LVDT在線故障處理與分析知識分享

摘要：通過我廠發生的多次LVDT故障分析得出，安裝不合理、就地接線鬆動、環境溫度高、LVDT內部損壞等問題。閥門傳動固定架無鬆動；改善安裝環境；接線端子確保固定接線可靠；停機時，進行外觀和端子接線檢查及複緊接線工作；開機前各帶LVDT反饋閥門必須進行全行程活動試驗和反饋信號測量；加強巡檢工作，查看LVDT狀態、環境、伺服卡指示燈是否報警，並查看伺服卡指示燈以及閥門指令與反饋趨勢對比偏差情況進行分析。

引言

LVDT在電廠應用的重要性。LVDT這套係統本身並不是太複雜，但它是DEH調門自動控製的反饋環節，LVDT主要用於汽輪機各進汽調門的閥位控製和閥位顯示，而各進汽調門作為負荷控製的執行機構；所以確保LVDT正常工作就尤為重要。因其在DEH調節中占有重要地位而深受重視。

我廠發生多次LVDT故障,這和很多因素有關。有安裝原因，接線原因，散熱原因，卡件原因等，都會造成LVDT故障。針對這些原因乐鱼官网也做了對應的整改。

當LVDT出現故障，將直接影響機組安全穩定運行和機組負荷變化需求等，同時更影響了發電效益；所以當機組正常運行過程中出現進汽調門LVDT故障時，就要求乐鱼官网熱控人員盡可能的在線消除故障；但是如果處理不當，很有可能導致機組甩負荷、非停等事件。

圖1 安裝實物

圖2 安裝實物

1. LVDT應用中的常見故障

1.1 以下因素均會導致LVDT故障

1) 鐵芯上下移動卡澀、彎曲，導致參數突變

2) LVDT接線鬆動

3) 安裝時初、次級線圈接線錯誤

4) LVDT本身已損壞，無法測量

5) 連杆固定件、密封件鬆脫，晃動大

1.2 原因分析

1) 安裝原因：金屬杆未校正，安裝時未垂直橫截麵，易導致金屬杆彎曲，造成卡澀；（安裝時最為重要的就是要平麵，並且要注意周圍有無磁場問題，盡量遠離磁場。然後被檢測對象要與傳感器材質一致，並且大於探頭麵的1.5倍。

2) LVDT傳感器顯示的參數不正確：一般這種情況大多數屬於定位不準。可以將傳感器取出來重新放置，調整安裝的位置。重新檢查安裝以及線路問題。

3) LVDT位移傳感器輸出不正常：通常表現為磁環脫落、供電不足、接線不牢、安裝不牢及工作盲區等問題，首先調整傳感器的安裝。此外還需要進一步檢查磁環、電源、電線、接線等，有無問題。

4) 設備本身的老化，或內部斷線或者是連接件未安裝牢固，也造成調門反饋波動大。

2. 運行中LVDT故障應對方法

2.1 雙路中單路LVDT故障

不會影響閥門的閥位反饋及機組的正常運行，可解除故障一路LVDT，可以待停機時更換；但是在機組運行狀態下，為保證冗餘備用，最好還是進行在線更換。

2.2 如何判斷LVDT是否有故障

1) 交流電壓反饋型：萬用表測試LVDT的初級線圈及次級線圈的交流電壓（0－5V），為確保不甩錯LVDT，略微調整閥門開度，觀察交流電壓反饋的變化，以確定損壞的LVDT，以便於更換。

2) 直流電流反饋型：測量毫安量，看毫安量與實際位置是否對應略微調整閥門開度，觀察信號變化。

3) 測量線圈電阻通過在伺服卡接線端用萬用表測量LVDT初級、次級線圈電阻值可以端判斷好壞。

4) 外觀檢查通過對LVDT的安裝位置和閥門微調開度時，觀察LVDT鐵芯是否移動正常，鐵芯、線路有無鬆脫現象判斷LVDT是否工作正常。

2.3 其他情況

負荷、調門發生波動，要檢查的項目很多，包括機務專業對液壓油路、伺服閥及閥芯位置檢查，熱控專業要對邏輯進行分析，對DEH各卡件的工作情況進行檢查，但乐鱼官网可以先檢查LVDT的工作情況，化簡查找原因的繁瑣步驟，提高效率。

2.4 如何在線更換LVDT

1) 首先做好安措，對將該閥門關閉和強製，伺服閥的進油截止閥關閉。

2) 更換前對故障的LVDT進行標記，以便新安裝的LVDT與原來的位置盡量相同，然後按預先準備的方案進行檢修。

3) 這個過程運行主管和熱工主管必須到場進行過程監控， 確保整個過程可控在控。

4) 有條件的，可以對調門進行試驗：逐步將閥門的指令由0%至100%，再由100%至0%，比對閥門指令與反饋的一致性，調門的線性等。

5) 試驗結果如完全符合要求，由工況解除指令強製。將DEH投入自動，正常投入使用。

2.5 在線更換LVDT注意事項

現在，貴溪對LVDT在線檢修已經有比較完整的工作包和工藝卡。在線更換故障的LVDT時,必須保持係統穩定，不能出現大的擾動；因LVDT故障造成打閘停機是不可原諒的，如果能在線更換成功將極大減小機組安全運行存在的隱患，而由於機組帶負荷運行，在更換LVDT過程中很有可能使閥門大幅擺動，導致係統出現大擾動甚至造成跳機。因此必須保證更換過程中的每一步均是可控的，閥門實際位置要保持穩定。

