小机轴位移保护拒动故障分析

小机轴位移保护拒动故障分析

罗常中

(山西大唐国际云冈热电有限责任公司山西省大同市037039)

摘要：介绍了某电厂小机轴向位移保护测量装置的情况，对发现的问题进行分析探讨，并针对问题采取了必要的措施和改造。

关键词：轴向位移TSI拒动误动

一、概述

某电厂小机轴向位移采用德国飞利普PR6423+con010探头及监视器MMS6210共同完成监测与保护功能的。其中PR6423探头的测量范围对应前置放大器的输出为-4V~-12V~-20V，保护采用三取二逻辑实现。

MMS6210是双通道位移/胀差测量模块，功能原理如下：

1.信号输入

a．MMS6210有两路独立的涡流传感器信号输入，传感器信号可以在模块前面板上SMB接口处测到。

b．模块有两路电压输入。

c．模块还备有键相信号输入（必须大于13V），该信号是速度控制方式所必需的。

2.信号输出

a.特征值输出

模块有两路代表特征值的电流输出，可设定为0…20mA或4…20mA；模块有两路代表特征值的0…10V电压输出。

b.模块提供两路0…10Vdc电压输出。该输出与传感器和被测面的距离成正比。

3.限值监测

a.报警值

在双通道独立测量的模式下，每个通道可以单独设置两组报警值和危险值。对双通道联合使用的模式后面有具体说明。为避免测量值在限值附近的变化反复触发报警，可设置报警滞后值，在满量程的1…20%之间选择。

b.限值倍增器及倍增系数X

在特殊情况如过临界转速时，为避免不必要的报警或跳机，可在软件中激活限值倍增器功能，并设置倍增系数X（1.00~5.00）。使用此功能时，d18应为低电平。倍增系数X同时影响报警值和危险值。

c.报警输出

模块给出四个报警输出：

通道1：危险D1-C，D1-E（d26，d28），报警A1-C，A1-E（b26，b28）

通道2：危险D2-C，D2-E（d30，d32），报警A2-C，A2-E（b30，b32）

不管报警是向上或向下触发，都会给出报警输出。

d.报警保持功能

使用此功能，报警状态将被保持。只有通过软件中复位命令（Resetlatchchannel1/2）才能在报警条件消失后取消报警。

e.报警输出方式

使用SC-A（报警d24）和SC-D（危险z24）时可以选择报警输出方式：

当SC-为断路或为高电位（+24V）时，报警输出为常开。

当SC-为低电位（0V）时，报警继电器为常闭。

为避免掉电引起报警，便于带电插拔，建议选用报警输出为常开。

f.禁止报警。在下述情况，报警输出将被禁止：

模块故障（供电或软件故障）。

通电后的延时期，断电和设置后的78秒延时期。

模块温度超过危险值。

启动外部报警禁止，ES（z22）置于0V。

在限值抑制功能激活时，输入电平低于量程下限0.5V或高于量程上限0.5V。

4.状态监测

模块不间断地检查测量回路，在发现故障时给予指示，并在必要时闭锁报警输出。

状态指示有三种途径：

通过前面板“通道正常”指示灯；

通过“通道正常”输出1/2；

通过计算机及组态软件在Devicestatus显示。

a.通道监测

模块检查输入信号的直流电压值。当输入信号超过设定上限0.5V或低于设定下限0.5V时，给出通道错误指示（传感器短路或断路）。

b.通道正常指示

通道正常时，指示灯为绿色。

指示灯变化如下：

指示灯熄灭（off）……故障

慢速闪烁（FS）0.8Hz……通道状态

快速闪烁（FQ）1.6Hz……模块状态

在通电后，

正常启动期……两个指示灯同步闪烁15秒。

模块未组态……两个指示灯交替闪烁。

模块未标定*……所有指示灯交替闪烁。*此种现象出现时，应送工厂处理。

c.“通道正常”输出

模块有两路“通道正常”输出：

通道1：C1-C,C1-E(z26,z28)；通道2：C2-C,C2-E(z30,z32)

其工作方式为常闭。

如果要把几个通道正常输出串联起来，应考虑在每个输出上会产生最大1.5V的电压降。所以使用REL020时，只能串联4个输出；使用REL010时可以串联8个输出；而REL054可以串联12个输出。

