浅析振动监视仪在汽轮机保护系统装置（TSI）模块中出现
振动监视仪模块在汽轮机保护系统模块中占有重要位置,是TSI模块中主要的核心部件。汽轮机监视仪表主要有振动监视仪模块、热膨胀监视仪模块、轴向位移监视仪模块、转速监视仪模块、轴振动监视仪模块、超速监视仪模块等，可以连续监测汽轮发电机组振动和过程量的多路监控系统，用于连续显示机组的启停和运行状态，并为记录仪表提供信号。当被测参数超过整定值时发出报警信号，必要时采取自动停机保护，并能提供故障诊断的各种测量数据。
汽轮机监视仪表（TSI）在设计、安装和使用过程中需要注意：
1、测点的优化：根据监测对象的需要确定传感器的类型、安装位置和数量。
2、传感器的安装：根据不同类型传感器安装要求进行，传感器支架应保证有一定的刚度，防止发生共振。
3、系统组态：通过组态软件正确设置各模块的正常工作参数，报警逻辑通常需要采用“与”方式，防止单一传感器故障造成误跳。
4、系统调试：当系统安装结束正式投运前，对系统的功能进行静态和动态调试，确保监测、报警、变送输出和通讯等功能正常。
一、TSI系统故障中振动监视仪出现问题的原因分析与处理
通过对近80台机组运行情况的统计，将振动监视仪模块中引起TSI系统异常的主要原因、处理措施及可能存在的隐患归纳如下。
1.1振动监视仪接受的信号易受干扰
振动信号由安装在轴承处的探头测得的轴相对振动信号和安装在轴承上的速度（加速度）探头测得的轴承振动信号叠加得到。据统计振动单点信号作保护，导致机组误跳闸的概率大，如某机组1号轴承Y方向振动信号突变，查阅DCS历史曲线（见图3），该轴的振动信号（图中兰线，红线为X方向相对振动信号）瞬间超过高Ⅱ值，持续时间约4s，但未停机，当时无设备启停操作，测量系统无异常。调阅无锡文盛自动化MPS8200X系列装置记录与组态，发现通道接线与组态不符，跳机输出信号实际未送出。
某机组11号轴承振动信号误发跳机，查阅DCS记录:跳机前4分钟，该轴的振动值开始明显增大直至超过高Ⅱ值；机组跳闸后4分钟内，该轴的振动峰值一度出现500μm并大幅振荡；转速下降至2420r/min时振荡消失，波动仍继续存在，但上述时间段内相关参数均无异变。无锡文盛自动化仪器仪表有限公司
MZD-1型双通道轴瓦振动监测仪，配接SPZ-5型振动速度传感器，可测量各种旋转机械的轴承振动的幅度，可以监测旋转机械的垂直、水平方向的振动。
振动信号之所以导致保护系统误动作概率大，是因为振动（用速度表示）需经过一次积分转换成所需的位移信号，以无锡文盛自动化的产品为例，其换算公式为:
D=1000V/3.14f
式中D为位移（峰值），mm；
V为速度（峰值），mm/s；
f为频率，Hz。
无锡文盛
由于积分过程中，速度信号会受到与频率有关的增益影响，低频增益大，高频增益小。当速度探头受到低频干扰时，有可能会影响输出信号发生突变，复合后将输出一个较大的振动虚假信号，增大了保护误动作的概率。
1.2测量部件（振动速度传感器）故障
这类故障现象多数表现为信号突然变化，但影响机组的结果不同，如某300MW机组4号轴承y方向振动信号，突然跳变超过保护动作设定值（高Ⅱ值）而导致停机（见图1）。检查未发现任何异常情况，更换无锡文盛自动化电涡流探头、前置器后，系统恢复正常。
另一台600MW机组冲转过程中，6号轴承Y方向轴承振动信号突然由30μm增大直到报警设定值（高Ⅱ值），停机后仍在60μm至80μm间周期性波动（见图2）。先后更换卡件、前置器和延伸电缆，波动末消除，更换探头后恢复正常。
1.3振动监视仪接地与电缆防护不规范
不同的地网间会产生电势差，在屏蔽层产生环流，叠加在信号上会引起模拟量波动或突变，因此，可靠的接地和电缆防护措施对抑制干扰非常重要，统计中的不少实例证实了这一点:
某机组在750MW运行时，3号瓦振动持续跳变，原因是电缆的屏蔽线没有接地；
某脱硫系统的增压风机停运时，振动信号一直跳变甚至超过高Ⅱ值，原因是现场测量机柜接地虚焊；
某600MW机组基建调试阶段，脱硫增压风机因振动信号跳变导致跳闸，经仿真试验，原因是电焊机在TSI测量机柜附近焊接，机柜处于电焊机接地点与焊接点间，焊接时机柜附近接地线上产生的电势差经电场耦合进入信号线后，导致卡件与前置器损坏；
某600MW机组4号轴承振动信号跳变和某30OMW机组汽轮机转速信号跳变，分别引起机组跳闸，经查原因都是连接电缆安装敷设时未做好防护，其屏蔽层因振动等原因磨损，造成2点或多点接地引起。
对于TSI系统，探头、延伸电缆和前置器，三者是一个测量整体，有相应的阻抗和特性曲线，一旦因外界因素导致其变化，也会引起信号异常。如某机组运行中8号轴承Y方向振动信号波动大，原因是前置器连接延伸电缆的接头内有杂质引起。
1.4内部软件设置不当
为减少TSI系统单点信号作保护引起的保护系统误动作，有的机组增加证实信号，保护逻辑修改为二选二。但如果TSl内部软件设置不当和维护不及时，同样会导致机组误跳闸。
某机组运行中，3号轴承振动高Ⅱ值信号误发跳机，检查保护逻辑为本轴承的相对振动x向高Ⅱ值信号和Y向高Ⅱ值信号组成"与"逻辑，按理不应动作停机。但检查装置输出设置为"闭锁"（信号消失后需人工复位），再检查历史记录，发现3号轴承Y向振动信号1个月前曾达高Ⅱ值，因未复位输出信号被保持。当3号轴承X向相对振动通道故障时，"与"逻辑条件满足导致跳机。
1.5保护定值偏大
国内发电杭组汽轮机的轴承振动信号，都统一设计高Ⅱ值为125μm，高Ⅱ值为25Oμm，有多次汽轮机本体异常情况下装置未起到保护作用。如某600MW机组运行时振动信号发生突变，振动数据分析判断有物飞落，经查中-低靠背轮的螺栓盖板半个飞脱，但振动zui大值也刚到高Ⅱ值。另一台600MW机组运行在358MW负荷时，因锅炉原因跳机，机组重启后其低压转子振动信号明显增大，当时进行了动平衡处理。1a后机组检修时发现低压转子围带飞脱严重，其中低压转子第3级动叶片围带均有多段发生损坏或脱落，但异常情况发生时的振动值离高1值相差甚远。
1.6电源系统未冗余
目前仍有机组的TSI系统为单电源供电，或虽然采用了双路电源但电源模块仍为单个。尽管至今还未出现因电源失去使TSl系统瘫痪的情况，但单电源供电始终是安全隐患。
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