3. LVDT故障案例

3.1 案例簡介

LVDT在我廠出現過多次故障，由於其本身參與DEH調節，所以它的故障可以導致主調門波動、甩負荷等重大安全問題。雙路故障可以引起打閘等嚴重影響機組運行的事件。

以2013-2016年為例，三期出現過3次，二期出現過3次（包括小機）。最近的一次為11月8日，#5機組正常運行，負荷30萬，#1主調門突然自行關閉，機組甩50%的負荷，熱工、機務全力查找原因，熱工檢查發現LVDT單路故障，但乐鱼官网的邏輯為二選一，並不會造成調門全關，機務進一步檢查，發現閥芯脫落，但乐鱼官网還是及時更換了LVDT，消除了一個安全隱患。

3.2 案例一

1) 故障現象：

2014年6月28日，熱工巡檢人員發現#5機組A小機伺服卡出現D3、D7指示燈常亮，伺服卡流水燈不亮。他立即向相關人員做了匯報。根據故障說明判斷為LVDT2超限，專業上組織人員進行處理，如下圖3。

圖3

2) D3亮、D7亮原因查找及處理方法

經測量#5機A小機LVDT交流電壓值發現小機進汽調節閥全關時LVDT1次級1電壓值為2.88V，次級2電壓值為3.40V；LVDT2次級1電壓值為0.18V，次級2電壓值為3.44V；通過電壓值可以確認LVDT2次級1電壓值偏低，進一步檢查發現LVDT2次級1線圈引出線藍線鬆脫。

處理方法：將鬆脫藍線進行緊固後測量LVDT2次級1線圈電壓值為2.86V,次級2電壓不變。故障指示D3、D7滅，正常指示D4、D5亮。

主要原因：LVDT安裝位置不好，溫度和振動都有些高，有的必須要搬梯子才能夠到，平常不利於巡檢。

措施：每次停機對所有LVDT及伺服卡進行檢查和緊線工作，為防止振動在固定底板下麵加了橡皮墊子。

圖 4 伺服卡故障

圖5  伺服卡正常

圖6  LVDT線圈原理

3.3 案例二

1) 設備情況介紹：3.1.1 三期640MW機組單個閥門采用單個LVDT，水平安裝，就地接線采用航空插頭插接。LVDT本身帶有變送器，由DEH的vickers卡供電，並通過另一組信號線返回4-20MA信號至vickers卡用於閥門開度的控製。當機組運行中LVDT發生故障時，對應調門會自動關閉，影響機組負荷，因此必須立即對LVDT進行更換。

2) 故障現象：2013年11月12日，08：50 發現#2機DEH畫麵#2中調門開度由72%緩慢下降至67%，後開度繼續下降為55%，熱工人員經過邏輯分析和數據比對，判斷為LVDT故障，做好安措更換LVDT，經檢查LVDT密封環老化，連杆鬆動。2014年4月25日09:12，#2機組負荷加到455MW，A中壓調門自行關至41%，再熱汽壓力由3.59Mpa上升至4.01MPa。負荷降45萬以下，而後A中壓調門緩慢開至100%。09:45檢查確認LVDT間斷報故障。機組負荷穩定在41萬運行 ,熱工檢修LVDT,經檢查LVDT在密封容器裏，溫度太高造成線路接頭老化。

圖7 vickers卡故障

vickers卡檢測到LVDT故障（A03.31卡兩個黃顏色等滅，FF紅燈亮）後，需要對其進行線路檢查和更換。

3) 在線更換方法：

每次更換LVDT,應對邏輯參數詳細不對，確認無誤才可以開始工作。開好工作票，現場確定故障LVDT調門已經全關，並在DEH上將該調門指令強製為全關，關閉伺服閥的進油截止閥。在LVDT杆固定處做好標記，拆除故障LVDT。更換新的LVDT，新的LVDT杆固定位置盡量與原LVDT杆相同。強製閥門開度指令略開閥門，檢查閥門動作正常，反饋正常後，強製閥門開度指令，逐步將閥門開至正常指令位置後解除強製。待停機後對閥門進行調試檢查，整個在線更換過程結束。通過旋轉連接鐵杆的螺絲，調整反饋輸出至閥門關位在邏輯中對應的量值。

圖8  邏輯

邏輯圖中閥門開度=(反饋值-關位值)/(開位值-關位值)*10000=（4481-1000）/(6600-1000)*10000=6216表示當前閥門開度為62.16%

圖9  將LVDT安裝蓋板打孔方便散熱

4. 結語

本文簡要概括了LVDT在我廠發生的多次LVDT故障分析得出，安裝不合理、就地接線鬆動、環境溫度高、LVDT內部損壞等問題。

閥門傳動固定架無鬆動；改善安裝環境；接線端子確保固定接線可靠；停機時，進行外觀和端子接線檢查及複緊接線工作；開機前各帶LVDT反饋閥門必須進行全行程活動試驗和反饋信號測量；加強巡檢工作，查看LVDT狀態、環境、伺服卡指示燈是否報警，並查看伺服卡指示燈以及閥門指令與反饋趨勢對比偏差情況進行分析。對航空插頭一律用廠家直供的產品，盡量不自己焊線，防止工藝要求不到位，引起假焊、脫線。

針對三期現場LVDT溫度高引發故障，乐鱼官网舉一反三對所有的LVDT的密封蓋板打了散熱孔。熱工專業點檢加強對調門的巡點檢，每日查看調門反饋值，發現異常及時匯報。由於三期LVDT故障必須在線更換，所以熱工專業要準備好充足的備件，以防應急。熱控人員加強培訓和安全交底，防止在處理過程中出現人為因素，造成更加嚴重的後果。在更換完成後，要做好事件記錄，便於資料整理，統計和分析，待停機後對閥門進行調試檢查，實驗正常才能說：此項工作結束。