磁电式速度传感器的使用和运行分析_刘敏

V = ωA = 2πfA
（2）
式中： V 为振动速度。
振动传感器的灵敏度是传感器输出电量与输
入振动机械量之比。 为确认振动监测系统是否正
常运行， 应对传感器的灵敏度 Sv 进行定期检测：
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Sv =U / V
（3）
式中： U 为振动传感器输出电压。
速度传感器有两种型式， 即相对式和惯性式，
电力系统常选用惯性式磁电传感器， 其基本结构
由弹簧支架、 测量线圈、 永久磁钢、 外壳和输出
引线端等部分构成， 图 1 为结构示意图。
图 1 磁电式速度传感器结构示意图
1.2 工作原理 传感器由永久磁钢产生恒定的直流磁场， 软
弹簧一端与测量线圈连接， 另一端与外壳连接。 传感器紧固在汽轮发电机组轴承盖上并随轴承座 一起振动时， 永久磁钢和外壳随被测物体同时上 下振动， 由于测量线圈有软弹簧支撑， 保持相对 静止不动， 这样测量线圈切割磁力线产生感应电 动势， 该电动势与机组的振动速度成正比。 1.3 工作特点
传感器参考点灵敏度的偏差一般为±5％， 频 率 响 应 灵 敏 度 的 偏 差 一 般 为±10％， 但 有 个 别 厂 家提供的参考点灵敏度偏差为±10％， 需根据厂家 说明书的要求判定检查。
传感器灵敏度的负偏差大于 5％时应引起注 意， 灵敏度偏离较大时应及时更换传感器， 以免 给机组安全运行带来隐患。 如无备品或所订购传 感器不能及时到货， 应采取应急措施， 如降低报 警设定值， 使运行人员提前注意。
2 磁电式速度传感器的安装与运行维护
2.1 传感器选型 订购传感器时， 要参考产品系列号说明， 注
意传感器测量方式、 灵敏度、 最低工作频率， 铠 装或非铠装电缆总长度， 电缆末端连接方式的选 择等。 美国本特利公司生产的磁电式速度传感器 有单向型、 通用型和高温型（传感器工作温度 -29℃～+204℃）等几种 类型 ， 出 厂灵敏 度 通 常 为
传感器工作频率范围为 5～1 000 Hz， 在使用 频率范围内能输出较强的电压信号， 且不易受电 磁场和声场的干扰， 测量电路较简单， 传感器输 出信号与电缆长度没有特定的要求。
振动传感器按照信号输出方向可分为单向型 （重直或水平向）和通用型（重直或水平向均可使 用）两类， 现场安装时应注意传感器的使用方向和 系列号说明。
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磁电式速度传感器的使用和运行分析
刘敏 （浙江省电力试验研究院， 杭州 310014）
摘 要： 简述了磁电式速度传感器的结构、 基本工作原理和应用在电力系统中的工作特点， 分析了现
场安装使用中存在的问题， 提出检定、 校准时必须注意的问题及完善安装、 检修和运行维护的管理方
（1）以 美 国 本 特 利 公 司 测 量 主 机 轴 承 振 动 （ 瓦 振）的 9200 型传感器为例说明其检测方法。
传感器安装后， 确认安装方向和接线正确， 接线和连接头无松动。 用检定合格的万用表测量 传感器两端的输出电阻值， 应在 620 Ω 左右。
在机组正常工 作且汽 机监视 仪表 （TSI）系统
（6）发现信号异变或运行 中信号 记录 曲线有 异常时， 应及时检查与处理， 并将曲线归档保存。
3 结语
掌握磁电式速度传感器的工作原理和正确的 检定、 安装 、 使用方法， 是保证 TSI 系 统可靠 运 行的前提和及时正确判断机组振动异常原因的基 础。 为保证机组安全、 稳定运行， 应对 TSI 系统 定期自查、 按周期检定， 及时消除缺陷并建立考 评制度。 配置必要的易损备品备件， 损坏时能及 时更换， 确保 TSI 系统能正常工作。
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处于正常工作状态时， 用万用表测量传感器两端 输出交流电压， 同时记录 TSI 系统适配该传感器 卡件通道二次仪表显示的振幅指示值。 该振动传 感器的出厂灵敏度为 19.7 mV/（mm·s-1）， 假设该 通道显示的振幅峰峰值 AP-P 为100 μm。 根据公式 （2）计算出机组的振动速度 Vp 应为 15.71 mm / s， 代入公式（3）计算得出 9200 型传感器输出电压有 效值 U 应为 218.84 mV。
19.7 mV /（mm·s-1）。 德国 EPRO 公司生产的磁电 式 速 度 传 感器只有单向型和高温型（传感器工作温 度 200℃）， 出厂灵敏度为 17.5～28.5 mV/（mm·s-1）， 产品系列号不同， 出厂灵敏度也不同。 德国申克 公司生产的磁 电式速 度传感 器只 有单向 型 （工 作 温 度 -10～+50℃）， 多用于水电厂， 出厂灵敏度 为 20.0 mV/（mm·s-1）。 部份风机上使用的国内产 品有: 无锡厚德自动化仪表有限公司生产的单向 型和通用型磁电式速度传感器， 出厂灵敏度为 20.0 mV/（mm·s-1）； 江 阴 第 三 电 子 仪 器 厂 生 产 的 磁电式速度传感器， 出厂灵敏度每批次均不相同， 无产品系列号说明， 传感器互换性差， 必须与二 次表配套检测、 配套使用。 2．2 传感器安装
