TSI讲习

2020/1/10目录1本特利、飞利浦、新川涡流探头、速度探头、加速度探头汇总2涡流探头使用范围、校验注意事项、安装注意事项、故障判断方法3速度探头使用范围、校验注意事项、安装注意事项、故障判断方法4卡件的校验方法及注意事项5TSI系统的常见故障6校验仪器性能的了解与保护7应用标准的探讨2020/1/101本特利、飞利浦、新川涡流探头、速度探头、加速度探头汇总1.1电涡流传感器电涡流传感器，由三部分组成：探头、延长电缆、前置器。如本特利3300XL8mm、飞利浦PR6423。线性范围2mm，推荐间隙1.2mm，灵敏度7.87V/mm±6.5％。2020/1/101.2速度探头本特利速度探头9200系列，灵敏度20mV/mm/s±5%，工作频率范围15HZ～1000HZ，重量480克。飞利浦PR9266/30，灵敏度28.5mV/mm/s±5%，工作频率范围4HZ～1000HZ，重量400克。2020/1/101.3加速度探头本特利加速度探头典型是330500，灵敏度3.94mV/mm/s(100mV/in/s)±5%.工作频率范围4.5Hz～5kHz，重量142克。2020/1/102涡流探头使用范围、校验注意事项、安装注意事项、故障判断方法2.1涡流探头使用范围涡流探头可用于测量轴向位移、胀差、轴振、键相、偏心、转速、反转速等。根据涡流探头不同的使用方法，其校验方式及验收的标准会有所不同。轴向位移、胀差探头校验方法相同，只需使用涡流位移校验台静态校验，轴振、键相、偏心、转速、反转速除涡流位移校验台静态校验外，还需动态校验。2020/1/102.2涡流探头校验注意事项轴向位移探头校验时，可使用具有直径(1.2(零位)+1)*tan60=3.82mm感应盘的涡流位移校验台校验。感应盘直径的计算方法是：探头离感应盘的最大距离×tan60。胀差探头校验与轴向位移类似。2020/1/102.2涡流探头校验注意事项（续）轴振、偏心探头的静态校验轴向位移相同，在保证静态校验数据合格后，再作动态校验，一般情况下，静态数据不合格时，动态校验时的灵敏度误差会较大。动态校验包括两部分内容：灵敏度校验和频率响应校验。以下是动态校验示意图。2020/1/102.2涡流探头校验注意事项（续）键相、转速、反转速探头在静态校验完后，再使用标准转速校验台校验。这时校验的数据可能会出现矛盾，即静态校验数据不合格，而转速校验数据会合格，这种情况出现时，只要静态数据误差不大，转速测量又能满足现场的实际需要，这种探头可以参考使用。2020/1/102.3涡流探头安装注意事项涡流探头安装时，一般情况下是根据间隙电压来安装。为了慎重起见，还可以用塞尺测量间隙，确认间隙电压与间隙值基本对应（可参照静态校验数据）。因为在探头安装时，环境比较脏，又需要穿管，有时会污染到接头，致使接触不好。同时监测间隙电压与间隙值可以及时发现这种问题。2020/1/102.4涡流探头故障判断方法涡流探头的故障查找方法一般是：先观察外表及周围环境，用万用表实时观察电压信号，初步判断原因在探头端还是卡件端，再将怀疑对象拆下校验，还找不到具体原因，就只能更换新的。故障主要包括：2020/1/102.4.1涡流探头老化后，线性度或灵敏度会出现较大误差在静态校验完后，通过整理数据并图形化，能容易发现这种问题。如以下是胀差探头图形，粉红线是前置器调整前静态校验数据得出的曲线，线性度误差最大是23.4%，已不合格（允许±2%）；黑线是前置器调整后静态校验数据得出的曲线，线性度误差最大是－1.9%，合格（允许±2%）。如下图2020/1/102.4.1涡流探头老化后，线性度或灵敏度会出现较大误差（续）2020/1/102.4.2涡流探头自带电缆和延长电缆传输信号变差这种故障有时会很隐蔽，因为只有在动态的复杂的环境下才会暴露出来，在试验室静态和动态校验时，可能发现不了这类问题。