TSI基础知识

(精编)本特利TSI培训资料及总结

TSI培训总结

梁新锋

有幸于8月23日至27日聆听了北京本特利公司专家彭顺喜的讲座，感到受益匪浅，其主要内容有涡流传感器和速度传感器的原理、特性及使用条件，TSI3500系统简介、框架与主计算机的通讯、框架组态及探头安装时的注意事项等，现将其总结如下，与大家共飨。

一、 测量约定

约定就是一种协议，一种规定，是以语言或文字形式订立的在某个群体或范围内应共同遵守的条件。对于本特利系统来说，为了便于更好的理解和交流各设备、系统的特性，制定一套大家都习惯和认可的约定是十分必要的，其主要的内容有以下几个：

1、 测量速度、加速度和位移的传感器，当探头向测量面靠近时，输出信号趋向正方向；

如图1所示即为测量位移传感器趋向被测面时的电压曲线图；图2为当拿锤子沿其敏感极轴方向轻敲一个速度或加速度传感器时，其输出电压曲线图；

图1

图2

2、观察或标注设备时，默认方向为从驱动端向被驱动端看；

如汽轮发电机组，通常是从汽轮机向发电机看，电泵就是从电动机向给水泵侧方向看。

3、当测量探头采用X向和Y向方式时，从驱动端向被驱动端看，各探头名称和安装角度如下图3、图4所示；

图3

图4

4、通常Y向探头接至1通道，X向探头接至2通道，各信号线的颜色如下： 向探头方

向运动 电压趋向正方向 －电压

0电压

间隙以千分之一寸或微米计

间隙减小 间隙增大

仅供参考

如按照此规则接线，不仅使整个系统接线与本特利的各种资料能对照起来，对系统以后的调试、维护等都将带来很大的方便。

结合以上各规则，我们就可以清楚的理解以下图5、图6所示，当转动轴沿所示特定轨迹运动时，其轴心轨迹及X轴、Y轴输出电压随时间变化的曲线图了。

图5

图6

二、传感器特性

本特利传感器一般分为位移传感器、速度和加速度传感器和机壳膨胀传感器。

1、 电涡流位移传感器

我们常接触到的本特利涡流传感器有直径5mm涡流传感器、8mm涡流传感器、11mm涡流传感器、14mm涡流传感器、25mm涡流传感器、50mm差胀传感器、3300耐高温电涡流传感器几种，其中5mm探头和14mm探头不常用。每个传感器系统都由探头、延长线和前置器组成，本特利探头、延长线和前置器具有完全的可互换性，只要部件号一致，各部分可以互换。

285 TSI概述

汽轮机安全监视系统（TSI）是一种集保护和检测功能于一身的永久监视系统，是大型旋转机械必不可少的保护系统。

TSI可以对机组在起动、运行过程中的一些重要参数能可靠地进行监视和储存，它不仅能指示机组运行状态、记录输出信号、实现数值越限报警、出现危险信号时使机组自动停机，同时还能为故障诊断提供数据，因而广泛地应用于3MW～600MW的各种汽轮发电机组上。

一、汽轮机安全监视的内容

汽机应监视和保护的项目随蒸汽参数的升高而增多，且随机组不一而各有差异，一般有以下一些参数：

（1）轴向位移监视：连续监视推力盘到推力轴承的相对位置，以保证转子与静止部件间不发生摩擦，避免灾难性事故的发生。当轴向位移过大时，发出报警或停机信号。

（2）差胀监视：连续检测转子相对于汽缸上某基准点（通常为推力轴承）的膨胀量，一般采用电涡流探头进行测量，也可用线性差动位移变送器（LVDT）进行测量。

（3）缸胀监视：连续监测汽缸相对于基础上某一基准点（通常为滑销系统的绝对死点）的膨胀量。由于膨胀范围大，目前一般都采用LVDT进行缸胀监视。

286 （4）零转速监视：连续监测转子的零转速状态。当转速低于某规定值时，报警继电器动作，以便投入盘车装置。

（5）转速监视：连续监测转子的转速。当转速高于设定值时给出报警信号或停机信号。

（6）振动监视：监视主轴相对于轴承座的相对振动和轴承座的绝对振动。

（7）偏心度监视：连续监视偏心度的峰-峰值和瞬时值。转速为1～600r/min时，主轴每转一圈测量一次偏心度峰-峰值，此值与键相脉冲同步。当转速低于1r/min时，机组不再盘车而停机，这时瞬时偏心度仪表的读数应最小，这就是最佳转子停车位置。

