TSI系统可靠性研究

TSI系统可靠性研究

王佰越邵戊辰焦玉明

（国电内蒙古东胜热电有限公司017000）

摘要：本文先从四个方面分析了TSI系统运行的主要问题及原因，然后阐述了提高TSI系统可靠性的两点建议。

关键词：TSI系统可靠性；建议；连接线路；维护工作

1TSI系统运行的主要问题及原因

1.1振动保护误动的概率大

振动保护大多采用单点绝对振动信号来作为动作的触发信号。因为轴的相对振动是一个位移量，所以假设轴承的绝对振动用速度来表示，把轴承的绝对振动经过一次积分转换成所需要的位移信号，一般在积分过程中速度信号会被和频率有关的增益所放大。在速度信号中所有低频成分在积分成位移量后都会有较大的幅值，而且如果速度信号瞬间受到低频干扰积分出一个比较大的值，即使轴的相对振动没有发生任何变化，最终复合出的值也会是比较大的。目前由于绝对振动信号瞬间突变而导致的保护动作情况屡次发生，当轴振动信号突变的时候会触发振动保护动作从而导致汽机跳闸。这个时候我们可以查阅系统的历史曲线，如果轴的绝对振动信号最高已经到达满量程，超过保护动作设定值持续时间，而且同一轴的相对振动并没有发生突变的时候，我们就要进行全面的检查。在信号突变的那段时间里运行人员没有操作，汽机平台上也无工作人员，而且该测量系统的电缆屏蔽和TSI机柜的接地也基本符合要求的情况下，排除设备启停产生的干扰或者是接线与屏蔽接地不良而导致信号突变的可能性。此外，保护未动作的原因可能是是装置的输出通道出现故障，修复过之后组态也没有能及时更改，导致接线和组态不符，保护信号实际不能得到输出。

1.2内部软件设置和维护不当

继电器的报警复位等参数可以在软件中进行设置，可是如果设置或者说是检修维护不当，都极有可能会导致保护误动。保护的逻辑设计为轴承的X向相对振动高报警信号以及Y向绝对振动跳机信号。依据这种保护逻辑，假如说只有轴承X向相对振动通道故障超过满量程是不可能会引起保护动作的，除非Y向绝对振动通道故障也超过满量程。当进一步检查系统软件发现软件中将危险报警继电器的复位设置为“闭锁”的时候，危险报警继电器的复位在危险报警值消失后需要运行人员手动复位，也就是说轴承Y向绝对振动超过跳机值，继电器输出通道也需要及时进行人工复位。在轴承X向相对振动通道故障的情况下，满足了轴承振动跳机的条件，就会引发保护动作。此外，延伸电缆和前置器的接头松动或者说是受污染延伸电缆和前置器等随着时间的推移，也会致使本来紧固的接头与接线，可能会由于气候和氧化等因素从而引起松动造成接触不良，使得信号发生波动的现象，那么当异常原因为探头延伸电缆和前置器的接头松动的时候，只要拧紧后信号就可以恢复正常。在TSI系统中，探头与对应的延伸电缆的前置器，这三者是一个测量整体，当然也会有相应的阻抗与特性曲线。一旦测量系统的阻抗与特性曲线发生变化的话，就会引起信号异常。而当探头延伸电缆和前置器的接头松动或者说是出现杂质或者是油污的时候，也将造成测量系统的阻抗不匹配，从而改变系统的特性致使信号发生波动。

1.3周围环境的影响

TSI系统的一次元件采用的是涡流探头与速度探头。涡流探头中有一个线圈，前置器中高频振荡电流就会通过延伸电缆流入这个线圈从而产生一个轴向磁场，当被测金属体靠近这个磁场的时候就会切割磁力线而产生电涡流，这个电涡流的强弱会随着探头和被测体表面之间间距的变化而变化，而且会送至前置器检波被放大，从而转化成随机械位移间隙变化的电压信号。在有外部磁场影响这个线圈所产生的磁场的情况下，电涡流的强弱就不能够正确地反映探头和被测物间的间距，就会引起测量显示异常。当轴承处有漏雨现象的时候就会用塑料布覆盖并用磁铁进行固定，因为受到外部磁场的影响，就会使得振动变大。在振动信号故障的情况下，如果更换就地瓦振探头也无法解决的时候，可能是因为安装振动探头的支架带着一定的交流电，瓦轴承接地电刷接触不好，就会导致固定在轴承座上的支架也带电，那么在探头受到强信号干扰的情况下就会导致信号失真。除了外部磁场对探头的影响之外，测量回路电缆老化也是另外一个不容被忽视的问题。当轴承振动不定期出现测量值波动的现象，检查就地接线、前置器、探头以及TSI柜卡件都没有发现异常，而且在更换卡件与前置器之后，这一现象仍依然存在的时候，可能是因为测量回路就地环境温度较高而导致的线路老化，这个时候只要将测量线路远离高温区后，就可以恢复信号正常。

