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汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)MMS6000瓦振信號故障的分析與處理

文檔作者：李高明劉志剛文檔來源：韶關(guān)發(fā)電廠 2 廣東省電力試驗研究所		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年11月14日
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第21卷第4期
2008年4
廣東電力
GUANGD0NG ELECTRIC p0W ER
Vo1．2I NO．4
Apr．2008
文章編號：1007—290X(2008)04—0058一()3
汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)MMS6 0 0 0瓦振信號故障
的分析與處理
李高明
(I．韶關(guān)發(fā)電廠，廣東曲江512132；
， 劉志剛1
2 廣東省電力試驗研究所，廣州510600)
摘要：~4-~'9P 東韶關(guān)發(fā)電廠9號機(jī)組大修后汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)MMS6000瓦振信號發(fā)生異常的現(xiàn)象，進(jìn)行了幾
種可能的原因檢查分析，包括系統(tǒng)接地檢查、鍵相信號檢查等。最后認(rèn)為鍵相探頭安裝方向是導(dǎo)致此次瓦振故
障的原因，調(diào)整后故障現(xiàn)象得以消除。
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)；鍵相； 瓦振；傳感器
中圖分類號：TK268 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B
Analysis and Handling of Bearing Vibration Signal Fault
in Turbine Supervisory Instrument M M S6000
LI Gao—ming ．LIU Zhi—gang-'
(1．Shaoguan Power Plant．Qujiang．Guangdong 51 2132．China：2．Guangdong Power Test&amp;amp;Research lnst．．Guangzhou
51060()．China)
Abstract：In view of the bearing vibration signal fault of turbine supervisory instrument(TSI)MMS6000 for Unit 9 in
Shaoguan Power Plant after overhaul·such item s as system earthing and key phase signals were inspected·com ing to the
conclusion that the fault was caused by the wrong mounting angle of the key phase probe．After making some adjustments．
the fault was successfully eliminated．
Key words：turbine supervisory instrument(TSI)；key phase；bearing vibration；transducer
MMS6()()()系統(tǒng)是德國epro公司生產(chǎn)的新一代
旋轉(zhuǎn)機(jī)械檢測保護(hù)系統(tǒng)。在發(fā)電廠里常用作汽輪機(jī)
安全監(jiān)視系統(tǒng)(turbine supervisory instrument，
TSI)，測點包括汽輪機(jī)的軸向位移、差脹、振動、
轉(zhuǎn)速、偏心等。韶關(guān)發(fā)電廠9號機(jī)組在大修后，瓦
振信號異常．其中2，5。6．7，8，9號瓦振每天
都會有一兩次一起波動的現(xiàn)象，從30 1．tm多突變
到200 m(滿刻度)，幾秒或幾分鐘后又恢復(fù)到原
值．但軸振都很穩(wěn)定。
1 系統(tǒng)接地檢查及處理
8號瓦振信號故障情況如圖1所示，根據(jù)圖1
曲線，起初認(rèn)為是TSI受到外圍電磁干擾引起的。
收稿日期：2007-1 1-：f
機(jī)組運(yùn)行時檢查并處理了系統(tǒng)的接地方式。
1．1 檢查機(jī)柜接地
測量機(jī)柜的接地電阻為()．03 Q，機(jī)柜到接地
匯流板使用約40 mm!接地電纜，機(jī)柜接地正常；
機(jī)架和門頁的接地也使用了專用接地線。機(jī)柜的接
地基本正常。
g
墨
圖1 瓦振信號故障現(xiàn)象
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第4期 李高明等：汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)MMS6()00瓦振信號故障的分析與處理
1．2 檢查瓦振和卡件的接線方式
瓦振探頭使用PR9268／20速度傳感器，根據(jù)
epro公司資料，正確的接線方式如圖2，虛線表示
電纜屏蔽層，航空插頭6號線是屏蔽線的短接線，
在機(jī)柜側(cè)接地。5號線是瓦振探頭外殼的接地線，
探頭絕緣安裝時，在航空插頭位置就近接地；如果
探頭非絕緣安裝，5號線用絕緣帶包扎，浮空。
? 一 3、 瓦
振
1t ‘ _ 1， ’ 卡
：- ： 二一-、 ‘
GND
J 0， 二—-、
J ’ I — —
～ 一‘ 一～ l
圖2 正確的接線圖
檢查時?，F(xiàn)場的實際接線方式如圖3，探頭的
5號線、6號線和信號電纜備用芯相連，備用芯與
瓦振卡件GND的端子相連。探頭5號線主要用作
絕緣安裝方式時接地，以消除外界對探頭的電磁干
擾。圖2的安裝方式等于把這些電磁干擾又傳導(dǎo)給
電纜屏蔽層后，再通過備用芯傳導(dǎo)給卡件GND端
子。考慮到5號線在約100 m長的信號電纜中會把
現(xiàn)場對探頭外殼的電磁干擾感應(yīng)給瓦振的信號電
