TSI系统故障原因及可靠性分析
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摘 要：作为火电厂机组运行中，非常重要的保证，tsi系统可以说担负着整个机组安全性的重任。若TSI系统出现故障，那必然会致使整个机组的运行稳定性和安全性受到影响。本文通过对TSI系统故障问题进行分析，指出四点不同的TSI系统故障，并根据其主要原因，提出了三点的可靠性保障措施，旨在进一步加强对TSI系统故障的重视，同时及时做到早预防、早处理。
关键词：TSI系统；故障原因；可靠性
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.026
1 TSI系统介绍
TSI系统是一种汽轮机安全监视系统，该系统集合了机组保护功能和实时状态监测等功能，是大型汽轮机组中非常重要的监视保护系统。它能够对机组的运行以及启动、停止等环节中涉及的各项重要参数，例如：转速、振动、胀差等进行储存和监视，同时其还可对机组的输出信号如实记录、运行状态以及机组自动停机等进行显示，此外，该系统可根据机组故障信息进行整理，便于故障的快速诊断[1]。TSI系统的安全性直接关系着机组的整体运行安全性，但由于TSI系统涉及方面较广，故极易因信号传输、测量探头安装以及系统控制等多方面出现故障，并引起机组运行出现一系列的跳闸或者不安全事件等。提高TSI系统运行可靠性具有非常重要的意义，对提高机组运行安全性上有着不可替代的作用。
2 TSI系统运行中可靠性存在的主要问题
2.1 保护逻辑及硬件配置不完善
所有现场信号都会进入到TSI系统，且需要经过系统的统一逻辑运算和系统处理，通过这种方式才能够使最终信号能够进入ETS系统或者DCS系统，并能够展现出保护信号或者报警等功能。为此，在设置相应的逻辑保护条件非常重要，其更利于系统具有较高的逻辑“判断”功能，这是提升TSI系统运行可靠性的重要措施，但就实际情况来看，现场经常出现因某项条件设置不合理，而致使机组出现异常现象。
某火电厂3号600MW机组，其中B机1#Y轴振，从7.3μm迅速转变为183μm，同时MTSI系统伴随有小机轴振大停机信号，且MEH系统也发出了B小机出现跳闸的报警信号，并使得机组出现负荷快速减少的效果。事后对导致故障的原因进行分析，结果发现，由于将振动保护逻辑设计成为了单点，这使得动作值迅速达到200μm，但未采取相应的防止误动等措施，仅仅是由于某个单一的振动值引起一系列的跳闸问题，致使系统的运行可靠性受到非常严重的影响。
除了振动可引起TSI系统可靠性受到影响之外，低压缸胀以及高压缸胀等都会出现单点保护信号，而这些信号在机组运行的过程中，必然会引起一系列的误动现象，若不及时采取相应的处理措施，必然会致使TSI系统安全性下降。除此之外，在系统中还需要通过一块轴向位移卡件两个通道进行信号的输送，另一个块卡件对另一条路信号进行输送，三者都输送到ETS系统之后，再由系统从中选取两个信号。若此时，两个通道卡件发生了故障，那么必然会致使保护信号出现误发，致使系统的可靠性出现下降[2]。
2.2 电源未按要求配置或者配置不合理
在整个系统的安全运行中，TSI系统的电源可以说非常重要的屏障，同时也是非常关键的环节，但同时也是非常容易受到现场忽视是情况。在TSI系统中，必须为其配置两路具有较高可靠性的AC220V冗余电源，并且电源在进行切换时，两者之间的时间必须保持在5ms以上，以此来确保电源切换不会给TSI系统带来影响。与此同时，TSI装置应当配置两块电源模块，并保障其在正常情况下，各自能够附带50%的负荷，若其中一块发生故障时，另一块则需要承担100%的负荷，以此来保障电源间能够做到无隙切换。
在现场实际运用的过程中，TSI系统尽管运用的是两路电源，但若将其中一路取出，那么另一路就必然会出现自保安段，导致一路电源出现失电的情况。在对机组进行检修的过程中，曾经发现由于保安段电源在进行切换时，因未成功切换，致使保安段发生电源事故。为此，TSI系统两路电源均取自UPS系统，并且处在不同的段上，在提高电源可靠性上具有非常重要的意义。
2.3 运行维护管理不到位
TSI系统在进行日常维护的过程中，在发生突发事件时，往往会出现非常明显的报警或者其他标识，这就需要及时采取相应的处理措施。而针对部分连接介质老化、系统元件故障以及其他因素致使周围环境受到影响，进而导致系统指标下降，并最终能够超出系统工作允许范围致使其发生故障，或者由于人为因素故障致使系统可靠性受到影响，这些情况都具有较高的隐蔽性。这就需要通过维护管理来进行及时的查找，降低各种故障率，针对一部分早期发现的问题应当采取有效的措施及时进行处理，以免因缺陷加重故障。
