T SI系統故障原因及可靠性分析

李維敏（廣東粵電博賀煤電有限公司,廣東　茂名　525000）

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T SI系統故障原因及可靠性分析

李維敏
（廣東粵電博賀煤電有限公司,廣東茂名525000）

摘 要：作為火電廠機組運行中，非常重要的保證，TSI系統可以說擔負著整個機組安全性的重任。若TSI系統出現故障，那必然會致使整個機組的運行穩定性和安全性受到影響。本文通過對TSI系統故障問題進行分析，指出四點不同的TSI系統故障，并根據其主要原因，提出了三點的可靠性保障措施，旨在進一步加強對TSI系統故障的重視，同時及時做到早預防、早處理。

關鍵詞：TSI系統；故障原因；可靠性

1　TSI系統介紹

TSI系統是一種汽輪機安全監視系統，該系統集合了機組保護功能和實時狀態監測等功能，是大型汽輪機組中非常重要的監視保護系統。它能夠對機組的運行以及啟動、停止等環節中涉及的各項重要參數，例如：轉速、振動、脹差等進行儲存和監視，同時其還可對機組的輸出信號如實記錄、運行狀態以及機組自動停機等進行顯示，此外，該系統可根據機組故障信息進行整理，便于故障的快速診斷[1]。TSI系統的安全性直接關系著機組的整體運行安全性，但由于TSI系統涉及方面較廣，故極易因信號傳輸、測量探頭安裝以及系統控制等多方面出現故障，并引起機組運行出現一系列的跳閘或者不安全事件等。提高TSI系統運行可靠性具有非常重要的意義，對提高機組運行安全性上有著不可替代的作用。

2　TSI系統運行中可靠性存在的主要問題

2.1保護邏輯及硬件配置不完善

所有現場信號都會進入到TSI系統，且需要經過系統的統一邏輯運算和系統處理，通過這種方式才能夠使最終信號能夠進入ETS系統或者DCS系統，并能夠展現出保護信號或者報警等功能。為此，在設置相應的邏輯保護條件非常重要，其更利于系統具有較高的邏輯“判斷”功能，這是提升TSI系統運行可靠性的重要措施，但就實際情況來看，現場經常出現因某項條件設置不合理，而致使機組出現異常現象。

某火電廠3號600MW機組，其中B機1#Y軸振，從7.3μm迅速轉變為183μm，同時MTSI系統伴隨有小機軸振大停機信號，且MEH系統也發出了B小機出現跳閘的報警信號，并使得機組出現負荷快速減少的效果。事后對導致故障的原因進行分析，結果發現，由于將振動保護邏輯設計成為了單點，這使得動作值迅速達到200μm，但未采取相應的防止誤動等措施，僅僅是由于某個單一的振動值引起一系列的跳閘問題，致使系統的運行可靠性受到非常嚴重的影響。

除了振動可引起TSI系統可靠性受到影響之外，低壓缸脹以及高壓缸脹等都會出現單點保護信號，而這些信號在機組運行的過程中，必然會引起一系列的誤動現象，若不及時采取相應的處理措施，必然會致使TSI系統安全性下降。除此之外，在系統中還需要通過一塊軸向位移卡件兩個通道進行信號的輸送，另一個塊卡件對另一條路信號進行輸送，三者都輸送到ETS系統之后，再由系統從中選取兩個信號。若此時，兩個通道卡件發生了故障，那么必然會致使保護信號出現誤發，致使系統的可靠性出現下降[2]。

2.2電源未按要求配置或者配置不合理

在整個系統的安全運行中，TSI系統的電源可以說非常重要的屏障，同時也是非常關鍵的環節，但同時也是非常容易受到現場忽視是情況。在TSI系統中，必須為其配置兩路具有較高可靠性的AC220V冗余電源，并且電源在進行切換時，兩者之間的時間必須保持在5ms以上，以此來確保電源切換不會給TSI系統帶來影響。與此同時，TSI裝置應當配置兩塊電源模塊，并保障其在正常情況下，各自能夠附帶50%的負荷，若其中一塊發生故障時，另一塊則需要承擔100%的負荷，以此來保障電源間能夠做到無隙切換。

在現場實際運用的過程中，TSI系統盡管運用的是兩路電源，但若將其中一路取出，那么另一路就必然會出現自保安段，導致一路電源出現失電的情況。在對機組進行檢修的過程中，曾經發現由于保安段電源在進行切換時，因未成功切換，致使保安段發生電源事故。為此，TSI系統兩路電源均取自UPS系統，并且處在不同的段上，在提高電源可靠性上具有非常重要的意義。

2.3運行維護管理不到位

TSI系統在進行日常維護的過程中，在發生突發事件時，往往會出現非常明顯的報警或者其他標識，這就需要及時采取相應的處理措施。而針對部分連接介質老化、系統元件故障以及其他因素致使周圍環境受到影響，進而導致系統指標下降，并最終能夠超出系統工作允許范圍致使其發生故障，或者由于人為因素故障致使系統可靠性受到影響，這些情況都具有較高的隱蔽性。這就需要通過維護管理來進行及時的查找，降低各種故障率，針對一部分早期發現的問題應當采取有效的措施及時進行處理，以免因缺陷加重故障。

