1000MW机组TSI系统介绍培训课件.doc

技 术 讲 课 教 案培训题目：1000MW机组TSI系统介绍培训目的：使专业人员能够熟悉掌握1000MW机组TSI系统硬件、软件、工作原理、常见故障及处理方法。内容摘要：介绍1000MW机组TSI系统所采用的VM600监视系统的硬件、软件、工作原理、常见故障及处理方法。培训教案：一、TSI系统功能及概况汽轮机监视仪表TSI（Turbine Supervisory Instrumentation）系统是一种可靠地连续监测汽轮机发电机转子和汽缸的机械运行参数的多路监控系统，是实现机组安全运行的重要设备，用于监视转速、偏心、键相、轴向位移、振动、汽缸绝对膨胀、高低压缸膨胀差等参数。TSI本身不作保护逻辑，而是通过一次仪表采集的信号送至二次表处理后输出开关量和模拟量信号至DEH/ETS系统作跳机保护逻辑。我厂二期1000MW机组TSI采用瑞士Vibro-Meter的VM600监测系统，由北京韦伯瑞华公司供货。二、一次表的原理和安装1、电涡流传感器测量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）间的间隙变化来测量物体的振动和静位移。当线圈通以高频电流时，将产生高频电磁场，它在被测导体的表面层感应出一涡流，该涡流所形成的电磁场又穿过原线圈。这样，原线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感。耦合系数的大小又与二者之间的距离及导体的材料有关。只要能够将反映耦合系数的等效电感测到并显示出来，即可折算出传感器线圈与被测导体间的距离。这个距离可以通过将电感的变化转换为电压显示出来。主要特点：（1）结构简单（2）非接触式测量（3）线性度好（4）频率响应范围较宽（5）具有较强的抗干扰能力（6）在生产条件下安装方便。涡流探头测量原理图探头接线方式（一）、电涡流探头的用途8mm涡流传感器 TQ402 用于1瓦、6-8瓦处的相对振动和轴向位移、键相测量。非接触式测量，相对振动传感器灵敏度为8 mV/m，轴向位移传感器灵敏度设为4 mV/m（具体探头长度、防爆等级、探头螺纹、延伸电缆长度等不同）。TQ402、TQ412在功能上完全一样，只是在安装方式和物理外观上不太一样，TQ412有套管，安装方便，又叫反装探头，用于2-5瓦处的相对振动测量。非接触式测量，涡流原理，灵敏度8mV/m。配套延伸电缆为5m或10m，型号为EA402。配套的前置器型号为IQS452。安装电压为-10V左右，线性范围为-1.6V-17.6V。应用范围：1、测量轴的振动：包括转轴的相对振动和绝对振动。如果涡流传感器是固定在轴承座上的，亦即以轴承座为参考坐标系，由于轴承座本身也在振动，因此，所测得的轴振动是相对于轴承座而言的相对振动；如果涡流传感器安装在“不动“的参考点上，即基础上的，这样测得的就是轴的绝对振动。涡流探头在我厂二期VM600系统当中用来测量轴承与轴的相对振动，通常叫轴振。 轴承座绝对振动探头安装图2、测量轴的偏心度它使你能够看到由于受热或重力所引起的轴弯曲的幅度。 我厂二期偏心探头就是用的振动探头。偏心探头与键相探头配合使用才可以进行机组轴系的模型计算。其中键相探头也是送电气专业和机务轴系分析的重要信号。3、测量转子轴向位置通过监测传感器输出信号的直流间隙电压，就可确定推力盘在推力轴承中的相对位置，也叫轴位移。二期机组的轴向位移安装3个涡流探头。4、壳胀壳胀传感器AE119，测量范围50mm；工作温度范围是0-+80。传感器采用3线电流传送技术，利用非接触式的涡流原理，带有一个内置电路，输出为4-20mA信号，与绝对膨胀对应成比例，材质为铝和不锈钢。需要两块卡件为其供电。（二）、压电式加速度传感器的工作原理利用某些晶体材料（如压电陶瓷锆钛酸铅等）的压电效应作为机电变换器而制成的加速度传感器。惯性质量运动时产生的惯性力作用在压电晶体上，压电晶体产生相应大小电荷。加速度传感器的工作原理图接线方式（三）、加速度传感器的用途中低压缸瓦振探头采用的是加速度传感器CE680，动态测量范围是80g；工作温度范围是-55-+120，为非耐高温探头；灵敏度为100mV/g。CE680是为工业环境下进行振动监测而设计的振动传感器，对温度变化不敏感，传感器壳体材质为316L不锈钢。配套延伸电缆有1m、3m、5m、8m等各种长度规格。此种探头不需配备前置器。安装时探头与轴瓦的接触表面要清洁、平整；探头应拧紧；安装好后的偏置电压约为+12V。高压缸瓦振探头采用的是压电式加速度传感器CA202，动态测量范围是0.001g-400g峰值；工作温度范围是-55-+260，为耐高温探头；灵敏度（120Hz）为100pC/g5%。CA202传感器特别带有一个压对称的剪切模式的多晶体测量元件，其内部壳体绝缘。传感器的输出信号为电荷信号，需要配有专门的前置器IPC704把电荷信号转换成电流或电压信号输出。此种传感器的安装方法与中低压缸瓦振探头的安装也有不同。前置器的安装要有良好的绝缘；接线方法略有改动，将前置器与VM600之间的屏蔽线由图中的接在VM600框架中的端子“4”上，改接到左边前置器中的端子“COM”上。（四）、安装时注意事项总结中间端子盒中有一个接线端子为地线，其另一端实际上已经接地，接线时此端子浮空；AE119探头工作电压较高，需要两块卡件供电，组态和接线时应注意；探头的杆完全被拉出时，传感器输出电流为最大。