2.4 现场传感器安装不牢固或者不符合规范要求
汽轮机组在进行机械量的转换过程中，传感器主要用于对其振动、转速、盖振等相关电参数进行输出，而输出的相关参数信号，则可经过现场连线及时传送到监测系统中。在进行传感器安装时，不同的测量对象其要求也有所差异，而安装合理的传感器，其输出电参数信号能够较好的保障TSI系统的正常运行。
在现场安装的过程中，经常不按照规定进行操作，致使多起机组运行出现异常现象。某火电厂2号机组在进行检修之后启动，发现机组在冲转之后，出现低压缸胀差值出现了无规律的波动，并在持续一段时间之后转变为零。事后对故障进行检查发现，该故障时两个低压缸传感器在进行安装的过程中，未按照要求添加一个防滑垫，固定不牢固使得探头的位置出现了偏移。另在3号机组进行检修之后启动，发现其振动值始终为零，且无法检测到其间隙电压，事后对其进行检查，发现是由于在进行振动传感器安装时，其套筒出现了松动故引发其头部出现了磨损情况。
3 提高TSI系统可靠性的主要方法
3.1 规范TSI系统现场设备安装和调试工作
要确保整个机组能够保持可靠的运行，TSI系统的可靠性是非常重要的基础，而现场设备则是确保TSI系统准确性的重要条件。传感器在进行安装的过程中，其支架必须有非常充足的刚性，并且支架与支架之间应当运用可靠性较高的放松措施，例如：添加相应的防滑垫等。在振动探头中配置相应的底座配套和螺纹，规格不同的螺纹，极易致使振动探头出现安装不牢的情况，可有效避免因长时间振动致使传感器发生松动或者脱落等情况[3]。
在对传感器进行选择时，应当尽量选取一体化的传感器，简单来说就是集合了延伸电缆与传感器一体化的设备，不带中间接头，否则需要选取具有延长电缆和措施可靠的传感器尾线均具有可靠性较高的绝缘。延伸电缆的固定与走向不应当有损失电缆的隐患存在。传感器在进行安装之前，必须对其前置器进行选取，确保两者能够成套，以此来提升系统的线性。
3.2 优化硬件配置及保护逻辑
TSI系统必须配置两路具有较高可靠性AC220V的冗余电源，其切换时间通常在5ms以上，且在硬件上，TSI装置应当配置相应的电源模块。为了能够更好的保护全程冗余配置，应当将其设置为三取二保护的信号回路，并配置相应数量的卡件，例如：轴向位移信号卡件与转速信号卡件等都需要配置相应的三块，并且不能够从其中一块卡件的不同通道中引出来。所有输出的保护信号均应当实施常开同时两路输出信号。
TSI系统中的保护逻辑应当配置相应的闭锁条件，以此来实现对逻辑保护系统保护系统的提升。
针对所运用的单点作为保护的振动信号，建议应当对其中一路进行确认，以免出现单点保护出现误动的情况，即对单点保护进行调整，使其成为两点相遇后再输出保护信号，本文以1x为例，做如图1表示。
3.3 加强对TSI系统的运行维护管理
要更好的保证机组的安全可靠性运行，除了需要具有合理的系统配置、可靠性较高的现场设备以及合理的逻辑配置之外，同时坚持对其进行维护和检修，也是保护系统始终处于正常运转的重要保证[4]。为此，需要对TSI系统装置、部件以及电缆运行过程中，及时对出现异常情况进行维护、检修和管理。
4 结论
综上所述，某发电厂通过采取上述几项措施，四台机组两种不同产品的TSI系统也随之进入到了整改的阶段，TSI系统运行的可靠性有了显著提升，未出现由于TSI系统故障引起机组出现异常的现象，较好的保证了机组的安全运行。
TSI系统是非常重要的保护系统与热控测量，其在稳定汽轮机发电机安全、稳定运行上有着非常重要的作用，在实际生产时，TSI系统运行可靠性同样还具备一定的问题，并且就系统的安全稳定运行上也有着诸多的隐患，这就需要我们，继续加强现场问题的总结，并对火力发电厂热工自动化系统的可靠性进行评估，并提出相应的调整措施，尽可能地调高TSI系统的运行安全性和可靠性。
参考文献：
[1]杨前华.TSI系统故障原因及可靠性分析[J].新疆电力技术，2014（01）：51-53.
[2]孙语晗.TSI系统出现故障的原因和改进措施及建议[J].黑龙江科技信息，2013（31）：114.
[3]郭迎宾，杨勇波，周世盼.汽机安全监视系统故障原因及运行可靠性的技术要求[J].河南科技，2011（20）：83.
[4]施凤根.TSI系统故障原因分析及整改措施[J].工业仪表与自动化装置，2010（03）：98-101.
作者简介：李维敏（1978-），男，本科，工程师，主要从事：火电厂热控技术管理工作。