汽轮机安全监控系统TSI图
浅析汽轮机TSI保护控制系统
浅析汽轮机TSI保护控制系统监测汽机的重要参数有两方面的作用，一是调节系统，例如汽机的转速控制；二是保护系统，当监测的参数达到保护的定值时，触发ETS，保护汽轮机不发生危险事故。
以下，主要对保护系统的组成进行分析。
标签：TSI；汽机保护；控制系统引言汽机TSI指的是汽轮机的安全监测系统（Turbine Supervisory Instrumentation），通过对汽机转速、胀差、膨胀、偏心。
轴位移等监测，让汽机安全运行，针对热工来说，监测汽机的重要参数有两方面的作用，一是调节系统，例如汽机的转速控制；二是保护系统，当监测的参数达到保护的定值时，触发ETS，保护汽轮机不发生危险事故。
以下，主要对保护系统的组成进行分析。
1 概况本单元机组为两台300MW上海汽轮机机组，TSI使用艾默生CSI6500监测保护系统。
2 TSI保护控制系统简介TSI的保护系统主要有以下几个方面：（1）TSI超速保护。
当TSI监测到汽机转速大于3300转时，触发保护自动停机。
（2）转子的轴向位移保护。
转子推力盘相对于推力轴承的轴向位移正向或负向大于1mm时，触发保护自动停机。
（3）机组的膨胀保护。
汽缸的绝对膨胀和转子与汽缸间的轴向膨胀差大于规定值，触发保护自动停机。
（4）机组的轴系振动保护。
大型机组的轴系比较复杂，该监视系统一般可细分为：a.转子绝对振动峰一峰值；b.轴承座振动峰一峰值；c.转子相对于轴承座的相对振动峰一峰值。
一般使用转子与轴承的相对振动值，来做振动保护。
当振动大于125μm时，发振动报警；当振动大于250μm时，触发保护自动停机。
3 TSI保护系统的分析及改进3.1 原有的TSI超速系统，是由三个转速探头，分别经三块TSI卡件，和保护定值比较，输出三路保护信号至ETS不同的卡件中，在ETS的CPU中进行三取二的判断，输出保护信号。
整个回路中，任意一个探头故障，或者任一一个卡件故障，都不引起超速保护的误动或拒动，保护回路依旧能正常工作。
5.6汽轮机安全监视系统(TSI)调试
1. 系统概述1 General Description Of The System汽轮机安全监测仪表系统（Turbine Supervisory Instrument，简称TSI）是一种可靠的连续检测汽轮发电机转子和汽缸的机械工作参数的多路监控系统，可以显示机组状态，为记录仪和计算机系统提供输出信号，并在超出预置的运行极限时发出报警，此外，还能使汽轮机自动停机和提供用于诊断性估算的各种测量数据。
Turbine Supervisory Instrumentation ( Turbine Supervisory Instrumentation , referred to as the TSI ) system is a reliable continuous detection of mechanical operating parameters of the turbine generator rotor and cylinder multi-channel monitoring system that can display unit provides analog output signals for the recorder and computer systems. TSI also output digital signals for alarm and trip when the input signals exceed the limit.本机组TSI采用的是BENTLEY3500系列模件。
This site use the 3500 series modules form BENTLEY.该保护系统设计有冗余的电源模件，由双路电源供电，任一路电源丧失可发出报警，保证系统安全可靠。
