电液伺服阀差动变压器式位移传感器LVDT故障处理

电液伺服阀差动变压器式位移传感器LVDT故障处理摘要：讲述电液伺服阀LVDT原理，结合大唐黄岛有限责任公司汽轮机调门LVDT故障后的处理讲解LVDT的安装方法和故障分析。关键词：LVDT;故障处理；电液伺服阀0前言大唐黄岛发电有限公司三期采用上海汽轮机厂制造660MW超临界机组，汽轮机型号为N660-24/566/566、超临界参数，单轴、三缸、四排汽、一次中间再热、凝汽式汽轮机。控制系统采用ABB公司的Symphony系统，DEH硬件为液压伺服子模件(IMHSS03)，LVDT型号为3000TD、2000TD等多种型号。1LVDT结构原理1.1结构特点LinearityVariableDifferentialTransducers简称LVDT，中文译名为差动变压器式位移传感器，基本LVDT是在一个线圈骨架(1)上均匀绕制一个一次线圈(2)作励磁。再在两侧绕制两个二次线圈(3与4)，与线圈同轴放置一个铁芯(5)，通过测杆(6)与可移动的物体连接。线圈外侧还有一个磁罩(7)作屏蔽，如图1—1示。ini-i 图I1.2工作原理在未引入铁芯以前，一次线圈通入交流电流后产生一个左右对称的沿轴向分布的交变磁场。交变磁场在两个对称放置的二次线圈上产生的感应电动势当然相等，当铁芯位于中心时，由于变压作用，每个次级绕组感应一个幅度相等的电压，然而次级绕组是按反向串联绕制的，两个电压相位相反，因此产生的输出电压在理论上为0V，零值的正确位置应是两个次级绕组输出最低值时的位置。当铁芯移动至零位的一侧时，线圈中心轴上的磁感应强度就成为铁芯位置的轴向分布函数，于是两个二次线圈的感应电动势Es1与Es2也成了铁芯位置的函数。线圈上的电压，一个增加，另一个减少，在输出导线上形成一个稳定的增长电压，这个交流电压经整流或解调后产生一个直流输出电压，将两个二次线圈差接后，即可获得与铁芯位移成线性关系的二次输出:Es二Es1-Es2（如图1-2）。其幅度随铁芯离零位的距离而增加，而极性（正或负）表示行进的方向。2LVDT安装电液伺服阀在机组运行中占据很重要的位置，电液伺服阀通过采用阀芯位移传感器并反馈位移信号，构成闭环系统，有利于提高电液伺服阀的频响和控制精度。LVDT作为应用最广泛的电液伺服阀阀芯位移传感器之一，其位移检测的好坏对电液伺服阀闭环性能有直接影响。现对LVDT的安装介绍一下方法和经验。2.1机组停运后的安装方法2.1.1电气零位的确定首先需要确认电液伺服阀有没有EH油压，如果EH油泵没有停运，需要关闭电液伺服阀的进油门。然后将LVDT固定在电液伺服阀阀体上，铁芯可以上下活动，活动铁芯使端子柜内两个个次级线圈电压相等。并在铁芯上做个标记，这就是电气零位。2.1.2机械零位的确定在确定LVDT电气零位的基础上，将铁芯从电气零位开始向尾端测量出电液伺服阀量程一半的距离做好标记，这个位置为机械零位。这种安装方法线性比较好，零位和满度电压相对对称。上下活动铁芯，当铁芯活动无卡塞时，在机械零位处固定好铁芯。2.2运行机组中的LVDT脱落后的安装2014年1月8日16:02:36h，黄岛发电厂6号机组在机炉协调控制方式下运行，DEH处于顺阀控制模式，高调阀序为1、4、3、2。3号高压调门开始在33%—42%之间波动，2号高压调门在2%—4%之间波动，负荷围绕设定负荷586MW波动。2、3号高压调门开始上下波动，调门一直处于调节状态，呈现等幅震荡。16:08h，6号机组退出协调控制方式。事后分析发现2、3号高调门发生震荡是因为2号高压调门阀体紧固横杆松动引起。并于当天夜间2号高压调门LVDT脱落，对机组的稳定运行造成了严重的影响。针对我厂6号运行机组高调门LVDT脱落后的安装介绍一下经验。ABB公司生产的Symphony系统中DEH液压伺服子模件（IMHSS03）中组态显示只为第一路LVDT运行状况，当第一路初级线圈断线后才切换为第二路LVDT。