王立文，李俊嶺（神華浙江國華浙能發(fā)電有限公司，浙江 寧波 315612）

浙江國華寧海電廠二期工程2×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組，汽輪機(jī)選用上海汽輪機(jī)有限公司和西門子聯(lián)合設(shè)計制造的N1000-26.25/600/600（TC4F）型1000MW超超臨界、中間再熱式、四缸四排汽、單軸、八級給水回?zé)岢槠?、凝汽式汽輪機(jī)，TSI系統(tǒng)采用瑞士Vibro Meter的VM600系列產(chǎn)品。5、6號機(jī)組分別于2009年10月24日和9月21日建成投產(chǎn)。

1 TSI系統(tǒng)功能原理說明

1.1 TSI系統(tǒng)概述

汽輪機(jī)監(jiān)視儀表TSI（Turbine Supervisory Instrumentation）系統(tǒng)是一種可靠的連續(xù)監(jiān)測汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子和汽缸的機(jī)械運(yùn)行參數(shù)的多路監(jiān)控系統(tǒng)，寧電二期1000MW汽輪機(jī)組TSI系統(tǒng)采用瑞士Vibro Meter的VM600系統(tǒng)，用于監(jiān)視軸向位移、振動、鍵相、汽缸絕對膨脹等參數(shù)。

1.2 VM600系統(tǒng)簡介

VM600系統(tǒng)較本特利3500和飛利浦epro 6000系統(tǒng)最大特點是只有一種4+2通道的信號采集卡件MPC4，該卡件可以實現(xiàn)TSI系統(tǒng)中的絕對振動、相對振動、復(fù)合振動、軸向位移、脹差、偏心、汽缸絕對膨脹以及轉(zhuǎn)速和鍵相等參數(shù)監(jiān)測和保護(hù)，各通道測量的參數(shù)由軟件進(jìn)行組態(tài)和設(shè)定。在沒有CPU模塊或CPU模塊出現(xiàn)故障時能正常工作，MPC4卡件具有自檢功能，可以判斷并顯示傳感器、前置器、延伸電纜等故障，模塊允許帶電插拔。

就地傳感器為Vibro Meter公司的TQ400系列，由傳感器、信號放大器及延伸電纜組成。

VM600系列產(chǎn)品已經(jīng)廣泛用于火電廠主輔機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)TSI監(jiān)控系統(tǒng)。

2 VM600系統(tǒng)常見的問題和處理方法

VM600系統(tǒng)在實際使用中由于信號接地、系統(tǒng)接地等問題引起的測量回路異常情況較多，包括前置器接地、延伸電纜接地、測量回路絕緣、電纜屏蔽接地不良、發(fā)電機(jī)碳刷接地不良等；另一類是由于測量回路接線錯誤、卡件邏輯組態(tài)錯誤等造成信號異常，這類情況在調(diào)試期間常見。下面就收集各電廠實際案例進(jìn)行說明。

2.1 測量回路接地導(dǎo)致信號異常

（1）山西某新建電廠，在首次汽機(jī)沖車時發(fā)現(xiàn)部分軸振信號存在鋸齒狀毛刺波動且無規(guī)律，初步判定信號干擾，檢查發(fā)現(xiàn)前置器存在接地現(xiàn)象。

原因分析：接線盒是不銹鋼制的，前置器裝在接線盒里絕緣膠木板上，由于固定前置器的螺絲過長，直接頂在了接線盒上，導(dǎo)致前置器接地。

處理方法：更換螺絲，前置器和接線盒絕緣，干擾消失，信號恢復(fù)正常。

（2）遼寧某電廠在大修中將探頭延長電纜更換為鎧裝的，大修后啟機(jī)啟動，發(fā)現(xiàn)同一接線盒里的4個軸振信號波動頻繁，且都是鋸齒狀毛刺，初步判定信號受到干擾?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，延長電纜與前置器發(fā)生碰觸，導(dǎo)致前置器接地。

原因分析：探頭到接線盒距離較近，延長電纜剩余較多盤在接線盒內(nèi)，當(dāng)接線盒蓋上之后延長電纜就會碰到前置器，導(dǎo)致信號接地波動。

處理方法：將多余的延長電纜盤在接線盒外面，避免鎧裝金屬碰到前置器，信號恢復(fù)正常。

（3）陜西某電廠首次啟動之前，發(fā)現(xiàn)在就地使用對講機(jī)，軸振信號會大幅度突變，檢查發(fā)現(xiàn)前置接地，當(dāng)前置器與探頭斷開后，前置器接地現(xiàn)象消失，判斷探頭延長電纜部分存在接地現(xiàn)象。

