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汽輪機系統安全監視實訓平臺
1 概述
汽輪機安全監視系統是一套集成保護與監測功能的永久性監控系統，對于大型旋轉機械而言至關重要。TSI系統能夠可靠地監視和記錄機組在啟動和運行過程中的關鍵參數，不僅能夠顯示機組的運行狀態、記錄輸出信號、實現數值越限報警，還能在出現危險信號時自動停機，并為故障診斷提供數據支持。因此，TSI系統被廣泛應用于300MW至600MW的汽輪發電機組。
2 TSI的工作原理
廣泛應用的傳感器包括電渦流傳感器、電感式速度傳感器、電感式線性差動變壓器和磁阻式測速傳感器等。以電渦流傳感器為例，它由探頭、接長電纜和前置器組成。前置器產生低功率無線電頻率信號（RF），該信號通過延伸電纜傳輸至探頭端部的線圈。當導體材料接近探頭頂部時，會在導體表面形成電渦流，導致RF信號能量損失，這一損失大小是可以測量的，且與導體表面距離探頭頂部的距離成反比。傳感器系統利用這一能量損失產生一個與測量間隙成正比的輸出電壓。前置器由高頻振蕩器、檢波器、濾波器、直流放大器、線性網絡及輸出放大器等組成，將高頻信號解調成直流電壓信號，并通過低通濾波器去除高頻殘余波，再經直流放大器、線性補償電路和輸出放大處理后，得到與被測物體和傳感器之間的實際距離成比例的電壓信號。前置器的額定輸出電壓為-4~-20V（線性區）。
監測系統，也稱為框架，由電源、系統監測器和監測表三部分組成。電源為監測表及傳感器提供規定的電源；系統檢測器檢驗供電水平以確保系統正常運行，并控制報警點的設置和系統復位；監測表顯示傳感器系統是否正常運行，并在越限時報警。
3 TSI系統監測的基本參數
1）振動參數
振幅：表示位移、速度或加速度，是振動強弱的標志。
頻率：通常表示為機器轉速的倍數，如1x、2x、3x等。
相角：利用鍵相位移傳感器獲取軸的相位參數信號。
振動形式：指其自身的固有振動形式，可在示波器上顯示。
振動模式：監測機組的任何一對XY探頭可提供轉子在某特定位置的運動情況。
2）位置測量
偏心位置：測量軸頸軸承處軸的穩態位置。
軸向位移：測量推力環到推力軸承的相對位置。
低轉速偏心：指轉子工作間歇時的彎曲量。
脹差：指轉子與機殼之間由于熱膨脹量不一致所引起的膨脹之差值。
機殼膨脹：提供基礎與機殼相對脹差的數據。
3）其他參數
速度：轉子的速度測量是標準程序。
溫度：軸向和徑向軸承的溫度變化越來越受到重視。
相關性：影響機器運轉的溫度、壓力、流量等參數的相關程度對分析整個系統極為重要。
4）早期軸斷裂監測
觀察轉子一倍頻或二倍頻時振動向量的變化是監測軸斷裂的最佳標志。
4 TSI的基本組成
其基本結構和組成都可以概括為三個部分：傳感器系統、監測系統和前置器。傳感器系統負責將機械量（如轉速、軸位移、差脹、缸脹、振動和偏心等）轉換為電參數（頻率f、電感L、品質因素Q、阻抗Z等），并通過現場連線將電參數信號傳輸至監測系統，后者將信號轉換為測量參數以供顯示、記錄和信息處理。
5 基本實訓項目
利用我們現有的本特利拆下來的舊備件，建立一個能靜態、動態校驗渦流探頭及速度探頭（加速度）探頭的平臺。測量參數選相對振動、機殼振動、轉速3個。
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