TSI保护误动跳闸原因分析及处理建议

柳欣

【摘要】汽轮机本体监测保护系统（以下简称TSI系统）是火电机组最重要的保护系统之一，设备误动跳闸的原因可能是多方面引起的，想要避免设备误动还应立足于原因查找，进而制定出行之有效的解决办法确保机组正常安全运行。由于自动化设备结构繁琐、涉及组态逻辑较多还需要检修人员多分析总结，才能提高机组安全运行水平。

【关键词】TSI系统；故障分析；维护；技术措施

TSI系统保护误动原因分析

1.1接线不规范，干扰信号串入测量回路

不规范接线没有引起足够的重视，使得新机组或改造机组在今后的安全运行留下了许多不稳定的因素。因为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。因此通过可靠的接地和正确的电缆防护措施来抑制干扰，是提高TSI系统运行可靠性的有效办法之一，本应引起足够的重视，然而在统计中，却发现TSI系统不少异常情况，都与接地与电缆防护有一定的关联。例如备用芯没有包扎好碰到缸体外壳，等同两端接地，串入干扰信号。

1.2卡件的软件组态设置不合理

近年来部分电厂对原TSI系统进行改造升级，改造升级为智能型测量装置后，由于卡件内部组态设置不合理及日常检修维护不及时，导致保护系统误动。如某机组TSI系统改造升级为本特利3500系列后，对轴承振动的保护逻辑进行完善将本轴承的保护信号和前或后轴承的报警信号组成与逻辑，但报警信号在组态设置了自保持功能，机组运行中报警信号一旦发出后如复位不及时，保护逻辑又变成了单点保护，同样还是发生了一次保护误动。

1.3TSI系统电源装置故障

这类故障主要是系统外部原因较多，TSI系统的电源卡件极少出现故障，出现较多的是系统电源卡件分配布置不合理或只设计单路电源供电，部分机组虽然设计了两路电源但电源切换时间达不到TSI系统的要求，这些都可能使系统因失电而失去监视及保护的功能，对机组的安全运行始终是一个隐患。

1.4延伸电缆至前置器的接头松动、油污染

延伸电缆接头和前置器及机柜的接线，因安装检修时紧固程度不够，或随着运行时间的推移及气候、氧化等因素的影响，原先坚固的接头会出现松动而造成接触不良，使信号波动。

对TSI系统来说，一个探头对应一根延伸电缆和一个前置器，三者是一个测量整体，有相应的阻特性曲线。一旦测量系统的阻抗和特性曲线发生变化，会引起信号异常。如某机组运行过程中，出现5Y振动示值波动大，检查发现延伸电缆和前置器的接头中有杂质，将杂质清理干净后，信号恢复正常。分析其原因，是接头中的杂质或油污，造成测量系统阻抗不匹配，改变了该测量系统的特性而引起信号波动。

1.5传感器周围环境影响，导致信号异常

由于TSI系统一次元件主要是电涡流探头，其测量原理是前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当有外部磁场影响该线圈产生的磁场时，电涡流的大小就不能正确反映探头与被测物间的间距，引起测量显示异常。这类故障较隐蔽，不容易检查发现也较难判断信号的真伪。

1.6传感器安装调试不当

正确地完成TSI系统的现场安装和调试，是保障TSI系统准确测量、正确动作的先决条件。由于安装环节上出错，对测量结果产生了直接影响。

2、实例分析

笔者以某电力企业TSI热控保护误动跳闸问题为例，对其出现的原因与解决方法进行分析。

事发前状态，负荷243WM，A、B、D、E磨煤机运行，主汽压力14.25MPa,主汽温度539℃，再热蒸汽温度525℃。监盘人员发现汽动给水泵因1X振动大保护误动跳闸。立即投入功率回路，以100MW/min速度快速减负荷至20MW，最小减至4MW。经热工人员检查，并对1号机组汽动给水泵1X、1Y测点探头、延伸电缆及前置器进行校验，检验结果合格，无异常。对现场汽动给水泵振动测点回装定位后，对TSI系统42卡件（控制1X、1Y、2X、2Y探头）更换，同时进行逻辑组态下装、调试后设备运行正常。

根据上述结果以及现场实际工况分析，造成此次事故的原因有一下两点，第一，TSI组态逻辑中振动保护采用NORMALAND逻辑(即不剔除NOTOK测点)，TSI系统卡件由2013年投入运行至今，已超过卡件安全稳定运行期（厂家给出的稳定期为3年），初步判断卡件电磁兼容（EMC）稳定性减弱，1号机组汽动给水泵1Y振动达到报警值100um，同时1X测点变为坏点，达到TSI系统逻辑跳闸条件，是导致此次汽动给水泵跳闸直接原因。

3TSI系统维护的若干技术措施

3.1在机组容量的不断增大的同时，对各保护系统的可靠性也提出了更高的要求，否则机组一旦出现保护拒动或误动都将使企业蒙受巨大经济损失，为了确保机组安全可靠的运行，结合上述的故障原因，从设计、安装调试及日常运行维护管理方法等各方面来完善提高TSI系统的运行可靠性。

3.2规范现场探头的安装及调试

探头的安装位置要合理（根据厂家的技术要求安装），测量位移类的传感器如轴向位移及高、低压缸胀差等，在现场安装条件允许下尽可能采用高精度活动的刚性拖板来固定探头，特别是现有本特利3500系统都有智能线性化补偿功能，通过高精度的拖板进行校验可以将轴向位测量误差控制在±1％范围内，胀差测量误差控制在±2％范围内，使测量装置系统准确性大大的提高。

3.3保护逻辑合理完善

1）建议保护动作输出的跳机信号，采用常开且二路输出信号（继电器励磁跳机），常闭接点容易误动。TSI系统的报警信号建议尽量采用硬光字牌报警。

2）合理使用卡件报警及危险信号的自保持功能，防止自保持信号复位不及时引起的保护误动，特别是不同测点间保护信号串联使用时应考虑该因素。

3.4TSI各监测回路要定期检查及试验

1）利用机组停机备用或大小修的机会对现场的所有传感器的螺丝螺母进行检查紧固，紧固前置器与信号电缆的接线端子，检查各轴承箱内的出线孔是否有渗油，并记录各TSI测点的间隙电压，作为日后的数据分析。

2）机组在B、C类检修后要利用转速校验台在现场模拟超速信号，检验超速保护三选二的逻辑、定值及输出接点是否准确可靠。

3）根据TSI系统各回路的动作条件及逻辑组合进行联锁试验，试验信号应尽可能在现场模拟发送。

4）由于TSI系统在电厂运行的环境是一个强电磁场环境，来自系统内部的异常和外部环境因素产生的电导偶合、电磁辐射等干扰，使高频信号较容易串入轴振及轴承振动的测量回路，引起测量信号波动，建议定期检查运行机组的轴振及轴承振动的历史曲线，查看信号是否有波动，如测量信号有异常应即时采取措施处理。

4结束语

正确规范地做好汽轮机本体监测系统的维护工作，减少TSI系统重复故障的发生，对机组避免不必要的误跳机和非计划停运都起到很好的预防效果，保证了机组安全稳定运行。

参考文献：

[1]杨育红,刘金魁.大型火电厂热工自动化水平的探讨[J].华东电力.2010(4):90-91.

[2]万俊松，熊志军，王进富.我国火力发电厂自动化技术的发展以及前景展望[J].动力工程.2014(6):23-24.

[3]四川省电力公司.汽轮机调节及保护系统[J].电力出版社.2003-06-01.