1. 1 本特利 3300/46 斜坡式胀差监测系统的工作原理
在机组正常运行中，胀差传感器固定在缸体上，而传感器的被测金属表面铸造在转子
上，因此汽缸和转子受热膨胀的相对差值称为“胀差” (一般习惯将转子的膨胀量大于
汽缸的膨胀量产生的差值做为“正胀差”，反之为“负胀差”) 。该差值被涡流传感器 A
和 B做它和转子上被测表面的相对位移利用其“输出电压与被测金属表面距离成正比” 的
关系，并利用转子被测表面加工的 8°斜坡将传感器的测量范围进行放大，其换算关系如
下：
δ =L×Sin8° (式 1－1)
(δ：本特利传感器与被测斜坡表面的垂直距离；L：胀差)
如果传感器的正常线性测量范围为4. 00mm(即δ=4. 00mm)，则对应被测胀差范围 L 为：
L=δ/Sin8°=4 00/Sin8°=28. 74mm
由上式可知：胀差传感器利用被测表面 8°的斜坡将其 4. 00mm 的正常线性测量范围扩
展为28. 74mm 的线性测量范围，从而满足了对 0－20mm 的实际胀差范围的测量。传感器将其与被测斜坡表面的垂直距离转换成直流电压信号送至前置放大器进行整形放大后，输出
0－24VDC 电压信号至 3300/46 斜坡式胀差监测器， 分别将 A、 B 传感器输入的信号进行叠加运算后进行胀差显示， 并输出开关量信号送至保护回路时进行报警和跳闸保护。 同时输出 0－10VDC、 1－5VDC 或 4－20mA 模拟量信号至记录仪。
1. 2 本特利 3300/20 轴位移监测系统的测量原理
由于本特利3300/20 轴位移监测系统出厂设计为：当测量回路开路或机组的轴向位移
达到报警或跳闸值时均会发出报警和跳闸信号，故一般采用4只传感器，分别送入两个
3300/20 轴位移监测器，两两相“与”后，再将两个监测器的开关量信号输出相“或”做
为跳机保护条件较可靠。现以一只传感器为例说明其工作原理。单只轴向传感器的工作原
理与单只胀差传感器的工作原理一样。都是利用涡流传感器将其与被测表面的位移转换成
电压信号送至前置放大器，经整形放大后，输出0－24VDC 电压信号，送至 3300/20 监测
器进行信号处理，输出开关量信号至汽轮机跳闸保护系统实现保护功能。同时送出4－
20mA、0－10VDC或1－5VDC模拟量信号至记录仪。
2. 1 胀差、位移监测系统传感器的零位锁定必须参考的因素
a 大轴推力瓦的间隙△值。
b 大轴位置(即大轴推力盘已靠在推力瓦的工作面或非工作面) 。
c 胀差、位移监测器及传感器的校验数据。
现以N 300－16. 7 /538/538 型汽轮机组为例，分别介绍3300/46胀差和3300/20轴位移监测保护系统的零位锁定。胀差、轴位移监测传感器均采用本特利3300系列81724－00－07－10－02 型涡流传感器已知△=0. 36mm，胀差监测器量程为0～20mm，轴位移监测器量程为＋1. 25mm，大轴推力盘靠在工作面，
2. 2 3300/46 斜坡式胀差传感器的零位锁定步骤：
1) 因 3300/46 监测器的设计量程为0－20mm，而实际机组停运后会产生约0－2. 50mm
的负胀差，因此传感器安装零位对应监测器的显示为＋2. 50mm。此种型号的传感器安装基准电压为－10. 00VDC，按此电压将A、B传感器分别固定，此时，3300/46 监测器应显示＋10. 00mm，然后利用千分表和可调拖架将A、B传感器同时托差方向调整7. 50mm，此时监测器的显示应为＋2. 50mm。
2) 若大轴推力盘靠在工作面，等于将大轴从推离瓦的中间零位向机头推了1/2×△mm，应利用可调拖架将A、B传感器同时再向胀差方向调整1/2×△mm 后，将可调拖架锁定即可。此时，A、B传感器的间隙δ1、δ2可按下式推算：
δ 1=δ AO＋(1/2×△＋7. 50) ×Sin8°
δ 2=δ BO－(1/2×△＋7. 50) ×Sin8°
式中：δAO、δBO为A、B传感器的安装基准电压－10. 00VDC 安装时，传感器与其被
测表面之间的间隙。最终零位锁定后，应记录A、B传感器的输出电压。
3) 若推力盘靠在推力瓦的非工作面，则在完成第2步后，利用可调拖架将A、B传感
器同时再向胀差的反方向(机头方向) 调整 1/2×△mm 后，将可调拖架锁定即可。此时，
3300/46 监测器应显示为＋2. 70mm。δ1，δ2 可按下式推算：
δ 1=δ AO－(1/2×△－7. 50) ×Sin8°
δ 2=δ BO＋(1/2×△－7. 50) ×Sin8°
2. 3 3300/20 轴位移监测系统的零位锁定：
因四只轴位移传感器均无可调拖架， 故以传感器的零位电压计算值锁定较为准确可靠。 已知：△=0. 36mm，大轴推力盘靠在工作面，3300/20 监测器量程为＋1. 25mm，传感器灵敏度 F=4. 00V/mm， 零位安装电压 V0=－10. 00V， 则零位电压 X 的计算：
X=VO－F×1/2×△=10－4. 00×1/2×0. 36=－9. 28V最终零位锁定后， 3300/20 监测器应显示为－0. 18mm。
注：若大轴推力盘靠在推力瓦非工作面，则 X 应按下式计算：X=VO＋F×1/2×△
最后，按照计算出的X值安装锁定传感器。监测器显示为＋0. 18mm。
1) 未考虑推轴间隙， 表记则会产生 1/2×△mm 的测量误差。
2) 将 1/2×△mm 的推轴间隙调反，表记则会产生△mm 的测量误差。
3) 胀差监测系统的零位锁定时，未考虑 2. 50mm 的负向胀差余量，造成零位锁定错误。
在实际生产中，出现上述问题，均会导致监测系统产生很大的测量误差，使保护系统
不能正常投入。 因此在实际胀差、位移监测系统的零位锁定中，按照本文所述的零位锁
定方法则可避免此类问题的发生。