火电厂汽轮机组TSI系统转速测量回路异常分析.docx

摘要：介绍了火电厂汽轮机TSl系统MMS6000超速保护装置及其逻辑构成，分析了超速保护信号异常波动的原因及解决方法，可为同类型设备提供参考借鉴。关键词：电涡流传感器；前置器；转速监测模块O引言汽轮发电机组是一个高速旋转的紧密系统,容量大,参数高,热力系统复杂，且为了提高机组热经济性，汽轮机的级间间隙、轴封间隙设计得比较小。因此在汽轮机启停和操作控制不当时，便会发生汽轮机动静部件摩擦、叶片损坏、大轴弯曲、推力瓦烧坏、飞车等事故。发电公司1、2号机组汽轮机安全监测仪表系统（TSI）,采用德国EPrO系列MMS6000系统，是一个可靠的多通道监视系统，其可以连续测量汽轮机发电机组转子和汽缸的转子偏心、键相、轴振、瓦振、轴向位移、差胀、缸胀、转速等重要参数的状态，为计算机提供记录与分析信号，还可以发出报警和停机保护信号，并提供用于机组故障诊断的各种测量数据。1汽轮机TSl系统超速保护组成部分1.1 超速保护测盘车触发齿轮共88齿，转速传感器沿转子顺时针径向等距布置，形成连续脉冲链。在机器旋转过程中，当齿盘的齿顶和齿底经过探头时,探头将周期性地改变输出信号，即脉冲信号，模件接收到此脉冲信号后进行计数、显示，与设定值3180r/min进行比较后，驱动继电器接点输出，具体情况如图1所示。测速支架图1超速测量小总图1.2 涡流传感器及前置器涡流传感器采用非铠装8m延伸电缆，可通过传感器端部线圈与被测物体（导电体）间的间隙变化来完成测量，它与被测物之间没有直接的机械接触。传感器反馈回的电感电压是有一定频率（载波频率）的调幅信号，经前置器检波后，才能得到间隙随时间变化的电压波形。从前置器输出的电压是正比于间隙d的电压，如图2所示，它可分两部分：一为直流电压匕，对应于平均间隙（或初始间隙）；一为交流电压匕，对应于机械量实际测量间隙。*黑鲁体I-头IO年血甲国IIX1IIII1I、II>VdII图2前置器原理简图1.3MMS6312双通道转速测模件MMS6312双通道转速测量模件独立配置、综合使用，对输入频率范围120kHz的涡流、磁敏式传感器进行转速、零转速、键相脉冲信号测量，并辨识汽轮机转子旋转方向。模件面板提供四路二进制输出指示报警、危险信号。从转速信号采集处理到超速保护动作系统总响应时间约17.5ms。2s系统转速异常分析及处理2.1 TSI系统超速保护信号异常经过2018-10-31T03：41：36,1号机组开机汽机冲转，汽机TSl转速OSl.OS2、0S3测点DCS实时显示值分别为2045.16r/min、2048.52rmin>2047.91rmin,3个测点均为好点。此时DCS系统发“TSI超速2动作”报警，工作人员查看DCS系统历史数据后发现，2018-10-31T04：07：58,TSl转速2跳变至3648.15rmin,保护输出继电器动作。误发1S阶跃信号，转速测量模件面板报警灯未记录；2018-10-31T04：16：16,转速2跳变至838.27rmin,与其他转速测点偏差大。波形如图3所示。图3Nl转速测量2.2 TSI系统超速保护逻辑构成TSI系统超速保护由安装在4号瓦盘车附近的3个电涡流探头提供转速测量信号，现场测得的3路信号分别送入TSl系统机柜3块MMS6312转速模件，在卡内进行逻辑判断后，保护动作信号分别作用柜内K10、KlRK12继电器上，各继电器分别输出一对节点至ETS系统不同的Dl通道，并由ETS系统执行三取二逻辑判断，最后输出跳机信号。转速模拟量信号为420mA电流信号，通过DCS系统Al卡数据采集，在MMl站显示。图4超速保护逻辑构成2.3 TSI系统超速信号异常检查TSI系统转速0S2电涡流传感器，在1号机组计划性检修期间已成套更换，并经湖南省电科院检验合格。前置器电压输出的变化区间为1520匕。DCS系统端子柜、TSl系统机柜、现场接线箱、传感器尾线与延伸电缆热缩管等处接线牢靠，无松动现象。线与线、线与地之间绝缘电阻均大于100Mo采用信号源模拟信号，检查TSl系统至DCS系统，线缆、通道测试正常。2.4 TSI系统超速信号检查检查1号机TSI系统机柜“零转速2、超速2”卡件，卡件状态指示灯正常。工作人员查看历史趋势后发现，TSl转速0S2在DCS系统发报警信号前后曾多次出现阶跃变化，持续时间均约1s,其后恢复正常。通过开启MMS6000组态程序中大于限值输出且具有保持功能(Greaterthanlimit,latching),及时记录超速保护动作信号，通过功能区Extras>Commands命令下Reset1.atchChannel1/2复位报警，分析超速报警信号是否由模件发出。2.5 TSI系统超速信号异常结论工作人员通过报警记录功能发现异常信号为模件发出，将TSI系统下位机至模件通信线插入“零转速2、超速2”卡件通信口后(此前该通信线未插入任何卡件)，故障现象消失(0S2转速未再出现跃变，Kll继电器也未再无序动作)，报警信号也能通过ETS状态监视画面进行复位。模件面板上(INTERFACE)通信口与下位机采用RS-232串行数据接口，卡笼中各动、静态模件通过RS-485与通信模件MMS6823交换数据。每个串口能挂接12个MMS模件，每个模件有两个通道，共占用24个地址。工作人员打开SME.XM1.文件，查看Modbus和RS-485通信配置内容，检查CoM口、波特率、模件地址、通道使用情况，发现超速2模件的RS-485地址与波特率设置为31和38400,地址设置超出允许范围，波特率低于57600,不满足系统工作要求。重新配置各类型模件通信参数，超速误发信号消失，成功消除因模件参数设置不正确导致的设备故障，具体参数配置如表1所示。表1模件参数配置卡件名称超速1三速：超速3轴向位移1.2轴向位移3.4胀差偏心缸胀地址192.168.1.104COM88S88888原地址831623415拟使用地址87623415原波特率/明5760038400576005760057600576005760057600拟使用波特率/朋57600576005760057600576005760057600576003结语对于蒸汽透平机组，超速是最危险的情况之一，如不加以控制，会造成重大的机组事故，导致飞车的危险。因此超速保护的动作可靠性、响应快速性极为重要，此次火电厂汽轮机组TSI系统转速测量回路异常分析，可为同类型设备提供参考借鉴，避免和减少超速的危险。