VM600系統(tǒng)在寧海電廠二期的應(yīng)用

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

浙江國(guó)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(jì)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(jí)給水回?zé)岢槠⒛狡啓C(jī)，TSI系統(tǒng)采用瑞士Vibro Meter的VM600系列產(chǎn)品。5、6號(hào)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(shuō)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(cè)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(dòng)、鍵相、汽缸絕對(duì)膨脹等參數(shù)。

1.2 VM600系統(tǒng)簡(jiǎn)介

VM600系統(tǒng)較本特利3500和飛利浦epro 6000系統(tǒng)最大特點(diǎn)是只有一種4+2通道的信號(hào)采集卡件MPC4，該卡件可以實(shí)現(xiàn)TSI系統(tǒng)中的絕對(duì)振動(dòng)、相對(duì)振動(dòng)、復(fù)合振動(dòng)、軸向位移、脹差、偏心、汽缸絕對(duì)膨脹以及轉(zhuǎn)速和鍵相等參數(shù)監(jiān)測(cè)和保護(hù)，各通道測(cè)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(shí)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(hào)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(shí)際使用中由于信號(hào)接地、系統(tǒng)接地等問題引起的測(cè)量回路異常情況較多，包括前置器接地、延伸電纜接地、測(cè)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(cè)量回路接線錯(cuò)誤、卡件邏輯組態(tài)錯(cuò)誤等造成信號(hào)異常，這類情況在調(diào)試期間常見。下面就收集各電廠實(shí)際案例進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 測(cè)量回路接地導(dǎo)致信號(hào)異常

（1）山西某新建電廠，在首次汽機(jī)沖車時(shí)發(fā)現(xiàn)部分軸振信號(hào)存在鋸齒狀毛刺波動(dòng)且無(wú)規(guī)律，初步判定信號(hào)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(guò)長(zhǎng)，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(hào)恢復(fù)正常。

（2）遼寧某電廠在大修中將探頭延長(zhǎng)電纜更換為鎧裝的，大修后啟機(jī)啟動(dòng)，發(fā)現(xiàn)同一接線盒里的4個(gè)軸振信號(hào)波動(dòng)頻繁，且都是鋸齒狀毛刺，初步判定信號(hào)受到干擾。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，延長(zhǎng)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(zhǎng)電纜剩余較多盤在接線盒內(nèi)，當(dāng)接線盒蓋上之后延長(zhǎng)電纜就會(huì)碰到前置器，導(dǎo)致信號(hào)接地波動(dòng)。

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

（3）陜西某電廠首次啟動(dòng)之前，發(fā)現(xiàn)在就地使用對(duì)講機(jī)，軸振信號(hào)會(huì)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(zhǎng)電纜部分存在接地現(xiàn)象。

原因分析：探頭和延長(zhǎng)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(duì)講機(jī)干擾，信號(hào)正常。

小結(jié)：渦流探頭延長(zhǎng)電纜采用的同軸電纜，每個(gè)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(gè)回路里。接頭或前置器外殼接地，如果有干擾信號(hào)，就會(huì)直接影響框架LO端，對(duì)整個(gè)測(cè)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(cè)量回路絕緣、電纜屏蔽接地不良導(dǎo)致信號(hào)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(hào)顯示正常（OK信號(hào)電壓范圍為-1.6V～17.6V）。解除軸向位移保護(hù)后檢查，將這個(gè)探頭信號(hào)插到另一個(gè)軸位移前置器上，信號(hào)顯示正常。將前置器拆下接好線，信號(hào)恢復(fù)正常。檢查前置器絕緣情況，發(fā)現(xiàn)這個(gè)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(hào)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(shí)LO對(duì)地電壓也各不相同，當(dāng)振動(dòng)信號(hào)反饋為-10V左右時(shí)，LO對(duì)地電壓在-5V左右，當(dāng)兩個(gè)前置器碰觸，就會(huì)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(hào)總是出現(xiàn)不規(guī)則波動(dòng)，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(duì)接，在機(jī)柜側(cè)接地，但是EC318又把屏蔽引出來(lái)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(diǎn)接地，導(dǎo)致信號(hào)波動(dòng)。

原因分析：雙點(diǎn)接地會(huì)形成環(huán)流，避免熱控信號(hào)雙點(diǎn)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(hào)恢復(fù)正常。

（3）上海某電廠由于7瓦2個(gè)瓦振探頭和1個(gè)軸振探頭同時(shí)出現(xiàn)NOT OK，觸發(fā)振動(dòng)保護(hù)動(dòng)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(hào)，觸發(fā)振動(dòng)保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致機(jī)組跳閘。