纜，如果現(xiàn)場電磁干擾變化，會引起瓦振信號的異
常；再者，屏蔽層由于在機(jī)柜內(nèi)接地，同時又接到
卡件GND的接地端子上，這說明屏蔽層已經(jīng)是兩
點接地，不符合單點接地要求，如果兩點形成電位
差，也會引起瓦振信號的異常。后來通過試驗證明，
在探頭5號接地線上加25 kHz，40 V峰峰值交流信
號時，可以對瓦振產(chǎn)生18()f 的干擾；在將5號線
接機(jī)柜地的情況下，相應(yīng)的干擾只有5 m，可見5
號線正確接線的重要性。取9號瓦振通道做試驗，
按圖2改正接線方式，故障現(xiàn)象仍然存在。
2 速度式傳感器測量瓦振的原理分析
根據(jù)epro公司資料，MMS6120瓦振卡件有兩
種采樣控制方式：時間控制方式或速度控制方式。
時間控制方式由時鐘控制采樣，采樣速度取決于最
低工作頻率；速度控制方式由鍵相信號控制采樣，
采樣速度由軟件決定，鍵相信號參與瓦振信號的計
算。現(xiàn)場采用了速度控制方式。
圖3 現(xiàn)場的實際安裝
瓦振探頭使用PR9268速度式傳感器，卡件在
速度控制方式下，速度均方根值V rms的計算公式為
式中：71— —轉(zhuǎn)動周期，S；
v(t)— — 瞬時速度， m ／s；
n，n+1——分別為兩個相鄰鍵相信號問隔時間，S．
瞬時速度由卡件測量傳感器輸出電壓【，得到，
v：U／a，a為速度傳感器靈敏度。在機(jī)組正常運(yùn)
行時，鍵相信號周期應(yīng)為50 ms。如果鍵相信號不
穩(wěn)定，根據(jù)以上公式，漏掉一個鍵相信號則，， 就
增加一倍，又因瓦振峰峰值 ～ 與v 成正比，
A 一 =√2 V rms 71／ ，故 一 會有突變現(xiàn)象。
3 鍵相信號的檢查及處理
利用機(jī)組調(diào)峰停運(yùn)機(jī)會， 檢查鍵相探頭
PR9376／20安裝情況，廠家說明書要求探頭上的
方向標(biāo)志(orientation mark)朝向機(jī)頭或機(jī)尾，而
實際安裝方向偏離了約70。。PR9376是根據(jù)霍爾
效應(yīng)原理制作的磁阻式傳感器?；魻栃?yīng)是指這樣
一種物理現(xiàn)象：如果把通有電流，的導(dǎo)體放在垂
直于它的磁場中，則在導(dǎo)體的兩側(cè)會產(chǎn)生一電勢差
U，它與電流，及磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，與導(dǎo)體厚
度d成反比，即U=K(IB／d)，K 為霍爾系數(shù)。
圖4是PR9376電路圖，感應(yīng)部分由兩個磁敏感的
半導(dǎo)體串連而成，形成惠斯特電橋，電橋的差壓信
號經(jīng)觸發(fā)器和放大器后形成脈沖輸出。因此，可以
懷疑鍵相信號由于安裝角度不符合要求而存在不穩(wěn)
定因素。
在試驗室轉(zhuǎn)速臺上進(jìn)行探頭安裝方向與輸出電
壓特性曲線的測試說明：安裝方向嚴(yán)重影響輸出電
壓。轉(zhuǎn)速盤齒數(shù)為6(1)齒，探頭使用的供電電源為
直流12 V，當(dāng)時轉(zhuǎn)速是50 r／rain，特性如圖5所
～
～
一 廂
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， 東電力 第21卷
圖4 PR9376電路圖
脈沖輸¨
示。根據(jù)圖5的曲線。安裝方向偏離標(biāo)準(zhǔn)方向
±30。，電壓降低約6％ ，信號都屬于正常。
之
習(xí)
O 3O 6O 90
與標(biāo)準(zhǔn)方向的角度／r。)
圖5 PR9376輸出電壓與安裝方向特性曲線
鑒于瓦振信號與鍵相信號密切相關(guān)，按照廠家
說明書安裝要求調(diào)整了鍵相探頭安裝方向。故障現(xiàn)
象再沒出現(xiàn)。
4 結(jié)論
通過上述分析，認(rèn)為鍵相探頭安裝方向是導(dǎo)致
此次瓦振故障的原因。一是由于這種探頭在現(xiàn)場較
少使用，在同一電廠不同機(jī)組上，較多使用渦流探
(上接第46頁)
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頭，無安裝方向要求，所以PR9376探頭安裝時容
易裝錯方向；二是鍵相信號參與瓦振計算，這是
MMS60()()系統(tǒng)的特色，與本特利3500系統(tǒng)不同，
其組態(tài)軟件具有快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)功能，能同
時看到振動信號的幅值和相位，對汽輪機(jī)故障分析
具有很好的參考價值。而35()f)系統(tǒng)組態(tài)軟件沒有
此項功能，鍵相信號不需參與振動信號的計算，即
瓦振卡件默認(rèn)為時問控制方式，所以本特利系統(tǒng)不
會出現(xiàn)鍵相信號影響瓦振信號的現(xiàn)象。
通過對本次事件的處理，我們還總結(jié)出以下幾
點經(jīng)驗：
a)霍爾效應(yīng)傳感器的安裝方向與探頭的輸出
電壓有很大關(guān)系，應(yīng)嚴(yán)格按廠家說明書要求安裝。
b)瓦振傳感器的接線方式按廠家要求接線，
可以達(dá)到最好的抗干擾性效果。
c)TSI故障的分析和處理比較復(fù)雜，在機(jī)組
運(yùn)行時，可以進(jìn)行不影響機(jī)組安全的一些嘗試性的
試驗，排除不利因素，爭取在機(jī)組運(yùn)行時就能消除
故障。停機(jī)后，可以根據(jù)運(yùn)行時的試驗情況，縮小
故障檢查范圍，以更有效地找出原因。
參考文獻(xiàn)：
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作者簡介：李高明(I963 )，男，廣東韶關(guān)人。熱控工程師，工
學(xué)學(xué)士 主要從事火力發(fā)電廠熱控管理和技術(shù)工作。
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(14)． 71— 7n
作者簡介：謝恒(1973一)， 男，廣東潮州人。高級5-程師，5-學(xué)
碩士．從事電力市場研究、建設(shè)與管理工作。

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