此外，键相探头在安装时应避开轴上的凹槽，安装电压在-10V左右即可；转速探头安装时以间隙为准，不以电压为准，安装时探头垂直对准齿，距离1mm为安装标准；轴位移探头在安装时注意机械零位的位置和安装电压的计算方法。所有探头的安装都应该是先保证探头拧紧固定好后再凑电压。三、二次表的原理和安装（一）、系统结构VM600系统主要有标准框架ABE040、电源模块RPS6U、网关通讯模块CPU-M、监测保护卡MPC4、输入输出卡IOC4T、网关IO模块IOCN、以及连接电缆。框架上装有以太网接口（组态数据，状态监测动态数据，Modbus数据）、RS232接口、Modbus接口可供用户编程和对卡件进行查询组态修改等操作。也可不安装CPU模块单独对卡件进行组态。框架设计为主板式正面插CPU电源和MPC4卡件，背面装IO卡件，继电器卡件。VM600最大特点是只有一种4+2通道的卡件MPC4，该卡件可以实现TSI系统中的各种参数的监测和保护，各通道测量的参数完全由软件进行组态和设定。每块MPC4卡件上有4个通道，可以设定为绝对振动、相对振动、复合振动、轴向位移、胀差、偏心、壳胀等参数。另外有两个通道可以设置为转速、键相通道。框架正面视图（二）、各种卡件的功能1、MPC4机械监测保护卡6通道输入模块(4通道动态输入+2通道转速/键相输入)用于机器监测保护。在没有CPU模块或CPU模块出现故障时能正常工作。具有自检功能，卡件内置了OK系统连续监测传感器输入的信号等级，判断并指出传感器、前置器故障、电缆故障等。模块允许带电插拔。2、CPU-M网关通讯模块保存全部的系统组态数据，检查系统的完整性，带就地显示(棒图、数显及工程单位)，可以显示每个通道的实时值，提供灵活的与其他用户系统的数字通讯连接，RS-232/422/485和以太网，支持TCP/IP和MODBUS等通讯协议，提供与运行VM600 MPS或CMS软件的主计算机进行高速数据连接。3、IOC4IO模块 6通道信号接口模块用于MPC4接线端子排 (3X16端子)，EMC保护所有输入/输出，模块上的4个继电器由软件进行组态，32个可编程开放式接点输出到RLC(由跳线选择)，原始电压和电流信号输出，可热插拔。 4、RPS电源模块 (+5V和12V)冗余配置，交流电压输入，具有电源故障报警功能。5、灯的状态事件说明模件灯的状态-模块灯状态持续绿灯 所有通道正常运行。持续黄灯 有报警信号。持续红灯 有保护信号或旁路。绿灯闪烁 至少1个通道信号超限，或断线。黄灯闪烁 软件负荷超载。至少1个通道信号的输入超出承载范围。组态错误，或IO卡件插槽不匹配。红灯闪烁 硬件错误或故障。模件灯的状态-4个功能通道的单独灯状态黄灯闪烁 仅适用双通道处理：信号超过警告报警，（在这种情况下，这对的第二通道的指示灯将会闪红光）持续绿灯 通道正常运行。持续黄灯 通道报警。持续红灯 通道危险报警。绿灯闪烁 信号超限，或断线。红灯闪烁 仅适用双通道处理：信号超过危险报警，（在这种情况下，这对的第二通道的指示灯将会闪红光）关闭 组态未激活，通道没有运行。速度通道的单独灯状态持续黄灯 通道警告报警。绿灯闪烁 信号超限，或断线。关闭 组态未激活，通道没有运行。四、软件的使用和介绍MPS1是Vibro-Meter的VM600系列机器保护系统（英文缩写MPS）的组态软件包，1版本是免费的。2版本是我厂订购的版本。但是1跟2功能上基本相同。这里以1为例进行介绍，基本步骤为：VM600软件使用操作指导操作步骤操作内容1首先安装MPS1组态软件2双击运行MPS1组态软件，点击Begin，进入后在菜单栏选择privileges选项，用super用户登陆，密码为super3新建一个new database后，添加new rack，点击new rack，在Hostname里设置IP地址为10.10.56.564在rack卡槽里新建一个mpc4模块卡件，选择好对应卡槽点确定，展开mpc4卡件目录，在Inputs目录下的measurement Channels中设置各传感器参数，对应型号，灵敏度及单位等。5在Processing目录下的各通道中，设置processing output中的Alarms选项，设置各报警值。6用以太网将笔记本和cpu-m网关通讯模块连接，下载和上传逻辑组态。五、常见故障及处理方法1、振动测量通道发故障（NOT OK）报警分析及处理方法：百万机组同一瓦振动探头如同时发故障（NOT OK）报警即出发机组跳闸，而通道从（NOT OK）状态恢复成OK状态时间较长（10秒）左右，而ETS机组跳闸保护时间为8秒，因此一旦同时出现故障即会触发跳机。因此逻辑设计不合理，需完善，我厂取消两通道同时故障跳机逻辑，只做报警。而对于发出故障的原因主要由于信号干扰所致。2、7号机A小机轴向位移跳变分析及处理方法：经检查发现造成该问题的原因是由于探头延伸电缆接头处接触不良，对其进行包扎处理后正常。3、6号机8瓦振动2跳变分析及处理方法：经检查由于其前置器故障，更换前置器后正常。4、6号机2、3瓦振动同时跳变分析及处理方法：经专家讨论、分析研究，原因为西门子百万机组运行过程中阀门动作产生高频噪音，该频率在200HZ以上，而正常需要检测的振动频率为200HZ已内，而最初设计的滤波范围为10100