原因分析：探頭和延長電纜接頭處未作絕緣處理，導(dǎo)致接頭與蛇皮管接觸接地。

處理方法：用生膠帶包裹接頭，然后套上熱縮管絕緣，恢復(fù)后再使用對講機(jī)干擾，信號正常。

小結(jié)：渦流探頭延長電纜采用的同軸電纜，每個接頭處接頭和電纜負(fù)極都是接通的，而前置器的外殼又和COM導(dǎo)通，這種情況下接頭、前置器外殼和框架的LO端都在同一個回路里。接頭或前置器外殼接地，如果有干擾信號，就會直接影響框架LO端，對整個測量產(chǎn)生極大的影響，所以接頭和前置器外殼禁止接地。

2.2 測量回路絕緣、電纜屏蔽接地不良導(dǎo)致信號異常

（1）河北某電廠軸位移探頭1突然達(dá)到正向跳機(jī)值，檢查反饋電壓在-2V左右，OK信號顯示正常（OK信號電壓范圍為-1.6V～17.6V）。解除軸向位移保護(hù)后檢查，將這個探頭信號插到另一個軸位移前置器上，信號顯示正常。將前置器拆下接好線，信號恢復(fù)正常。檢查前置器絕緣情況，發(fā)現(xiàn)這個前置器和軸振的前置器外殼有碰觸，換位置重新安裝前置器后，信號顯示正常。

原因分析：軸位移前置器外殼和LO導(dǎo)通，而LO并不是0電位，反饋電壓不同時LO對地電壓也各不相同，當(dāng)振動信號反饋為-10V左右時，LO對地電壓在-5V左右，當(dāng)兩個前置器碰觸，就會互相影響，導(dǎo)致反饋電壓變化。

處理方法：將發(fā)生碰觸的前置器重新固定，并且保證所有前置器之間相互絕緣。

（2）河北某電廠瓦振信號總是出現(xiàn)不規(guī)則波動，所用探頭為CE680，CE680所用電纜EC318為雙芯帶屏蔽電纜，屏蔽在就地和傳送電纜的屏蔽對接，在機(jī)柜側(cè)接地，但是EC318又把屏蔽引出來接在航空插頭處，當(dāng)航空插頭與探頭連接后，屏蔽相當(dāng)于在機(jī)組側(cè)又接地，形成雙點接地，導(dǎo)致信號波動。

原因分析：雙點接地會形成環(huán)流，避免熱控信號雙點接地。

處理方法：將屏蔽在航空插頭處解開，用絕緣膠帶包好，使屏蔽只在機(jī)柜側(cè)接地，信號恢復(fù)正常。

（3）上海某電廠由于7瓦2個瓦振探頭和1個軸振探頭同時出現(xiàn)NOT OK，觸發(fā)振動保護(hù)動作導(dǎo)致機(jī)組跳閘。

分析分析：7瓦在發(fā)電機(jī)端，探頭絕緣以及電纜屏蔽存在問題，容易受到強(qiáng)電磁干擾導(dǎo)致。

（4）江蘇某電廠CA202探頭誤發(fā)NOT OK信號，觸發(fā)振動保護(hù)動作導(dǎo)致機(jī)組跳閘。

原因分析：檢查發(fā)現(xiàn)2個原因，原因一：和上述2.2.3事件原因一樣。

原因二：CA202電流模式在框架端只需接PS和Hi兩個端子，LO端不接線。檢查發(fā)現(xiàn)卡件端子接線連接到了柜內(nèi)端子排上，雖然這根線只有1米的距離，通過試驗這根線起到類似天線的作用，可以將電纜的屏蔽層的干擾信號導(dǎo)入，當(dāng)感應(yīng)電壓達(dá)到20V以上時，則會導(dǎo)致信號質(zhì)量判斷出現(xiàn)NOT OK，而模擬量幾乎不變。