如某个电厂的一个轴振探头，只要顶轴油泵开起来后，振动信号就异常，在更换探头及延长电缆后，信号正常。2020/1/102.4.3预制和延长电缆接头处被水渗进接头处渗进水会严重影响信号的准确性，这种故障一般在整个线路检查时容易发现，在野外安装且还倒立的探头，容易出现此故障。2020/1/103速度探头使用范围，校验原理、方法及注意事项，安装注意事项，故障判断方法3.1速度探头使用范围速度探头分为线圈速度探头和压电速度式探头，由于线圈速度探头比压电速度式灵敏度高，所以经常是线圈速度探头用于汽轮机、汽泵的瓦振，压电速度式探头用于风机的瓦振。线圈速度探头工作时不用卡件供电，压电速度式探头需要卡件提供24V电源，压电速度式探头有内置的对压电加速度有积分作用的固态电路。2020/1/103.2速度探头校验原理、方法及注意事项速度探头的校验方法比较复杂，利用物体的简谐振动的公式来推算出速度－振幅－频率关系、电压－振幅－频率关系。简谐振动物体的位移公式是：两边求导后得出速度公式：可以求出速度的均方根和振幅峰峰值之间的关系：Vmm:mm/sAp-p:振幅峰峰值(um)f：频率（Hz）2020/1/103.2速度探头校验原理、方法及注意事项（续）电压－振幅－频率的关系式：电压有效值（mV）＝a×Vmma:速度探头的灵敏度（mm/s）校验探头时，我们只需让振动台在正弦波信号的激励下作简谐振动，根据当前的电压有效值、频率、由标准探头测出的振幅峰峰值我们就可以：1）改变振幅峰峰值，得出测量量程内各点的灵敏度。2）改变频率值，得出各频率点探头的灵敏度。3）和卡件联校时，改变振幅峰峰值，得出卡件的示值与标准振幅值的差异。传感器输出电压：Urms=0.707×a×2A×πf×0.001=k×2A（mV）a为速度传感器灵敏度系数。2020/1/103.2速度探头校验原理、方法及注意事项（续）速度传感器表3频率f=60Hz2020/1/103.3速度探头安装注意事项线圈速度探头安装时，要注意探头安装的角度是多少，有垂直、水平、45度安装的区别；而压电速度探头可以任一方向安装。探头的电缆不要受力、更不能太紧，这样会影响探头本身的振动，致使测量不准。由于探头产生的是毫伏级的弱信号，信号线必须是屏蔽线。3.4速度探头故障判断方法速度探头故障查找方法：先观察外表及环境，用万用表实时观察交流毫伏信号，根据毫伏值、探头灵敏度、及当时汽轮机转速，可初步判断原因在探头端还是卡件端，再将怀疑对象拆下校验。还找不到具体原因，就只能更换新的。2020/1/104卡件的校验方法及注意事项4.1位移量卡件校验如轴向位移、胀差等，主要是用标准的电压源来校验，根据校验数据可以得出通道的灵敏度、线性度误差。线性度误差如下：式中：Ui：第i点输出电压USi：第i点理论电压值UN：理论输出电压量程按照《汽轮机安全监视装置技术条件》GB/T13399-92的规定，线性度误差1.5%，系统误差3%。2020/1/104.2轴振卡件的校验轴振卡件的校验主要是用标准的正弦波信号源来校验，轴振的示值只与正弦波的振幅有关，与频率无关，计算公式如下：Yum=2.828×A/a式中：Yum—卡件的示值(um)A—正弦波的有效值（mV）a—涡流探头的灵敏度（mV/um）2020/1/104.3瓦振卡件的校验瓦振卡件的校验也是用标准的正弦波信号源来校验，瓦振的示值不仅与正弦波的振幅有关，还与频率相关，计算公式如下：式中：Umv—正弦波信号的有效值(mV)Ap-p—振幅峰峰值(um)f—频率（Hz）2020/1/104.4偏心卡件的校验偏心卡件都是双通道的卡件，一路取键相信号，一路取偏心信号，偏心值是周期性计算，即两个键相之间最大的电压值对应的偏心值。实际校验时，一路加入与轴振信号一样的正弦信号，一路加入键相信号。