本文系统地阐述了关于TSI系统在火电机组中安装和调试的方法经验，并对TSI系统主要故障原因做出了分析，同时根据实际工况中出现的问题做出分析并提出解决办法，从而提高读者对TSI系统安装与调试的水平。
1、引言
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可以对机组在启动、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。笔者在此汇总关于TSI探头安装和调试中积累的经验并结合印尼巴齐丹2×315MW燃煤电厂实际安装调试过程出现的问题及解决办法，供大家参考。
2、TSI系统介绍
TSI系统主要都由传感器、前置器、监测系统组成。
传感器系统将机械量转换成电参数(频率f，电感L，品质因素Q，阻抗Z等)，传感器输出的电参数信号经过现场连线送到监测系统，由监测系统转换为测量参数进行显示、记录及相关的信息处理。
监测系统又称为框架，一个框架由三部分组成：电源、系统监测器和监测表。电源(总被放在框架的第一位置)为装在框架内的监测表及相应的传感器提供规定的电源；系统检测器(总被放在框架的第二位置）检验供电水平以确保系统正常运行，它控制报警点的设置和系统复位同时具有控制系统“OK”的功能，“OK”(正常工作)表明系统的传感器及现场接线是在规定的水平上进行；监测表不仅可以显示传感器系统是否正常运行，还可以指示传感器的测量值，并在越限时报警。
3、TSI安装与调试注意事项
3.1 安装前的注意事项
①设备必须检定合格，并由具有相关计量资质的单位出具检定合格报告；
②保持安装相关区域的清洁，同时将传感器、前置器、支架、接线箱等设备清理干净；
③安装传感器之前，必须先将支架，前置器，接线箱等相关配件安装完成。
④前置器的接线箱应选择安装在振动小且便于检修的位置。
3.2 TSI安装要点与注意事项
3.2.1 安装要点
3.2.1.1 转速、零转速及超速
①安装磁感应转速传感器时注意传感器探头表面磁铁所产生的磁场与触发体边沿必须成直角，有的制造厂会在传感器探头面上设计一个黑点，安装时黑点必须面对机头或机尾。
②安装时一定要使半圆型的支架与齿轮间的距离尽量保持一致。
图1 转速、零转速及超速示意图
3.2.1.2 轴向位移
①一定要确认传感器安装方向，若是反向安装，则需要在组态软件里取反。
图2 轴向位移示意图
3.2.1.3 胀差
①当整个转子向电机方向推到推力盘紧贴工作瓦面时定测量零点，并将转子膨胀方向作为胀差正方向。
图3 胀差示意图
3.2.1.4 轴振
① 每个轴承处安装的2支轴振互成90°，垂直于轴承，每支传感器与地面呈45°夹角。
图4 轴振示意图
3.2.1.5 盖振
①盖振一般安装在各轴承箱上，应该在轴承箱盖扣好并紧固完所有螺栓后安装。
②一定要确保安装表面光滑、无颗粒划痕，且传感器与轴承盖成刚性连接。
图5 盖振示意图
3.2.1.6 热膨胀
①连接电缆接头处线缆应用焊接固定，连接电缆应套上金属软管并用线卡固定在轴承箱上。
图6 热膨胀示意图
3.2.1.7 偏心、键相
①注意键相安装时，不能正对着键相槽安装。
3.2.2 TSI安装注意事项
①检查前置器与传感器的型号是否对应，一般前置器上都标有配套传感器的型号与编号。
②传感器的线路要远离强电磁干扰源和高温区；铺设延长线时，要确保延长线的固定与走向不会出现损伤其的可能，且尽量远离喷油嘴，延长线的长度不得任意改变。
③传感器与延长线连接插头要插接牢固防止松动、并用绝缘热缩管密封，延长线应在轴承箱内壁上用线卡固定牢固防止被机械损坏，延长线引出机组外壳的部分要保证绝缘且浮空，延长线与电缆的连接必须做到连接牢固、接触良好、绝缘符合要求。
④传感器至前置器之间各接头部位应做好密封防油措施，前置器连接插头要插接牢固防止松动。
⑤延长线除厂家配套的防油绝缘措施外，安装时最好另外增加一层保护措施，例如：在延长线最外层加套热缩管用扎带扎紧、然后再用厚实的白纱布将接头处包裹好。
⑥传感器引出线应固定牢固，在轴承箱上的引出口应密封严密、无渗漏；接线箱进线孔要密封好，做好防油、防漏汽、防漏水、防灰尘等措施，确保接线箱内干净整洁。
⑦屏蔽线原则上应在机柜侧单点接地，所以接线盒侧的屏蔽线应该用绝缘胶布包好，防止接地。
⑧发电机励端传感器及附件的安装不得破坏发电机励端与地的绝缘。
⑨安装完成后，应确保传感器、延长线、前置器、电缆与各处接头插头的干净整洁。
3.3 机柜上电检查
监测机柜安装就位后，由调试人员进行通电前检查，主要检查有无机械损坏以及有无短路现相，尤其是电路板的插座柱针是否短路，检查后一切正常后才可以通电。
首次通电前应把所有监视器板及电源板拨出，合上电源开关送电，检查两路220VAC±10%电压和指示灯是否正常，并做电源切换试验，如无异常关断电源，进行下一步。
按照相应的图纸所示位置和名称，插上模件工作电源板，观察各指示灯是否正常，测量各电源板的输出是否正常，端子编号请见相应的“汽轮机安全监视装置图”，如无异常关断电源进行下一步。