The protection system is provided with a redundant power supply module and is powered by double passage power supply. Alarm can be issued when any one power supply is lost to ensure safety and reliability of the system.TSI的测量回路是由探头、前置放大器、插件式组装仪表等组成。
汽轮机安全监视系统TSI课件
振动监视
速度传感器系统的工作原理是 基于一个惯性质量和移动壳体， 传感器有一个磁铁，它被固定 在传感器壳体上，围绕磁铁的 是一个惯性质量线圈，通过弹 簧连在壳体上。当机器的振动 频率在惯性质量线圈的谐振频 率以上时，线圈相对于空间没 有运动，因为传感器是刚性接 地固定在机壳上，所以磁铁与 机壳的振动是完全一样的。磁 铁在线圈内运动，因而在线圈 内产生电压，该电压正比于机 壳的速度。 速度传感器系统的应用：轴承 盖振动的测量。
汽机TSI监测
第二节 电涡流传感器
涡流传感器利用高频磁场与被测物体间的涡 流效应原理而制成的非接触式监测仪表。 一、电涡流原理
二、电涡流传感器监测原理
三、仪表组成
前置器产生一个低功率无线电频率〔RF〕信号，这一RF信号由延伸电缆送到探 头端部里面的线圈上，在探头端部的周围都有这一RF信号。如果在这一信号的范 围之内，没有导体材料，那么释放到这一范围内的能量，都回到探头。如果有导 体材料的外表接近于探头顶部，那么RF信号在导体外表会形成小的电涡流。这一 电涡流使得这一RF信号有能量损失。该损失的大小是可以测量的。导体外表距离 探头顶部越近，其能量损失越大。传感器系统可以利用这一能量损失产生一个输 出电压，该电压正比于所测间隙。
第三节 机械量的监视保护
轴向位移的监视保护 转速监视 热膨胀监视 振动监视
轴向位移的监视保护
轴向位移的测量：
汽机在运行中，由于各种因素，诸如机组甩负 荷、润滑油压过低汽轮机发生水冲击等的变化会使轴 在轴向有所移动。如果轴的移动太大，会碰到轴承， 二者发生摩擦，其后果不堪设想。所以轴向位移是汽 机的一个重要测量参数。
二、汽轮机监视内容
三、TSI监测的根本参数
二、汽轮机监视内容
TSI汽轮机安全监视系统
TSI汽轮机安全监视系统
汽轮机安全监视系统[1]又叫TSI(Turbine Supervisory Instrumentation）。
该系统的监视参数有：
⑴机组的转速监视。
⑵触发自动盘车的机组零转速监视。
⑶转子的轴向位移监视：用于监视转子推力盘相对于推力轴承的轴向位移。
⑷轴系偏心(弯曲）监视：用于监视转子偏心度的峰--峰值和瞬时值。
⑸机组的膨胀监视：用于监视汽缸的绝对膨胀和转子与汽缸间的轴向膨胀差（胀差）。
⑹机组的轴系振动监视，由于大型机组的轴系比较复杂，该监视系统又可细分为：1）转子绝对振动峰一峰值；
2）轴承座振动峰一峰值；
3）转子相对于轴承座的相对振动峰一峰值。
汽轮机安全监视系统
汽轮机安全监视系统（TSI）由于随着科学技术的不断发展，电能需求的日益增加，单机容量的不断扩大等原因，大型发电机组要求有更高的可靠性和自动化水平，否则它的事故将给电网造成巨大的损失，因此在大型机组中，检测和保护系统（TSI）是非常重要的。
它不仅可以提高劳动生产率和电能质量，还能降低发电成本，改善劳动条件，并为大型机组的安全、经济运行提供了可靠的保证。
TSI系统能连续地检测汽轮机的各种重要参数，例如：可对转速、转速保护、偏心、轴振、轴位移、胀差、热膨胀等参数进行检测帮助运行人员判明机器故障，使机器能在不正常工作引起的严重损害前遮断汽轮发电机组，保护机组安全。