2.4現場傳感器安裝不牢固或者不符合規范要求

汽輪機組在進行機械量的轉換過程中，傳感器主要用于對其振動、轉速、蓋振等相關電參數進行輸出，而輸出的相關參數信號，則可經過現場連線及時傳送到監測系統中。在進行傳感器安裝時，不同的測量對象其要求也有所差異，而安裝合理的傳感器，其輸出電參數信號能夠較好的保障TSI系統的正常運行。

在現場安裝的過程中，經常不按照規定進行操作，致使多起機組運行出現異常現象。某火電廠2號機組在進行檢修之后啟動，發現機組在沖轉之后，出現低壓缸脹差值出現了無規律的波動，并在持續一段時間之后轉變為零。事后對故障進行檢查發現，該故障時兩個低壓缸傳感器在進行安裝的過程中，未按照要求添加一個防滑墊，固定不牢固使得探頭的位置出現了偏移。另在3號機組進行檢修之后啟動，發現其振動值始終為零，且無法檢測到其間隙電壓，事后對其進行檢查，發現是由于在進行振動傳感器安裝時，其套筒出現了松動故引發其頭部出現了磨損情況。

3　提高TSI系統可靠性的主要方法

3.1規范TSI系統現場設備安裝和調試工作

要確保整個機組能夠保持可靠的運行，TSI系統的可靠性是非常重要的基礎，而現場設備則是確保TSI系統準確性的重要條件。傳感器在進行安裝的過程中，其支架必須有非常充足的剛性，并且支架與支架之間應當運用可靠性較高的放松措施，例如：添加相應的防滑墊等。在振動探頭中配置相應的底座配套和螺紋，規格不同的螺紋，極易致使振動探頭出現安裝不牢的情況，可有效避免因長時間振動致使傳感器發生松動或者脫落等情況[3]。

在對傳感器進行選擇時，應當盡量選取一體化的傳感器，簡單來說就是集合了延伸電纜與傳感器一體化的設備，不帶中間接頭，否則需要選取具有延長電纜和措施可靠的傳感器尾線均具有可靠性較高的絕緣。延伸電纜的固定與走向不應當有損失電纜的隱患存在。傳感器在進行安裝之前，必須對其前置器進行選取，確保兩者能夠成套，以此來提升系統的線性。

3.2優化硬件配置及保護邏輯

TSI系統必須配置兩路具有較高可靠性AC220V的冗余電源，其切換時間通常在5ms以上，且在硬件上，TSI裝置應當配置相應的電源模塊。為了能夠更好的保護全程冗余配置，應當將其設置為三取二保護的信號回路，并配置相應數量的卡件，例如：軸向位移信號卡件與轉速信號卡件等都需要配置相應的三塊，并且不能夠從其中一塊卡件的不同通道中引出來。所有輸出的保護信號均應當實施常開同時兩路輸出信號。

TSI系統中的保護邏輯應當配置相應的閉鎖條件，以此來實現對邏輯保護系統保護系統的提升。

針對所運用的單點作為保護的振動信號，建議應當對其中一路進行確認，以免出現單點保護出現誤動的情況，即對單點保護進行調整，使其成為兩點相遇后再輸出保護信號，本文以1x為例，做如圖1表示。

圖1　單點保護邏輯修改原理圖

3.3加強對TSI系統的運行維護管理

要更好的保證機組的安全可靠性運行，除了需要具有合理的系統配置、可靠性較高的現場設備以及合理的邏輯配置之外，同時堅持對其進行維護和檢修，也是保護系統始終處于正常運轉的重要保證[4]。為此，需要對TSI系統裝置、部件以及電纜運行過程中，及時對出現異常情況進行維護、檢修和管理。

4　結論

綜上所述，某發電廠通過采取上述幾項措施，四臺機組兩種不同產品的TSI系統也隨之進入到了整改的階段，TSI系統運行的可靠性有了顯著提升，未出現由于TSI系統故障引起機組出現異常的現象，較好的保證了機組的安全運行。

TSI系統是非常重要的保護系統與熱控測量，其在穩定汽輪機發電機安全、穩定運行上有著非常重要的作用，在實際生產時，TSI系統運行可靠性同樣還具備一定的問題，并且就系統的安全穩定運行上也有著諸多的隱患，這就需要我們，繼續加強現場問題的總結，并對火力發電廠熱工自動化系統的可靠性進行評估，并提出相應的調整措施，盡可能地調高TSI系統的運行安全性和可靠性。

參考文獻：

[1]楊前華.TSI系統故障原因及可靠性分析[J].新疆電力技術，2014(01):51-53.

[2]孫語晗.TSI系統出現故障的原因和改進措施及建議[J].黑龍江科技信息,2013(31):114.

[3]郭迎賓,楊勇波,周世盼.汽機安全監視系統故障原因及運行可靠性的技術要求[J].河南科技,2011(20):83.

[4]施鳳根.TSI系統故障原因分析及整改措施[J].工業儀表與自動化裝置,2010(03):98-101.

作者簡介：李維敏（1978-），男，本科，工程師，主要從事：火電廠熱控技術管理工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.026