按照相应的图纸所示位置和名称把各监测板插入到相应位置，检查电源指示和各板件面板指示是否正常，如无异常，关断电源，准备TSI传感器调试。
3.4 TSI调试注意事项
①调试时应将安装情况复查一遍，特别是零位、安装方向、各接头接触情况及各处密封情况，先将安装不当的因素排除。
②盘柜上电后必须重新检查传感器的间隙值或间隙电压，如与安装时出现较大的误差，则必须重新调整。
③检查传感器—TSI—DCS等控制回路，看是否有线路短接、接地等现象。
④注意供电情况，检查前置器的输入电压是否为-25V左右。我曾经用直流电源直接对传感器进行过电压调整试验，发现输入电压大概在-23V到-27V左右都对探头的测量值没有明显的影响，如果电压再低或是再高就会产生影响了。
⑤注意检查绝缘屏蔽情况，做好防干扰措施。
⑥TSI系统传感器调整不可在热态下进行，因为蒸汽进入汽轮机后，转子和汽缸均会膨胀。由于转子质量较小，升温较快，故而膨胀比汽缸快且较快产生胀差。热态下的胀差值很难计算且不便于修正，因此，TSI系统传感器调整应在常温下进行才能准确的显示出机组静止部分和转动部分之间的相对轴向位移。
4、TSI系统主要故障原因分析
根据实际经验，归纳总结会引起TSI系统故障的原因，如下：
4.1 TSI安装调试不当。例如：
①位移传感器零位出错，安装方向出错；
②传感器安装固定不当；
③传感器、延长线、前置器不配套，信号电缆选型不当；
④延长线因各种原因受损，造成接地；
⑤信号屏蔽不符合要求，接线不符合规范；
⑥各接头处松动，受油污染；
⑦传感器所探测部位不光滑、有污渍或是有明显的痕迹(如压痕、刮痕）等。
4.2 电源装置故障。例如：
①只设计了一路电源；
②两路电源切换时间过长或无法切换；
③电源卡件配备或布置不合理等。
4.3 TSI受运行环境影响，或受到干扰，导致信号异常。例如：
①传感器的安装位置不符合传感器检测的要求；
②受电厂运行环境影响，串入干扰信号影响测量，其中最明显的便是盘车与励磁附近的传感器等。
4.4 装置测量部件的故障。例如：
①传感器的特性曲线变差；
②传感器、前置器、卡件等电子元件老化；
③延长线、信号电缆老化等。
4.5逻辑或软件组态设置(例如门槛电压和线性)不当，导致信号不正常或是保护易动、误动。
5、实例分析
巴齐丹2×315MW燃煤电厂采用的TSI传感器是德国epro的，TSI及MTSI系统是由东汽自控提供的。在实际安装过程中，将大小机轴振、偏心、键相等间隙电压定在-12V。
5.1 故障：在机组运行期间，大机1X、1Y轴振在启机后不久就开始出现跳变的情况，运行一段时间后跳变更加频繁最后变为坏点，停机后过一段时间恢复正常。
分析及处理：检查电压、屏蔽接地、延长线、各处接头插头、电缆接线情况，未发现任何异常，最后发现就地接线箱穿线孔密封不严，运行时可能漏汽从而导致前置器和接线端子受潮短路。重新密封穿线孔，再次启机后此情况消失。
5.2 故障：大机2X轴振无论冷态、热态均坏点。
分析及处理：根据情况分析，因为是坏点，首先检查间隙电压，发现间隙电压为零，排除盘柜侧影响后，至就地接线箱检查，发现前置器完好、插头紧固、接线无异常，然后检查延长线，发现延长线有接地现象，拆下后经检查发现延长线有明显烧坏痕迹，经询问得知停机期间有人在2轴附近动焊，推测延长线被焊渣烫坏导致接地。更换延长线后，测点恢复正常，启机后测点亦无异常。
5.3 故障：大机4X、4Y、5X和5Y轴振冷态正常，启动盘车和运行时数据过大。
分析及处理：根据情况分析，最大可能为盘车或顶轴油影响，检查其它因素无问题后，开盖检查，发现延长线接头处密封松动不合格，接头处有明显油渍。重新布置延长线、做好防油措施、做好防干扰措施后故障情况消失。
5.4 故障：机组运行过程中，大机6X轴振数值过大有时出现坏点，6Y轴振数值过大。
分析及处理：故障排除思路(检查机柜侧因素-检查就地接线箱因素-检查汽轮机内部部分因素)，检查至接线箱时发现6X前置器与传感器型号不配套，检查至汽机内部发现6Y传感器松动，更换6X前置器、重新调整6Y传感器并安装牢固后，故障情况消失。
5.5 故障：大机偏心冷态时数值过大、有跳变情况，热态时坏点。
分析及处理：故障排除思路(检查机柜侧因素-检查就地接线箱因素-检查汽轮机内部部分因素），结合偏心测点的特点(受键相影响)，排查完后发现大机偏心延长线未固定好、防油措施不合格，运行时延长线接头处长期与油接触，同时接线盒侧屏蔽线因绝缘胶布有油渍脱落导致接地。处理完成后，故障情况消失。
6、总结
随着自动化水平的提高，汽轮机TSI的稳定性和准确性变得越来越重要。正确并准确的安装并调试TSI是确保TSI系统正常运行的基础，也是精确反映汽轮机安全运行的重要保障。希望这篇文章能对广大同行提供一些帮助。
作者：郑重、梅丽红
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