现只讨论第一路LVDT在机组运行中脱落，需要重新安装时的情况。2号高压调门LVDT脱落，导致2号高压调门反馈高于指令，IMHSS03模件根据电液伺服阀闭环控制将阀门关闭。然后关闭2号高压调门EH油进油门。将2号高压调门切到手动控制方式，2号高压调门不接收DEH系统的给定阀门指令，调门通过手动控制调节。2.2.1将脱落LVDT重新安装时要注意一下几点1） LVDT铁芯有个测量区间，在铁芯上有划痕作为标示，在这个区间内是可以正确测量电液伺服阀反馈。2） 活动铁芯，上下活动无卡涩时将LVDT铁芯固定于明显标识之内。3） 将DEH组态模块HSS03参数S15由0改为1,此时N输出的数值为第一路LVDT运算所得电压值。将此电压值作为第一路LVDT的最小量程电压值。将电压值写入DEH组态模块HSS03中，将DEH组态HSS03参数S15由1改为0，画面显示反馈为0%，打开电液伺服阀进油门。4） 然后缓慢手动增加电液伺服阀指令，电液伺服阀就地全开时位，将DEH组态HSS03参数S15由0改为1，显示为当前全开位时LVDT运算所得电压值（个位数），一定小于指令信号，电液伺服阀处于进油状态，阀门保持在全开位置，此时N输出的数值为电液伺服阀全开位的电压值。将电压值写入DEH组态模块HSS03中，将DEH组态HSS03参数S15由1改为0，画面显示反馈为100%。5） 将电液伺服阀指令手动缓慢调整到DEH给定指令附近，将2号高压调门控制方式恢复，电液伺服阀指令恢复到DEH给定指令。方法二：2号高压调门LVDT脱落，导致2号高压调门反馈高于指令，IMHSS03模件根据电液伺服阀闭环控制将阀门关闭。然后关闭2号高压调门进油门。将下图所示ON/OFF块选择输出为1，此时，2号高压调门指令是红框中的模拟量数值块A输出为-3%。2号高压调门处于手动控制方式。1） DEH组态HSS03参数S15由0改为1，此时N输出的数值为第一路LVDT运算所得电压值2） 按照原来零位的电压值安装LVDT铁芯，活动铁芯使HSS03组态软件中N输出的电压值等于DEH液压伺服子模件IMHSS03组态中最小量程电压值。然后紧固LVDT铁芯。3） DEH组态HSS03参数S15由1改为0。画面显示反馈为0%。4） 打开电液伺服阀进油门，然后缓慢手动增加电液伺服阀指令，将电液伺服阀指令手动缓慢调整到DEH给定指令附近，将图2—1中ON/OFF块恢复为数值0，电液伺服阀指令恢复到DEH给定指令。3故障分析控制器与现场执行机构接口卡件（HSS）之间的故障是毁灭性的，因此，其可靠性对系统取决定性的作用。3.1安装调试时，接口卡件HSS与LVDT的信号之间的故障3.1.1伺服放大器没有伺服驱动信号。如果HSS卡的驱动电流信号正确，检查输出至伺服阀的电缆，如果电缆没问题，则需要更换伺服阀。LVDT初级没有激励信号，如果HSS卡的激励信号正确，检查输出至LVDT的电缆，如果电缆没问题，则需要更换LVDT。LVDT次级没有响应输出，改变HSS卡的输出电流，LVDT两个次级间的电压差应该变化，如果没有变化，检查连接电缆，如果电缆没问题，则需要更换LVDT3.2运行中诊断线性差动变送器LVDT故障的具体规则：运行中由连线引起的故障应该很少（定期检查条件下），通常是机柜内部或子模件有故障，这些可通过模件上指示灯的状态显示判断。3.2.1如果出现执行机构位移报警信号，需要检查LVDT初级或者次级线圈。3.2.2如果初级激励电压小于1.0VRMS，需要检查LVDT初级故障。3.2.3如果初级激励电压大于1.0VRMS，需要检查LVDT次级电压。3.2.4如果次级没有正弦波输出，需要检查次级线圈故障。3.2.5如果两个次级输出正确，需要检查其他部件。4结束语机组运行期间LVDT故障对于机组稳定运行构成极大威胁，及时准确的处理好LVD