另外，TSI监测信息提供了平衡和在线诊断数据，维护人员可通过诊断数据的帮助，分离可能的机器故障，减少维修时间，TSI 还能帮助提出机器预测维修方案，预测维修信息能推测出旋转机械的维修需要，使机器维修更有计划性，其结果减少了维修费用及提高了汽轮机组的可用率。
1． TSI的主要原理及功能因为TSI系统主要由传感器及智能板件组成。
首先应该知道传感器是将机械振动量、位移、转速转换为电量的机电转换装置。
根据传感器的性能和测试对象的要求，利用电涡流传感器对汽轮机的转速、偏心、轴位移、胀差进行测量，利用速度传感器对振动进行测量，利用线形可变差动变压器（LVDT）对热膨胀进行测量。
1．1 电涡流传感器电涡流传感器是通过传感器端部线圈与被测物体（导电体）间的间隙变化来测物体的振动和静位移的。
在传感器的端部有一线圈，线圈通以频率较高（一般为1MHZ-2MHZ）的交变电压，当线圈平面靠近某一导体面时，由于线圈磁通链穿过导体，使导体的表面层感应出一涡流ie，而ie所形成的磁通链又穿过原线圈，这样原线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感、耦合系数的大小又与二者之间的距离及导体的材料有关，当材料给定时，耦合系数K与距离d有关，k=k(d),距离d增加，耦合减弱，k值减少，使等效电感增加，因此，测定等效电感的变化，也就间接测定d的变化。
汽轮机安全监测TSI系统
汽轮机安全监测TSI系统1 结构概述我厂的汽轮机保护装置采用的是美国本特利（BENTLY）公司生产的3500保护系统，本套汽轮机安全监视装置用于连续监视汽轮机本体各种参数,其监视参数有转速、轴向位移、胀差、轴承盖振动、键相、轴振动、汽缸绝对膨胀、偏心等。
系统的测点具有独立的监测电路和报警设置点。
每个测量模块均有模拟量输出功能。
每个监视装置输入电源均为220Vac、50Hz。
3500系统均采用B.N 公司系列涡流传感器和速度传感器。
转速、偏心、鉴相测量用8mm涡流传感器。
轴向位移测量用11mm涡流传感器。
胀差测量用11mm趋近式传感器。
1#～7#轴承盖振动用速度传感器。
1#～7#轴振动用8mm涡流传感器。
TSI监视参数测量回路如下：1.1 电源模块3500/153500电源是半高度模块，必须安装在框架左边特殊设计的槽口内。
3500框架可装一个或两个电源（我厂装有一个电源）。
任何一个电源都可给整个框架供电。
如果是两个电源，第二个电源可做为基本电源的冗余。
只要装有一个冗余的电源，拆除或安装另一个电源模块将不会影响框架的运行。
1.2 框架接口模块3500/20框架接口模块是3500框架的基本接口，它支持本特利内华达公司开发的用于和框架之间进行通讯的协议。
它前面板上的RS-232串行通讯口可直接与计算机进行连接通讯，这就使框架的组态可通过计算机上的专用软件进行。
框架接口模块必须放在框架中的第一个槽位（紧靠电源模块的位置）。
框架接口模块的运行，对整个监测系统的正常工作没有任何影响。
每个框架中都需要一个框架接口模块。
1.3 键相器模块3500/25键相器模块是一个半高度、两通道模块，用来为3500框架中的偏心监视模块提供键相位信号。
此模块接收来自电涡流传感器或电磁式传感器的输入信号，并转换成数字键相位信号。
注:键相位信号是来自旋转轴或齿轮的每转一次或每转多次的脉冲信号，提供精确的时间测量。
允许3500 监测器模块和外部故障诊断设备用来测量诸如1X 幅值和相位等向量参数。
TSI系统简介 课件
本特利7200系列
典型TSI系统
❖当被测参数超过危险报警值时，通过危险继电器送出保护信号。 当轴向位移、胀差、转速、振动等参数严重超限时，保护信号通过 汽轮机紧急跳闸保护系统实现紧急停机。 ❖通过矢量滤波器还可以提供振动的幅值和相角等数据，以供故障 诊断使用。