（8）相位监视：采用相位计连续测量选定的输入振动信号的相位。输入信号取自键相信号和相对振动信号，经转换后供显示或记录。

（9）阀位指示：连续指示调速汽门的动作位置。

下表列出了一些应监视与保护的项目。

1、DEH简介

（1）数字电调系统（DEH）：随着计算机技术的发展及其在自动化领域中的应用，

20世纪80年代，出现了以数字计算机为基础的数字式电气液压控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System,DEH）,简称数字电调。

DEH、ETS、TSI是三个不同的系统，DEH--汽轮机电液控制系统。ETS--汽轮机危急跳闸系统。TSI--汽轮机本体检测系统。

（2）DEH--汽轮机电液控制系统。作用：控制调门开度，并网前控制转速，并网后控制功率。超速110%运用OPC电磁阀全关调门并给信号ETS，使ETS动作AST电磁阀关主汽门。（3）ETS--汽轮机危急跳闸系统。作用：汽轮机参数超过规定值（或手动打闸）动作AST电磁阀关主汽门。 （3）TSI--汽轮机本体检测系统。作用：监视汽轮机本体参数，包括转速、位移、膨胀等，超过规定值时给ETS信号。

2、DEH部分功能

操作员站：主要完成的是人机接口（HMI）功能，运行人员通过操作员站完成对DEH系统操作。任意一台操作员站也可以兼作成工程师站（或独立设置），工程师和DEH软件维护人员可以通过工程师站进行组态等修改算法和配置的操作。

HUB（或交换机）：网络集线器（或网络交换机），实现DEH系统网络通讯物理接口。

控制柜：实现I/O模块的安装布置和接线端子的布置，I/O模块通过IO通信线和控制器连接构成底层的控制网络，I/O模块主要实现对所需要的被控参数采集输入和控制信号的输出工作。通过工程师站将DEH控制算法下装到控制器，控制柜中的控制器完成DEH控制算法的运算。

伺服放大器：DEH专用的伺服模块，实际上是控制柜中的一部分。主要实现的功能是该模块和电液转换器（DDV阀）、油动机、LVDT（差动变压器式位移传感器）共同组成一个液压伺服执行机构，实现对汽轮机的控制。

电液转换器：是DEH最为重要的环节，主要完成将电信号转换为与之对应的液压信号，采用DDV阀（直流力矩马达伺服阀）可以解决DEH的电液转换不稳定和卡涩的问题。

第 1 页 共 13 页 TSI系统简介

设备概述

汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的CLN600-24.2/566/566型冲动式、超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压凝汽式汽轮机。为保证汽轮发电机组安全运行，设计有一套本特利3500系列汽轮机监视保护系统（TSI），系统的配置、设计和安装依照制造厂家提供的资料进行。小汽轮机MTSI系统也采用本特利3500系列产品。大机TSI配置有一个机柜，两台小汽轮机TSI共配置一个机柜。

本系统通过电涡流传感器、速度传感器测量主汽轮机和A、B小汽轮机的转动机械的轴振动、瓦振动、轴向位移、偏心、胀差、键相、转速和缸胀等参数，通过各相应的监测模件测量各参数，当被测参数达到报警值或危险值时，模件相应的报警指示灯亮、相应的报警或危险继电器动作，达到保护转动机械安全运行的目的。此外模件还输出模拟量信号以便显示和研究。通过振动数据采集系统可以分析汽轮机的状态和振动原因。DM2000

1、3500热工监控系统的试验室校验。

对3500系列的所有传感器(探头)：电涡流式、速度式探头和前置器以及相应的监测器（装于机箱内）必须全部在试验室内用专用的仪器、仪表和设备进行校验，探头校验按《电涡流传感器检定规程》和《速度传感器检定规程》进行，探头和监测器的整体校验严格按照《火电厂热工保护管理和有关规程》之“汽轮机热工监视和保护装置运行规程”相关部分进行，校验结果应提供以下数据： 第 2 页 共 11 页 探头──前置器静态特性数据表及间隙电压和灵敏度。

探头──前置器──监测器校验数据表格。

各探头安装间隙及安装间隙电压。

各报警值、危险值的整定数据。

校验仪器仪表的名称、型号规格。

测靶材料的名称、型号规格。

2、机柜安装就位，有系统正常工作所要求的防尘、防震、防腐蚀、抗干扰以及合适的工作温度等环境条件。

3、TSI系统首次投入后必须有可靠的永久性电源,严禁接临时电源。有TSI要求的可靠地极，并保证测量系统单极接地。