法， 以提高该类传感器输出信号的正确性和运行的可靠性。
关建词： 磁电式； 速度传感器； 运行； 维护
中图分类号： TM930.12+4
文献标志码： B
文章编号： 1007-1881（2011）02-0050-03
Analysis on Operation and Use of Electromagnetic Velocity Transducer
汽轮发电机组的振动是机组安全与经济运行 的重要指标， 高参数、 大容量的机组通常都同时 将垂直和水平向振动作为汽轮发电机组跳闸保护 参数。 目前浙江省内各电厂使用的汽轮发电机组 振动监测设备多为美国本特利、 瑞士 VB-600 和 德国菲力浦的产品， 少数使用日本产品， 风机则 部份使用了国内产品。 多数振动传感器的计量检 定结果性能比较稳定， 投入运行后能正确反映机 组的振动变化， 但有少数性能不稳定， 或因校 验、 安装、 使用不当导致运行中发生异常， 影响 机组正常运行， 甚至导致机组跳闸。 本文分析并 提出了振动传感器的使用注意事项与改进措施， 供机组检修维护人员参考。
LIU Min （Zhejiang Electric Power Test and Research Institute， Hangzhou 310014， China）
Abstract: The paper describes the structure， basic working principles and operation characteristics of electromagnetic velocity transducers in electric power system. It analyzes the problems in the field installation and use, presents the considerations for verification and calibration and puts forward the improvement methods for installation， repair, operation and maintenance management in order to enhance the output signal accuracy and operation reliability of this type of transducers. Key words: electromagnetic； velocity transducer； operation； maintenance
现场安装和检修维护中的不规范行为或对细 节的忽视， 都可能对振动监测系统的可靠运行产 生影响。
（1）某 电 厂 振 动 监 测 系 统 工 作 不 正 常 ， 检 查 发现现场安装未注意传感器工作方向， 使传感器 输出信号不正常。 磁电式速度传感器安装时要注 意其工作方向， 即安装角度。 传感器工作方向有 三种 型 式 ： 重 直 向 （0°±2.5°）、 水 平 向 （90°±2.5°） 和通用型（0°±100°， 重直或水平均可使用）。
（2）某电厂 使用美 国本特 利公司 生产 的磁电 式速度传感器， 损坏后购买新传感器时未注意产 品系列号， 使新传感器接头连接方式与原设计不 匹配， 影响在线振动监控系统正常工作。
（3）现场安 装传感 器时应 保证其 敏感 轴与正 弦激振方向垂 直度 偏差在±5°以内 ， 以 减少测 量 误差。
传感器安装时采用浮地方式， 输出引线插座 即汽机现场侧应绝缘浮空, 电缆宜采用二芯屏蔽 电缆， 屏蔽层在汽机现场侧应绝缘浮空， 电缆屏 蔽层应直接延伸到机架， 并将屏蔽线直接接在机 架的 COM 或 Shield 端。 2.3 运行维护管理
（2）新机组安装或校验周 期到期 后的 检修安 装前， 振动传感器应由具有检定资质的机构检验 合格。 送检时， 须对传感器进行保护处理， 以免 造成探头损坏。
现场安装时， 传感器应配套使用， 错用会引 起较大测量偏差。 如某电厂一次风机振动测量发 现存在较大偏差， 经查是误将引风机的振动传感 器安装在了一次风机上。 一次风机正常工作且 TSI 系统处于正常工作状态时， 记录振幅峰峰值 为 100 μm， 根据公式（2）计算出的一次风机振动 速度应为 7.76 mm/s， 一次风机振动传感器实测灵 敏度为 32.74 mV/（mm·s-1）， 将计算值和实测灵敏 度值代入公式（3）计算得出该传感器 输出电 压有 效 值为 179.65 mV。 而错用的引风机振动传感器 实 测灵敏度为 27.34 mV/（mm·s-1）， 同样将该灵敏 度值和一次风机振动速度代入公式（3）， 计算出 该 传感器输出电压有效值则为 150.02 mV， 与前 者的测试误差为 16.5％。