5.组态软件MMS6910：对轴向位移等参数的监视、修改，上装下载组态。

二、轴位移故障过程

1、事件经过：

某日，小机轴向位移达到动作值保护拒动，造成推力瓦烧毁。调用小机轴向位移历史曲线，发现小机在12：07：45时三个轴向位移的值分别为0.4738mm、0.4355mm和0.3998mm，在12：07：46时三个轴向位移值分别为0.9973mm、0.9931mmt和0.9798mm，而此时TSI卡件上三个轴向位移已经超量程坏点，但保护拒动。

2、原因分析：

小机PR6423探头的测量范围-1mm∽+1mm，对应前置放大器的输出为-4V~-20V,小机轴向位移报警值为±0.7mm，保护值为±0.9mm，保护采用三取二逻辑实现。在TSI的三取二保护逻辑设计方面，因TSI组态软件MMS6910_V2不支持软逻辑三取二编程，只能用继电器输出硬接线搭接实现轴向位移保护的三取二。检查过程如下：

（1）、小机轴向位移保护投入确认，检查每套保护三个继电器供电电源正常，输出接线无松动现象。

（2）、小机轴向位移保护定值确认。联接MMS6210，检查组态，报警值为±0.7mm，保护值为±0.9mm。

（3）、小机轴向位移保护为何拒动。经检查MMS6210在下列情况下，开关量输出将被禁止：

①模块故障；

②通电后的延时期，断电和设置后的7~8秒延时期；

③模块温度超过危险值；

④启动外部报警禁止；

⑤在限值抑制功能激活时，输入电平低于量程下限0.5V或高于量程下限0.5V。

调用小机轴向位移历史曲线，发现小机在某日12：07：45时三个轴向位移的值分别为0.4738mm、0.4355mm和0.3998mm，在12：07：46时三个轴向位移值分别为0.9973mm、0.9931mmt和0.9798mm，而此时TSI卡件上三个轴向位移已经超量程坏点，报警被禁止输出。小机轴向位移在12:08:15时已经有上升趋势，在12:08:16时的一秒时间内迅速大致超量程坏点，之后轴向位移没有返回，一直处于坏点状态。此时，轴向位移测量值超出量程，且符合报警被禁止输出条件⑤，故保护被禁止输出。

为验证，进行试验如下：用信号发生器从轴向位移的正常值-12V（0mm），模拟超出下限0.5V，突然增至-3.6V和-3.4V，发现突然增至-3.6V时保护-0.9mm迅速发出，通道正常灯亮；而突然增至-3.4V保护被禁止，并且通道正常灯灭。对#41、#42小机轴向位移6个通道做相同试验，结果均一致。

3、暴露出的问题

（1）飞利浦TSI轴向位移监测保护测量系统，在危急情况下，保护信号不能动作而是被禁止；

在基本参数菜单（Basis）中包含多个选项：

报警倍增功能（Limitincreaseon）的默认选项为不激活，建议不要改变。

报警倍增系数（Limitmultipliervalue）的默认值为1.2。

报警抑制功能（Limitsuppressionon），激活此项功能后如果模块出现通道故障，该通道的报警输出将被抑制。

而实际情况是如果按手册如上所说的激活报警抑制功能（Limitsuppressionon），当轴向位移测量值突然变化超量程时，系统会判断为通道故障，从而报警输出被抑制，保护拒动。

（2）、对轴向位移保护测量系统，特别是MMS6210监视器的细节功能掌握不全、不细、不精；

（3）、小机轴位移设计量程小，没留有裕量，造成轴位移超量程判断为坏值，保护输出被屏蔽。可以改用大量程的探头，市轴位移不会超量程，或屏蔽掉报警抑制功能。

三、解决措施

1、针对飞利普TSI轴向位移监测保护测量系统和实际情况，将组态参数报警抑制功能（Limitsuppressionon）屏蔽掉（不打对钩）并将组态下装；

2、加装MMS6210模块卡件，将三个轴向位移输入分别引到三个MMS6210模块卡件。使轴向位移的保护符合独立性原则。

四、结束语

在处理此次小汽机轴向位移保护拒动中，发现虽然TSI系统中报警抑制功能可以屏蔽测点突然坏点造成保护误动；但由于现场小机轴的实际位移量大于了探头测量范围，造成软件误判断为测点故障，保护拒动。所以为了提高热工保护的可靠性，不仅需要从热工方面分析，还要考虑机务等现场实际情况。

参考文献:

[1]MMS6000操作手册