量范围为4mm。3.1.325mm电涡流传感器用于相对膨胀功能的测量，测量范围为12mm。3.1.4LVDT传感器用于相对膨胀和绝对膨胀的测量，测量范围为50mm。3.1.5速度传感器，加速度传感器用于轴承振动的测量。3.1.624mm探头一般用于相对膨胀的测量，测量范围24mm。3.1.7霍尔效应传感器，用于键相和零转速的测量。4.TSI系统测试TSI系统测试时用模拟试验台（或TK-3等试验设备，如下图），将探头，延长电缆，前置器连接好接入到TSI机柜输入端，来进行TSI系统测试，从卡件状态灯，TSI画面显示值和TSI输出来判断测试的成功与否。TSI系统测试模拟试验台图4-14图4-15图4-16TSI测试具体办法如下：转速测试：输入信号接入TSI机柜后，卡件第一个灯长亮绿色为正常。调整输入信号频率，观察TSI编程电脑显示值是否与输入一致，测量模拟量输出并记录，按设定的转速量程观察4-20mA电流输出是否呈线性。当转速达到报警(危险)设定值时，观察相应的继电器状态灯是否亮并测量相应的继电器是否动作。轴向位移、相对膨胀测试：卡件状态显示正常。调节传感器与被测量面距离（或输入信号电压），观察TSI编程电脑显示值是否与输入一致，测量模拟量输出并记录，观察轴向位移在测量范围内模拟量输出是否为线性。当显示值达到报警跳机值时观察继电器状态灯是否亮起，并测量继电器输出。大轴振动、轴承振动测试：卡件状态显示正常。调节传感器与被测量面距离（或输入信号电压），观察TSI编程电脑显示值是否与输入一致，测量模拟量输出并记录，观察振动在测量范围内模拟量输出是否为线性。当显示值达到报警跳机值时观察继电器状态灯是否亮起，并测量继电器输出。键相测试：卡件状态显示正常。调整试验装置转速（或输入信号频率），观察TSI编程电脑显示值是否与输入一致，输出信号为缓冲信号或TTL信号。偏心测试（注：偏心峰-峰测量时键相信号必须保证正常）：卡件状态显示正常。调节传感器与被测量面距离（或输入信号电压），观察TSI编程电脑显示值是否与输入一致测量模拟量输出并记录，观察振动在测量范围内模拟量输出是否为线性。当显示值达到报警值时观察继电器状态灯是否亮起，并测量继电器输出。绝对膨胀：卡件状态显示正常。调节传感器与被测量面距离（或输入信号电压），观察TSI编程电脑显示值是否与输入一致测量模拟量输出并记录，观察振动在测量范围内模拟量输出是否为线性。当显示值达到报警值时观察继电器状态灯是否亮起，并测量继电器输出。五.TSI常见的问题及处理方法1问题：转速探头在低速下有显示，在高速下无显