李俊東

摘要:文章通過對云南省各火電廠TSI系統(tǒng)(EPRO)運行中常見問題進行調研并歸類分析,提出處理辦法,以便保證電廠TSI系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞:TSI;汽輪機監(jiān)控保護系統(tǒng);EPRO

中圖分類號:TK264.2 文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)20-0049-02

目前省內各火電廠汽輪機監(jiān)控保護系統(tǒng)(TSI)普遍采用德國EPRO公司MMS6000系統(tǒng)。通過多年的使用證明該系統(tǒng)技術成熟 ,功能完善,但同時隨著使用的年限加長,省內各火電廠保護誤動的情況也在呈上升趨勢,影響到了發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行。經過對各個電廠最近出現(xiàn)的TSI問題收集、分析以及處理。我提出了一些TSI系統(tǒng)常出現(xiàn)問題的處理辦法及日常維護注意事項,希望能對同行有所幫助。

1TSI系統(tǒng)現(xiàn)場安裝需注意的問題及處理方法

文章就安裝中容易忽略的問題進行闡述,對具體安裝方法不再說明。

①轉速探頭無法讀取轉速。轉速探頭較為常見的分為磁阻式和電渦流兩類,但不管是哪類探頭,安裝距離一般為距齒端1.0 mm左右。其中應特別注意德國EPRO公司的轉速傳感器PR9376,差動式磁感應傳感器,安裝時注意傳感器探頭表面磁鐵所產生的磁場與觸發(fā)體邊沿必須成直角,為了方便安裝EPRO公司在PR9376探頭面上設計了一個黑點,安裝時PR9376探頭面的黑點必須面對機頭或機尾。

②軸向位移、高低壓差脹傳感器的安裝。軸向位移測的是推力軸承相對汽缸的軸向位移,在機組運行過程中,使動靜部件之間保持一定的軸向間隙,避免汽輪機內部轉動部件和靜止部件之間發(fā)生摩擦和碰撞。在安裝軸向位移和高低壓差脹傳感器前,首先要把大軸推到零位或者知道推力間隙時多少,然后按要求安裝,在安裝探頭的過程中嚴禁移動大軸。一般探頭安裝的位置和方向都是固定的,以300 MW東方汽輪機機組為例,軸向位移探頭一般安裝在高中壓缸中間,面向機尾安裝,及推力盤向被推力面移動為正,但也有個別機組設計或因為安裝錯誤把探頭裝反,即面向了機頭。在不能重新安裝的前提下,可進入MMS6000 Konfiguration組態(tài)軟件,軟件中有一個選項如圖1所示,打勾表示反向取探頭的線性測量。

2運行中出現(xiàn)的問題及處理辦法

2.1現(xiàn)場環(huán)境變化造成信號異常及處理辦法

傳感器主要包括部分有:各種渦流監(jiān)測探頭和速度式探頭、延長電纜和前置器及信號線。而引起信號異常一般有下例幾種情況:

①周圍環(huán)境影響,導致信號異常,延伸電纜、前置器等隨著時間的推移,原先緊固的接頭和接線,可能會因氣候、氧化、周圍環(huán)境等因素而引起松動造成接觸不良、雜質、油污,使信號出現(xiàn)波動。檢查將接頭部分擰緊或雜質清理干凈,信號就能恢復正常。此外回路電纜的老化也是一個不容忽視的問題。某電廠機組軸承振動不定期的發(fā)生測量值波動的現(xiàn)象。檢查就地接線、前置器、探頭和柜內卡件均無異常。更換卡件和前置器后,這一現(xiàn)象仍然存在。經過反復的排查后認為可能是該測量回路就地環(huán)境溫度較高導致線路老化引起。將測量線路走向遠離高溫區(qū)后,信號恢復正常。漏汽也會造成探頭和電纜的損壞,抗干擾差而導致誤動,必須按要求更換電纜。

②信號線不是所要求的屏蔽電纜,這樣就有可能造成信號之間的干擾。這種現(xiàn)象比較常發(fā)生在轉速信號上,轉速信號偏差大。必須按要求更換電纜。

③外部磁場變化也會對探頭產生影響,產生異動,必須消除外部磁場產生的影響。較為常見的是汽輪機廠靠發(fā)電機側振動信號故障,振動信號波動較大,并反復出現(xiàn),原因是瓦軸承接地電刷接觸不好,導致固定在軸承座上的支架帶電。探頭受到了強信號的干擾,導致信號失真。

為有效減少系統(tǒng)的異常發(fā)生,建議在安裝、檢修、運行、維護中,注意滿足以下要求:安裝或檢修后,要有可靠措施以確保延伸電纜的固定與走向不會出現(xiàn)損傷電纜的可能,信號要遠離強磁場和高溫區(qū)。有延長線的在接頭部分一定要銜接好,并用熱縮套管密封好。安裝前置放大器的金屬盒應選擇在較小振動并便于檢修的位置,盒體要可靠接地。前置放大器應安裝于金屬盒中,接口和接線應檢查緊固。