1.4接地方式不正确

一般TSI系统都会有严格的接地要求，不正确的接地方式会直接影响系统的抗干扰能力。当振动信号值一直跳变，最高甚至于超过了振动保护值，而且检查测量回路没有发现问题的时候，可以检查就地机柜的接地，如果机柜的接地虚焊，就可以重新焊接机柜接地扁铁，这个时候信号跳变现象就会消而恢复正常。当振动突然发生跳变而导致跳闸，原因可能是机柜附近有电焊机工作，由于电焊机接地点离机柜比较近，在焊接的时候会导致机柜附近接地线上有电势差产生，在屏蔽层产生环流而窜入信号电缆就会引起模拟量波动。假如说延伸电缆的屏蔽层在安装敷设的时候没能做好防护，电缆屏蔽层就会因为振动等原因在运行过程中磨损，从而导致两点或者是多点接地，而且连接电缆屏蔽层没有接地的话，也可能会引起信号跳变。

2提高TSI系统可靠性的建议

当今TSI系统基本上采用双电源供电，但还会有少数采用单电源供电，或者说是虽然采用了双路电源可是电源模块仍然为单个。单电源供电对系统可靠运行来说始终是个安全隐患，所以当保护电源采用厂用直流电源的时候，应该具有确保查找接地故障的时候不能造成保护误动的措施。

2.1提高连接线路的可靠性

连接线路问题始终是影响TSI系统运行可靠性的一个重要原因。为了能够有效减少TSI系统的异常，要保证在安装或者是检修过后，要有一定的可靠措施来确保延伸电缆的固定和走向不会损伤电缆，而且信号要远离强磁场与高温区，安装前置放大器的金属盒应该选择在振动较小并且要便于检修的位置，此外盒体还要可靠接地。前置放大器还应该安装在金属盒中，接口与接线应该紧固，屏蔽线原则上要在机柜侧接地，而且尽量在靠近框架的地方剖开屏蔽层，露出屏蔽层的接线要尽可能短。当与其他系统连接时，应该保证接地情况清晰而且要保证单点接地。

2.2加强对TSI系统运行的维护工作

为了保证TSI系统的安全可靠运行，合理的逻辑以及可靠的回路环境是基础，进行及时的检修与维护是保证。所以需要加强对TSI系统部件、装置、电缆的及时检修、维护与管理工作。当TSI的涡流探头系统校验的时候，应该要保证探头、延长电缆与前置器成套进行，而且校验周期要随着检修进行，振动探头校验周期应该保证每两年一次。振动信号应该定期检查历史曲线，如果有信号跳跃，应该引起高度重视，并且还要进行及时检查与处理。此外，联锁试验的时候要对每个轴振保护进行确认，对于那些既有硬逻辑又有软逻辑的保护系统，在联锁试验单上要特别进行注明，并且要分别进行试验，运行中一旦出现TSI信号异变，就应该立即通知热工人员，检查原因并且要保存异常现象曲线，注明相关参数后还要进行归档，做好对TSI系统运行的维护工作。

3结语

TSI系统在运行过程中可能会引起测量显示异常甚至还会导致保护系统误动，本文分析了造成这样的问题的主要原因，包括振动保护误动的概率大、内部软件设置和维护不当、周围环境的影响以及接地方式不正确。另外，还提出了提高TSI系统可靠性的两点建议即提高连接线路的可靠性以及加强对TSI系统运行的维护工作。

参考文献：

[1]丁彪.TSI系统故障原因分析与优化措施[J].河南电力，2016（05）：21-22.

[2]张久洲.1000MW机组TSI系统可靠性存在问题的分析及处理[J].现代制造技术与装备，2016（05）：71-73.