處理方法：在發(fā)電機(jī)端探頭安裝采取絕緣浮空處理，檢查電纜屏蔽接地確保單點接地，另外取消這根不用的信號接線。

2.3 發(fā)電機(jī)碳刷接地不良，導(dǎo)致周期性放電，使軸振信號周期性跳變

河北某電廠軸振信號出現(xiàn)周期性的跳變，每次都是大的尖脈沖，然后又恢復(fù)正常，檢查探頭、前置器和傳送電纜均未發(fā)現(xiàn)問題，選擇2個測點更換探頭、前置器和傳送電纜，現(xiàn)象還是存在。最后懷疑碳刷接地不好，周期性放電。重新安裝碳刷接地線，現(xiàn)象消失。

2.4 CA202振動傳感器特性導(dǎo)致

河南某電廠反映CA202只要一碰線信號就會大幅度跳變，嚴(yán)重時通道還會顯示NOT OK，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)CA202電纜較長，都盤在接線盒里，而且沒有固定，檢修其它信號時，只要碰到CA202電纜，信號就跳變。我們要求CA202電纜每隔200mm左右進(jìn)行一次固定，把剩余電纜盤成半徑大于100mm的圈固定在接線盒外面，避免觸碰。

原因分析：CA202探頭反饋的是電荷信號。電纜起到電容的作用，當(dāng)電纜彎曲半徑較小，電容就發(fā)生改變。如果碰到電纜，彎曲半徑變化時，電容變化，從而導(dǎo)致信號跳變。

“’互動性’存在于口語交際的各個環(huán)節(jié)和話語理解的各個層面”，是指參與語言交流的雙方在口語交際中形成聽和說的交互作用。

2.5 測量回路接線及卡件邏輯組態(tài)錯誤導(dǎo)致測量異常

測量回路接線錯誤主要包括信號線接反，信號混接、柜內(nèi)部短接線錯誤、卡件跳線錯誤等；卡件邏輯組態(tài)錯誤主要是探頭型號設(shè)置錯誤、信號類型錯誤、通道組態(tài)錯誤等。此類問題大多發(fā)生在安裝調(diào)試期間，由于篇幅原因，不再贅述。

圖2 機(jī)柜接地方式

后期多個電廠出現(xiàn)7#、8#瓦發(fā)生干擾，VM600廠家建議在探頭安裝時增加電木絕緣板，將探頭改為圖2接線方式。

4.2 模擬前置器輸入端測量回路故障：（圖中灰線表示5A“PGA”信號，藍(lán)線表示5A質(zhì)量判斷，紅線表示DEH系統(tǒng)5A絕對振動模擬量）。

（1）5A絕對振動前置器輸入端“+”端“-”端斷線模擬，如圖3、圖4、圖5所示。

3 VM600系統(tǒng)在寧海電廠二期的應(yīng)用

寧海電廠二期在安裝調(diào)試期間以及生產(chǎn)運(yùn)行中，借鑒了VM600系統(tǒng)在應(yīng)用中存在問題的解決方法，不斷完善。同時寧海電廠一些好的經(jīng)驗做法，也可以給同型機(jī)組的兄弟單位借鑒。

（1）瓦振探頭由于是多芯線未作處理直接接到多子上，發(fā)生過虛接和斷線情況，后將多芯線加冷壓端子接牢。

（2）設(shè)計中軸振信號至電子間電纜采用對屏蔽電纜（X、Y向振動信號走同一根對屏蔽電纜），根據(jù)玉環(huán)電廠6、7、8瓦軸振信號發(fā)生過干擾現(xiàn)象，將所有振動信號電纜重新敷設(shè)為單獨屏蔽電纜，并且確保所有信號屏蔽單點接地。

（3）調(diào)試過程中信號存在接線錯誤，左右側(cè)接錯等，在校線過程中及時發(fā)現(xiàn)及時改正，所以現(xiàn)場校線、信號傳遞工作尤為重要。

（4）就地接線盒空間狹小的問題利用機(jī)組檢修進(jìn)行了改造，將多余長的延伸電纜盤在盒子外面并且在探頭、接線盒處掛有“禁止敲打”、“禁止觸碰”的警示牌。

（5）利用機(jī)組檢修機(jī)會，拆除卡件LO端與柜內(nèi)端子排連接的那根不足1米的接線。

（6）機(jī)組調(diào)試期間，發(fā)現(xiàn)振動探頭與前置器斷開，VM600系統(tǒng)“NOT OK”不會發(fā)出報警。德國工程師到現(xiàn)場通過試驗發(fā)現(xiàn)“PGA”報警優(yōu)于“NOT OK”報警，但是“PGA”過于靈敏，容易受到干擾。經(jīng)過談?wù)?，瓦振振動探頭報警選擇了PGA報警，并用于邏輯保護(hù)條件中，投產(chǎn)至今未發(fā)生任何異常。