原因分析：檢查發(fā)現(xiàn)2個(gè)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(gè)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(guò)試驗(yàn)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(hào)導(dǎo)入，當(dāng)感應(yīng)電壓達(dá)到20V以上時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致信號(hào)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(diǎn)接地，另外取消這根不用的信號(hào)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(hào)周期性跳變

河北某電廠軸振信號(hào)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(gè)測(cè)點(diǎn)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(dòng)傳感器特性導(dǎo)致

河南某電廠反映CA202只要一碰線信號(hào)就會(huì)大幅度跳變，嚴(yán)重時(shí)通道還會(huì)顯示NOT OK，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)CA202電纜較長(zhǎng)，都盤在接線盒里，而且沒有固定，檢修其它信號(hào)時(shí)，只要碰到CA202電纜，信號(hào)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(hào)。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(shí)，電容變化，從而導(dǎo)致信號(hào)跳變。

“’互動(dòng)性’存在于口語(yǔ)交際的各個(gè)環(huán)節(jié)和話語(yǔ)理解的各個(gè)層面”，是指參與語(yǔ)言交流的雙方在口語(yǔ)交際中形成聽和說(shuō)的交互作用。

2.5 測(cè)量回路接線及卡件邏輯組態(tài)錯(cuò)誤導(dǎo)致測(cè)量異常

測(cè)量回路接線錯(cuò)誤主要包括信號(hào)線接反，信號(hào)混接、柜內(nèi)部短接線錯(cuò)誤、卡件跳線錯(cuò)誤等；卡件邏輯組態(tài)錯(cuò)誤主要是探頭型號(hào)設(shè)置錯(cuò)誤、信號(hào)類型錯(cuò)誤、通道組態(tài)錯(cuò)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(gè)電廠出現(xiàn)7#、8#瓦發(fā)生干擾，VM600廠家建議在探頭安裝時(shí)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(cè)量回路故障：（圖中灰線表示5A“PGA”信號(hào)，藍(lán)線表示5A質(zhì)量判斷，紅線表示DEH系統(tǒng)5A絕對(duì)振動(dòng)模擬量）。

（1）5A絕對(duì)振動(dòng)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(shí)寧海電廠一些好的經(jīng)驗(yàn)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(guò)虛接和斷線情況，后將多芯線加冷壓端子接牢。

（2）設(shè)計(jì)中軸振信號(hào)至電子間電纜采用對(duì)屏蔽電纜（X、Y向振動(dòng)信號(hào)走同一根對(duì)屏蔽電纜），根據(jù)玉環(huán)電廠6、7、8瓦軸振信號(hào)發(fā)生過(guò)干擾現(xiàn)象，將所有振動(dòng)信號(hào)電纜重新敷設(shè)為單獨(dú)屏蔽電纜，并且確保所有信號(hào)屏蔽單點(diǎn)接地。

（3）調(diào)試過(guò)程中信號(hào)存在接線錯(cuò)誤，左右側(cè)接錯(cuò)等，在校線過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)改正，所以現(xiàn)場(chǎng)校線、信號(hào)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(zhǎng)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(huì)，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(dòng)探頭與前置器斷開，VM600系統(tǒng)“NOT OK”不會(huì)發(fā)出報(bào)警。德國(guó)工程師到現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“PGA”報(bào)警優(yōu)于“NOT OK”報(bào)警，但是“PGA”過(guò)于靈敏，容易受到干擾。經(jīng)過(guò)談?wù)?，瓦振振?dòng)探頭報(bào)警選擇了PGA報(bào)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(cè)試

2012年4月利用寧海6號(hào)機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，與浙江電科院一同對(duì)VM600系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試。其中一項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容是針對(duì)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(chǎng)可能出現(xiàn)的異常，進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。

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(yàn)曲線看無(wú)論何種接地方式，在前置器輸入側(cè)模擬測(cè)量回路故障時(shí)，PGA信號(hào)每次都出現(xiàn)且不保持，而質(zhì)量判斷信號(hào)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(cè)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(duì)振動(dòng)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(duì)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(yàn)曲線看無(wú)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(hào)每次出現(xiàn)且不保持，而質(zhì)量判斷信號(hào)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(shí)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(hào)一直處于壞質(zhì)量狀態(tài)，也就是說(shuō)如果前置器之后的測(cè)量回路出現(xiàn)故障后，DEH顯示的信號(hào)是虛假信號(hào)。

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(yàn)結(jié)論

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

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

（3）當(dāng)測(cè)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(shí)并不出現(xiàn)；

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

5 結(jié)語(yǔ)

本文闡述了VM600系統(tǒng)在火電廠安裝、調(diào)試和在使用過(guò)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(duì)VM600系統(tǒng)存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，并且通過(guò)浙江電科院進(jìn)行試驗(yàn)，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(yàn)。

[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(cè)試報(bào)告[R].