本特利3500系统介绍及探头安装、调试
【摘要】本文介绍本特利3500系统软硬件结构，以及各传感器的测量原理，同事根据笔者多年工作经验对传感器探头的安装与调试进行说明，供大家参考与学习。

【关键词】本特利3500；轴振；轴向位移；电涡流传感器
随着机组容量的增大，汽轮机安全监视与保护，已成为汽轮机的重要组成部分；同时，对汽轮机的各种安全装置的动作的准确性和可靠性提出了更高的要求。

汽轮机的安全检测系统是对汽机的转速、轴承振动、轴向位移、高低压缸差胀、盖振、偏心、绝对膨胀进行时实监测，并当某一参数越限时，监测系统及时的发出报警或跳机信号，保护汽轮机设备运行安全。

耒阳电厂汽轮机安全监测系统使用了本特利3500型监测系统，其方便的软件组态形式和可靠硬件质量，将为电厂的安全运行提供了有力保障，本人根据多年工作经验跟大家分享一下本特利3500系统结构以及传感器的安装与调试。

一、系统结构
1.1仪表框架部分
仪表框架部分包括：电源输入模块1个，框架接口模块模块1个，两通道键相监测模块1个，四通道电涡流位移传感器或速度加速度传感器监测模块4个、四通道差胀或轴向位移监测模块2个，两通道的转速监测模块1个。

四通道的继电器模块2个。

1.2现场传感器部分
传感器部分主要有：各种涡流监测探头和速度式探头、延长电缆和前置器及信号线。

1.3计算机及软件
3500软件包包括：框架配置软件；数据采集/服务器软件；操作员显示软件。

各种监测模块的内部设置，可以通过连接装有框架组态软件的计算机的RS232接口和框架接口模块的组态专用接口，在计算机上设置好各模块的参数，下装到各模块，及完成对各监测器的量程、报警点、探头类型和继电器输出的设置。

1.4电涡流传感器监测原理
电涡流传感器是根据涡流效应原理工作的，涡流传感器的线圈L与一个电容C并联，构成一个并联谐振电路。

由前置器内的晶体振荡器供给稳定的高频电流来激励，在线圈周围产生高频交变磁场俑，当被测主轴靠近次交流磁场φ用范围时，在被测主轴表面产生电涡流，而此电涡流又产生一个新交变磁场来阻碍主磁场的变化，这一过程将消耗能量，因而使线圈的Q值发生变化。

在被测主轴与传感器之间的间隙d改变时，传感器线圈的Q值也随之变化。

在电路中线圈Q值与线圈是电感量之间的关系为：
Q=XL/R
式中L——线圈是电感量；R——电路中的祸合电阻。

上式说明，线圈的电感量随Q值变化而变化，亦即随间隙d的变化而变化。

而线圈电感量的变化，使线圈的输出电压U发生变化。

这样涡流传感器便将间隙d的变化转变成电压的变化。

信号经前置器放大以后为0—24VDC信号进仪表框架。

二、TSI探头的安装与调试
2.1轴承振动传感器探头的安装
轴承振动传感器一般为φ8mm灵敏度7.87V/rnm 的电涡流探头，分别装于各轴承处。

同时每个轴承处安装两只互成90°，垂直于轴承，探头与水平方向的夹角为45°，分别测量X、Y方向上的振动。

安装间隙电压应为传感器输出特性曲线确定的线形中点位而定，φ8 mm灵敏度为7.87V/mm的探头，安装间隙电压为—9.75V或1.2mm左右。

由于传感器线形电压范围大大超过测量范围，所以安装间隙允许有较大的偏差，只要保证测量范围在线形段内即可，但为了满足故障诊断和可靠性的需要，一般要求安装电压9.75土0.2V。

2.2轴向位移、高低压差胀传感器的安装
轴向位移测的是推力轴承相对汽缸的轴向位移，在机组运行过程中，使动静部件之间保持一定的轴向间隙，避免汽轮机内部转动部件和静止部件之间发生摩擦和碰撞。

耒阳电厂300MW机组有两个轴向位移传感器，探头安装在2号轴承处，在同一支架上并列安装，探头朝向低压缸方向，探头型号为7200型φ14mm 探头，灵敏度为3.937V/mm，前置器供电电压为—24V。

大轴相对于汽缸的设计零点为止推轴承靠在工作瓦面为大轴零位。

在安装轴向位移和低压差胀传感器前，首先要把大轴推到零位，然后按要求安装，轴向位移的量程范围为—2 mm 一+2mm，安装电压—9.75土0.2V。

高低压差胀探头为不带前置器φ25mm涡流探头，灵敏度为0.8V/mm，因为高低压差胀都是朝着发电机方向安装，要使高低缸差胀测量范围均在线形范围之内，按照探头线性中点及量程范围—2——10mm 定位。

探头零位的安装电压可按下式计算：
高压差胀探头零位安装电压：探头线性中点电压（—6.95V）—探头灵敏度（0.8V/mm）*4
低压差胀探头零位安装电压：探头线性中点电压（—6.95V）+探头灵敏度（0.8V/mm）*4
所以，高压差胀探头零位安装电压为—11.10 V；低压差胀探头零位安装电压为—3.8V。

2.3大轴偏心传感器的安装
偏心度的测量是监视大轴的弯曲程度。

偏心的测量是通过偏心探头和键向探头共同完成的，均为φ8m灵敏度为7.874V/mm的涡流探头，键相器探头监测轴上一个凹槽，当轴每转一周，在探头上产生一个脉冲电压，提供计算偏心峰一峰值的频率。

探头的安装间隙电压都为一10V，注意键相探头的安装，不要正对着槽位安装。

键相器也为振动提供相位信号，以便对振动进行分析研究。

2.4转速探头的安装
汽轮机转速探头也为φ8mm灵敏度为7.874V/mm的涡流探头，监测的是大轴上有60个齿的齿轮，通过把监测到的脉冲电压序列，转换成频率的信号，计算出汽机转速口探头安装距离一般为距齿端1.1 mm左右，安装时用塞尺测量比较方便。

三、结束语
全软件化的组态画面，使3500系统在调试安装时更直观方便。

可靠的硬件质量，为电厂长期稳定运行提供了有力的保证。

另外，为了提高3500系统测量的准确性，在安装探头时，一定要做到精益求精，尽量减少零位偏差。

值得一提的是在安装轴向位移和高低缸差胀时，大轴零位一定要统一，避免汽机大轴零位不一致带来测量误差。

汽轮机安全监视系统在机组运行过程中起重要作用，随着科学技术的发展和机组运行水平的提高，对电厂机组的运行安全性的要求也越
来越高，汽轮机安全监视系统还有待进一步发展和研究。

参考文献
[1]3500安装与维护
[2]本特利3500系统使用手册。