2.2TSI系統(tǒng)機柜中信號異常及處理辦法

①接地不規(guī)范,干擾信號串入。TSI系統(tǒng)對接地有嚴格要求,不正確的接地方式或者未接地直接影響系統(tǒng)的抗干擾能力。屏蔽線原則上在機柜側接地,并盡量靠近框架處破開屏蔽層,使露出屏蔽層的接線盡可能的短。與其他系統(tǒng)連接時,應清晰其接地情況并保證單點接地。同時電纜屏蔽層在運行過程磨損,導致兩點或多點接地,或者連接電纜屏蔽層未接地的話,也將會引起信號跳變。省內某電廠機組在運行時,其振動信號值一直跳變,最高甚至超過了振動保護值。停機后檢查測量回路,沒有發(fā)現(xiàn)問題。在檢查TSI機柜的接地時,發(fā)現(xiàn)該機柜的接地為虛焊,重新焊接機柜接地扁鐵后,信號跳變現(xiàn)象消失,恢復正常。

②背板老化接觸不良。德國EPRO公司的MMS6000系統(tǒng)卡件布置如圖2,電源模塊和測量卡件通過一個ROCK框架插在背板上。電源模塊通過背板向各卡件提供電源,現(xiàn)場信號和卡件輸出通過背板輸入輸出。背板經過長時間運行,由于溫度、氧化、粉塵影響容易出現(xiàn)老化、接觸不良,造成信號異常。某電廠軸向位移卡件在運行期間出現(xiàn)突然變成-1.5mm,負方向滿量程,經過15 s后又恢復正常,經過對回路的檢查,回路正常,分析15 s停止采集為卡件掉電又恢復的卡件自檢時間,更換插槽后信號正常。

建議:對TSI系統(tǒng)機柜進行改造,取消背板,電源模塊和測量卡件通過一個ROCK框架固定,卡件背面針腳通過一個特制的轉接頭把針腳引出,這樣電源、現(xiàn)場信號和卡件輸出就直接焊接在了卡件背面的針腳上,取消背板這個中間環(huán)節(jié)。

③電源不穩(wěn)定。TSI系統(tǒng)的供電基本上采用雙電源供電,但仍有機組的系統(tǒng)采用單電源供電,或雖采用了雙路電源但電源模塊仍為單個。對于系統(tǒng)的可靠運行來說,單電源供電對系統(tǒng)運行是個安全隱患,故系統(tǒng)應配置兩路可靠的電源冗余供電(切換時間應不大于5 ms,保證裝置不會初始化),和至少兩塊電源模塊實現(xiàn)裝置電源間的無隙切換。MMS6000系統(tǒng)現(xiàn)階段設計的電源為兩路單獨電源經過電源切換繼電器,再經過抗干擾器送出一路電源,如圖3。某電廠在機組運行的情況下突然TSI系統(tǒng)掉電導致機組參數(shù)無法監(jiān)控,停機。檢查發(fā)現(xiàn)電源切換繼電器損壞了一個,而同時另外的一路保安段電源未送。造成了這次事故。

建議:對TSI系統(tǒng)機柜進行改造,取消電源切換繼電器,兩路電源分別先經過抗干擾器再分別送至各個框架的兩個電源模塊,同時為卡件供電,這樣就取消了電源切換繼電器這個中間模塊,同時增加了干擾器提高了電源的穩(wěn)定性。

④MMS6000 Konfiguration組態(tài)軟件。MMS6000 Konfiguration組態(tài)軟件近幾年版本較快,長時間不更新,卡件軟件版本太低會造成卡件通訊不上。與電腦通訊時注意軟件版本,若版本更新錯誤也會造成信號異常。某電廠TSI系統(tǒng)在機組運行期間突然出現(xiàn)所有信號大范圍波動的情況,在解除所有保護后,進行回路、電源檢查,未發(fā)現(xiàn)問題,同時了解到大修期間檢修人員用電腦與卡件連接校驗了卡件,于是懷疑卡件軟件版本不適宜,用電腦重新把所有卡件軟件更新以后,信號恢復正常。

最后可根據電廠實際情況和相關規(guī)定,優(yōu)化系統(tǒng)報警信號與保護邏輯,優(yōu)化系統(tǒng)報警與保護邏輯,減少單點信號保護引起機組誤動的概率,如汽機軸向位移原為單點信號或為二選二邏輯的,通過增加探頭改為三選二邏輯判斷,或配置四個探頭,組成二對二取二與邏輯后再組成輸出;汽機高、低壓脹差為單點信號保護的,宜增加秒延時。

3結 語

TSI系統(tǒng)穩(wěn)定運行是機組安全穩(wěn)定運行的基礎,為保證系統(tǒng)的安全可靠運行,合理的邏輯和可靠的回路環(huán)境是基礎,及時的檢修和維護是保證。定期對探頭進行校驗(成套進行)、定期對TSI系統(tǒng)信號檢查歷史趨勢(一旦發(fā)現(xiàn)異常,應及時檢查處理,并記錄保存以便以后參考)、機組檢修完進行連鎖保護試驗(保護試驗應一一試驗確認)都是必須的。

參考文獻:

[1] 東方汽輪機廠.汽輪機安全監(jiān)視裝置說明書[Z].

[2] 東方汽輪機廠.TSI用戶手冊[Z].