汽轮机组热工保护.ppt

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1、汽轮发电机组的热工保护对汽轮机组进行监测保护的意义？随着汽轮发电机组容量的不断增大，蒸汽参数不断提高，热力系统越来越复杂。为了提高机组的热经济性，汽轮机的级间间隙、轴封间隙都选择得比较小。由于汽轮机的旋转速度很高，在机组启动、运行或停机过程中，如果没有按规定的要求操作控制，很容易使汽轮机的转动部件和静止部件相互摩擦，甚至碰撞，引起叶片损坏、大轴弯曲、推力瓦烧毁等严重事故。为了保证机组安全启停和正常运行，需对汽轮机组的轴向位移、偏心度、差胀、振动、转速、油动机和同步器行程等机械参数进行监控，并对轴承温度、油箱油位、润滑油压、

2、高压缸上下壁温差、汽缸进水、凝汽器真空等热工参数进行监视和保护。当被监控的主要参数超过规定值(报警值)时发出报警信号；在超过极限值(危险值)时保护装置动作，关闭主汽门，实行紧急停机，避免发生重大恶性事故。对汽轮机组的监测由TSI完成3.1传感器传感器可分为电量参数变化型与发电型两类。电参数变化型传感器是将机械参量转换成电学参数，如电阻、电容、电感等。由于它本身不能产生电信号，因此，必须接入具有辅助电源的基本测量电路中。常用的有电涡流式、电容式、电阻式传感器等。发电型传感器是将被测机械参量直接变换成电信号，它本身能产生电信号

3、，无需辅助电源，常用的有磁电式、压电式传感器等。电涡流传感器的特点：非接触测量，结构简单、灵敏度高、测量线性范围大、不受油污介质影响，抗干扰能力强。常用来监测轴向位移、振动、主轴偏心度、压力、温度、转速、电导率、厚度和间隙、金属材料表面缺陷和裂纹等电感、涡流及其变换原理1.电磁感应一切物质由原子组成，原子又由带正电的原子核和带负电的电子组成。电子在原子核外层绕核不停地运动，同时还自旋。运动着的电子相当于一个闭合回路的电流，在其周围产生磁性，因此物质的磁性是由电子在原子中的旋转运动所引起的。既然运动着的电荷产生磁场，那么导线

4、中通过电流亦将在其周围空间产生磁场，反之，闭合导线切割磁力线时也能产生电流。另外，当通过一个闭合导电回路所包围的面积有磁通变化时，回路中亦会产生电流，这种由于磁通变化而产生电流的现场称为电磁感应现象，所产生的电动势为感应电动势，所产生的电流为感应电流。楞次指出了感生电流的方向—它所产生的磁通总是企图阻碍原来磁通的变化。法拉第则指出了闭合回路中的磁通量（）发生变化时，回路中产生的感应电动势（）的大小正比于磁通的变化率，即可用电磁感应定律描述为式中：为线圈的匝数。2.自感系数线圈中通以电流时就会产生磁通，若电流随时间变化，则所

5、产生的磁通也随时间变化，交变着的磁通将在线圈自身回路中产生感应电动势，其大小为这一现象称为自感现象，所产生的电动势为自感电动势。称为自感系数，简称自感，其大小与线圈匝数、几何形状以及线圈中铁芯的磁导率有关。3.互感系数两个线圈1和2放得很近时，电流流过线圈1产生磁通，它穿过线圈2的那部分磁通在线圈2中将产生感应电动势—互感电动势：式中，为互感系数，简称互感，。同理可知，线圈2中的电流也在线圈l中产生互感电动势：两个线圈的互感系数与线圈的匝数和的乘积成正比，与两个线圈的形状、大小、相互位置及周围媒质的磁导率有关，常用耦合系数

6、来描绘两个线圈耦合的程度：与两个线圈的相互位置和方向有关（）。当两个线圈的轴线一致时，靠得越近，耦合得越紧，值越大，耦合系数也随着增大。4.涡流及其变换原理如果在上图中，用一块金属板代替线圈2，则在金属板内会产生感应电流，根据电磁感应定律，这种电流呈旋涡形状，故称之为涡流，涡流的大小与金属体的电阻率、磁导率、厚度以及线圈与金属块的距离、线圈的激磁电流角频率、电源等参数有关：事实上，金属导体内的涡流难以直接测量，但涡流所产生的磁场对原激励磁场产生影响，使原边线圈的品质因素及等效阻抗和等效电感发生变化，因此借助于对、、的测量，

7、可得到相关的一些参数。对于稳频稳幅的交变电源和均质的金属导体：它表明阻抗近似为距离的单值函数，配以适当的电路，可将的变化成比例地转换为电压变化，实现“位移-电压”转换。若采用高频振荡电源，则在的近似下，对的偏微分可近似为由此可得到下述结论：（1）阻抗受耦合系数影响较大，但耦合系数主要与其探头与金属导体的距离有关。（2）探头内阻、金属导体的内阻和自感系数对阻抗的影响较小。（3）增加探头的电感与提高振荡频率有利于测量阻抗。从回路的品质因素角度出发，也可探讨出影响电涡流传感器的因素。回路的品质因素定义为无功功率与有功功率之比，有

8、由此可见：（1）耦合系数K增大（即探头线圈与金属导体的距离小），品质因素会下降。（2）r1和r2大，则对提高回路品质因素不利。（3）探头线圈L1和金属导体L2大，品质因素大，所以应增大探头线圈的电感L1，以获得较大的线性范围。（4）增加角频率ω，能提高品质因素。有利于改善回路性能，所以宜采用高频测量。两