2020/1/105TSI系统的故障举例分析5.1鲤鱼江TSI系统信号异常原因检查2005年5月25～27日，检查了TSI系统信号异常原因检查。现象：1）2号机组大修后，正常启动带负荷运行，在运行中轴振信号偶尔出现尖峰，有一次达到350um多并持续几秒中，致使机组跳闸，在更换前置器后，几天内那个通道再没有出现尖峰现象，但另外几个通道仍偶尔有小尖峰现象，由于电厂前置器备品有限，在27日回来前，新前置器已到长沙，准备更换。2）25日，6个瓦振信号同时上升6~13um，并保持10秒后恢复到原来值，但这段时间轴振信号无任何变化。分析：11)轴振异常的原因目前只能认为是由于前置器引起。但是，2号机组大修期间，TSI整个机柜送到湖南中试所校验，替换掉不合格产品后重新装回，为什么前置器会出现几个异常？2)瓦振信号同时异常又同时恢复正常，应该是由系统同一个干扰源引起。2020/1/105.1鲤鱼江TSI系统信号异常原因检查（续）总结：综合以上两点分析，只能在系统上查找原因，首先检查系统的接地电阻，发现机柜的交流地与厂交流地电阻达12欧姆，在更换接地方式后，降到3欧姆。由于机组在带负荷运行，并且故障现象是一两天出现一次，为了逐一找出原因并保证机组运行，我建议观察几天再分析。在接地得到改善后，经过长时间运行，再没有出现信号异常现象。2020/1/105.2福华得新建机组瓦振信号电缆品质原因引起信号不正常福华得新建机组瓦振通道校验时，在机柜内加信号，通道能正常显示，但在现场加同样信号时，信号异常，检查屏蔽接地良好。在更换电缆后，信号恢复正常。2020/1/105.3沙角C电厂送风机某个瓦振探头信号异常当时是探头振动值认为偏大，运行人员怀疑测量有问题。瓦振探头使用压电速度式探头330500，在现场用标准振动台校验探头，信号正常。用标准函数发生器校验卡件，也正常；通道联校，也正常。现场只有两点可以怀疑：1、探头引出的电缆可能有问题；2、探头引出电缆当时是悬挂状态，即探头要支撑2米多长的铠装信号线，风机运行时可能会由于铠装信号线摆动引起探头振动。为了排除以上的疑点，换上新探头、新电缆，同时把信号线固定好；并在现场校验。风机再次启动后，信号已恢复正常。象这种情况，如果信号还是偏大，应该说风机的振动值确实是偏大，热工人员应该相信自己的标准仪表，不要被其他因素误导。2020/1/106校验仪器性能的了解与保护TSI校验的仪器主要是正弦波信号发生器、功率放大器、振动台、标准探头、标准直流电压源、涡流位移校验台。这些仪表性能的了解及熟练掌握仪表的操作是TSI校验的基本条件。由于现场TSI校验周围环境复杂，所以校验时要特别小心，以免损坏设备，如现场取电源时，不要误把380电源当作220，摆放正弦波信号发生器、功率放大器、振动台时不要容易滑落。运输这些仪器时，一定要作好防震仪表剧烈振动措施、路面不平时要求司机放慢速度，特别是振动台、标准探头和函数发生器。2020/1/107应用标准的介绍及探讨TSI校验，经常参照的标准是国家技术监督局《汽轮机安全监视装置技术条件》GB/T13399-92的规定。本人认为“线性度应为5％”，应改为“精度应为5％”，与轴振动的标准应该类似。因为线性度为5％时，精度可能接近40％。因为线性度是在整个线性范围（0～2mm）考虑，“线性度应为5％”意味实际值与理论值偏差为100um，而偏心的量程仅200um，所以应该以“精度应为5％”比较合理。2020/1/107应用标准的介绍及探讨（续）“精度为5％”可以这样解释：根据珠海电厂1、2号机组基建期三菱公司的校验数据，在某一段2mm内灵敏度误差小于5％。2020/1/107应用标准的介绍及探讨（续）结论：平均灵敏度：7.913V/mm线性范围：0.2~2.2mm灵敏度误差最大：-3.9%2020/1/10TSI讨论会结束谢谢各位光临！！