4 VM600系統(tǒng)功能測試

2012年4月利用寧海6號機(jī)組檢修機(jī)會，與浙江電科院一同對VM600系統(tǒng)功能進(jìn)行測試。其中一項測試內(nèi)容是針對CA202前置器接地方式不同，進(jìn)行斷線、接地、加電壓等模擬現(xiàn)場可能出現(xiàn)的異常，進(jìn)行測試和評價。

4.1 CA202前置器安裝方式如圖1所示。

圖3 就地接地，前置器輸入端“+”、“-”端解線/接線

圖4 機(jī)柜接地，前置器輸入端“+”、“-”端解線/接線

圖1 就地接地方式

（2）前置器輸入端“+”端“-”端接地干擾，如圖6、圖7、圖8所示。

圖6 就地接地，前置器輸入端“+”、“-”端接地

圖9 就地接地，前置器輸出端“PS”端“HI”端解線

圖10 機(jī)柜接地，前置器輸出端“PS”端“HI”端解線

圖11 就地與機(jī)柜浮空，前置器輸出端“PS”端“HI”端解線

圖7 機(jī)柜接地，前置器輸入端“+”、“-”端接地

圖8 就地與機(jī)柜均浮空，前置器輸入端“+”、“-”端接地

小結(jié)：從試驗曲線看無論何種接地方式，在前置器輸入側(cè)模擬測量回路故障時，PGA信號每次都出現(xiàn)且不保持，而質(zhì)量判斷信號并不是每次都出現(xiàn)，模擬量值基本上是變壞值后又恢復(fù)正常。

4.3 模擬前置器輸出端測量回路故障：（圖中灰線表示5APGA，藍(lán)線表示5A質(zhì)量判斷，紅線表示DEH系統(tǒng)中5A絕對振動模擬量）。

（1）前置器輸出端“PS”端、“HI”端解線，如圖9、圖10、圖11所示。

（2）前置器輸出“LOW“端對地加電壓干擾，如圖12、圖13、圖14所示。

圖12 就地接地，前置器輸出端“LOW”端加9V電壓

小結(jié)：從試驗曲線看無論何種接地方式，在前置器輸出“PS”“HI”端解線與恢復(fù)的瞬間PGA信號每次出現(xiàn)且不保持，而質(zhì)量判斷信號并不是每次都出現(xiàn)，模擬量值基本上是變壞值后又恢復(fù)正常，而此時在TSI系統(tǒng)監(jiān)視軟件中觀察到，在前置器輸出端“PS”“HI”端解線后，TSI信號一直處于壞質(zhì)量狀態(tài)，也就是說如果前置器之后的測量回路出現(xiàn)故障后，DEH顯示的信號是虛假信號。

圖13 機(jī)柜接地，前置器輸出端“LOW”端加9V電壓

圖14 就地與機(jī)柜浮空，前置器輸出端“LOW”端加9V電壓

4.4 試驗結(jié)論

（1）#6機(jī)組TSI系統(tǒng)沒有選用OK信號而是選用PGA信號來判斷通道是否正常，無論是前置器之前還是前置器之后的測量回路故障或受到干擾的瞬間，PGA一定會出現(xiàn)而且不保持；

（2）當(dāng)前置器之前的測量回路出現(xiàn)故障時OK信號不會出現(xiàn)，前置器之后的測量回路故障時OK出現(xiàn)并保持；

（3）當(dāng)測量回路故障或受到干擾的瞬間模擬量質(zhì)量判斷的出現(xiàn)并沒有必然性，有時并不出現(xiàn)；

（4）DEH系統(tǒng)模擬量顯示值在前置器之后的測量回路出現(xiàn)故障后，DEH顯示的信號是虛假信號。

5 結(jié)語

本文闡述了VM600系統(tǒng)在火電廠安裝、調(diào)試和在使用過程中存在的問題及解決辦法以及在寧海電廠1000MW機(jī)組應(yīng)用中，對VM600系統(tǒng)存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，并且通過浙江電科院進(jìn)行試驗，希望給同類型機(jī)組或是設(shè)備相同的電廠提供借鑒和經(jīng)驗。

[1]王蕙,丁俊宏. 寧海B電廠#6機(jī)組TSI系統(tǒng)功能及抗干擾性能檢查測試報告[R].