本特利7200系列
典型TSI系统
❖模拟报警盘显示汽轮机组的结构模拟图，并装有报警指示灯。 ❖当任何轴系监测参数超限报警时，报警盘上相应部位的报警指示 灯点亮，运行人员可以迅速了解到报警部位，以便及时采取措施。 ❖模拟报警盘装设在主控室内，与系统机箱是分开的。 ❖TSI系统所有的监测信号都可与计算机相连，由CRT显示。 ❖所有信号监视器都带有OK电路进行自检，当传感器或电源故障 时，面板上的指示灯指示故障状态。
本特利7200系列
监视器
2.胀差监视器(DE)
用于连续监测转子相对于汽缸上的某个基准点的热膨胀差值。
监视器
3.缸胀监视器(CE)
用于连续监测汽缸相对于机座基准点的热膨胀值。
本特利7200系列
监视器
4.转速监视器(TACH)
❖用于连续监测转子的转速。 ❖转速监测器内设有两个独立的报警通道。 ❖当转速高于整定值(如600r／min)时，报警继电器动作，其动合(常 开)触点闭合，用于接通排汽缸冷却喷水装置； ❖当转速低于600r／传动装置供油。
本特利7200系列
典型TSI系统
❖该系统的监视器包括：2个双通道轴向位移监视器(DVTP)，1～2 个胀差监视器(DE)，1个缸胀监视器(CE)，1个转速监视器(TACH)， 1个零转速监视器(ZS)，1个偏心度监视器(ECC或EIPP)，7～9个双 探头径向监视器(RVDP)，以及1个矢量滤波器(DVFR)。 ❖传感器的输出信号经前置器(前置放大器)处理后，通过屏蔽电缆 送到监视器系统，进行显示、记录、报警处理。 ❖当被测参数超过预报报警值时，通过报警继电器送出报警信号；
TSI汽轮机安全监视系统.doc
TSI汽轮机安全监视系统德国EPRO公司生产的MMS600型汽轮机安全监视系统，为机组的安全、经济运行提供了可靠的保证。
TSI系统能连续地检测汽轮机的各种重要参数，对如：转速、键相、偏心、轴振、盖振、轴向位移，绝对膨胀、相对膨胀等参数进行检测帮助运行人员判明机器故障，使机组能在不正常工作引起的严重损害前遮断汽轮发电机组，保护机组安全监测汽机的系统，系统的测点具有独立的监测电路和报警设置点。
每个测量模块均有模拟量输出功能。
每个模块都可以通过RS232与电脑相连，利用MMS610组态软件对模块所对应的模块型号，报警点等参数进行组态。
检修工艺原则1 安全措施及工作票1.1 严格执行工作票管理制度，认真办理、检查、验证工作票。
1.2 设备检修时严禁在设备上放工具、饮料等物体。
1.3 就地设备检修时防止滑倒、跌伤。
2 使用工具2.1 一块万用表、一套电工组合工具、一把尖嘴钳、组合扳手、信号发生器、摇表2.2 防静电真空吸尘器、防静电工具3 检修电子电路应遵守的原则注：当安装、调试卡件时，要使用现场防静电工具。
3.1 使用静电袋。
在把装入系统前不要把它从特殊的防静电袋中取出。
卡件取出后，袋子待以后使用。
3.2 打开前把防静电袋接地。
在打开含有半导体设备的防静电袋以前，请将其与设备外壳接触一下，或者接地。
3.3 不要触摸电路。
处理卡件时，拿卡件的两侧，不要触摸电路。
3 .4 防止半导体器件局部连接。
在使用前，一定要检查和卡件相连的所有设备是否完好接地。
3.5 测试设备接地。
3.6 使用现场抗静电吸尘设备。
3.7 使用接地手环。
连接接地环到电源引入盘上的接地插座，电源引入盘的接地插座和大地相连。
3.8 不要用铅笔或圆珠笔设置小开关，防止开关触电损坏，触电损坏可能导致不必要的电路板误动作。
各测点在汽机本体上的分部位置如下图：8AS ZAfl 9A8 CA8 ►A8IH3Q13H1、 转速：机组转速传感共安装有十二只，其中键相、转速测量、机头精密瞬态转速仪各用一只，汽机超速、电超速、 DEH 各用三只。