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0FJR—IIA型发电机绝缘过热监测装置说明书华北电力科学研究院有限责任公司北京华科兴盛电力工程技术有限公司二○○九年0华北电力科学研究院有限责任公司北京华科兴盛电力工程技术有限公司地址：北京市西城区复兴门外地藏庵南巷1号邮编：100045电话：（010）88072032传真：（010）880720381FJR－ⅡA型发电机绝缘过热监测装置说明书23FJR－ⅡA型发电机绝缘过热监测装置一、前言FJR―ⅡA型发电机绝缘过热监测装置，是应用九十年代高新技术对FJR－Ⅱ型装置进行技术改进研制的智能型装置。它是国内领先水平的发电机在线监测装置，也是华北电力科学研究院有限责任公司的高新技术专利产品。该装置适用于不同容量的空冷、氢冷和水冷发电机组，在线监测发电机内部绝缘过热事故隐患，它是早期诊断发电机绝缘过热故障的一种较灵敏装置。通过故障采样，经过色谱分析，能够区分发电机定子线棒、铁芯和转子绕组等不同部位的绝缘过热故障。FJR－ⅡA型装置是智能型仪器，灵敏度高，抗干扰能力强，能自动故障判别、自动报警、自动追踪、自动打印和智能储存。在现场调试简单，维护方便，运行安全。FJR－ⅡA型同FJR－Ⅱ型的区别在于FJR－ⅡA型装置为同功能一体化，不设小机箱，减少安装工作量。二、主要技术性能1.工作条件环境温度：0～50℃相对湿度：≤85％电源：AC220V50Hz容量：100VA使用方式：连续运行安装位置：在6米平台发电机下部2.主要技术指标工作压力：满足5.3×105Pa为额定氢压及以下的汽轮发电机组检测流量：2～6L/min4取样流量：10L±0.5L/min取样容积：100L以上零点漂移：正常运行24小时，零点漂移不大于表计全量程的±3％电流指示：正常运行时100～110％报警整定值：75％±1％检测灵敏度：机内绝缘局部过热面积（包括绝缘漆退色）为12㎝2时，电流下降百分率不小于30％绝缘水平：电源输入回路对外壳的绝缘电阻＞500MΩ交流耐压：1500V记录纸更换周期：每年1～2次3.性能及特点该装置具有适应性强，液晶显示，智能化程度高的特色。（1）适用于不同容量，不同冷却方式的发电机组。（2）具备故障判断、故障曲线显示、故障追踪和储存功能。（3）具有灯光报警和自动取样功能。（4）具备时间显示和时间记忆的功能。（5）根据用户需求可提供4～20mA信号输出与DCS相连，进行信号记录处理。（6）调试简单，维护方便，安全可靠。4.外型尺寸和重量560×470×340mm重量：50kg外部联接管材及阀门：Φ18～Φ25不锈钢管及与管径匹配的不锈钢阀门（现场自备）。三、检测原理FJR－ⅡA型装置在线检测需接通冷却气体管路，将联接管路与发电机本体构成密闭循环系统。在发电机风扇压力作用下，使机内的冷却气体流经装置内部。冷却气体介5质在受到离子室内α射线的轰击，使冷却气体介质电离，产生正、负离子对，又在直流电场作用下，形成极为微弱的电离电流（10-12A）。电离电流经放大器（约1010倍）放大后，送电流表显示。如果发电机运行中，其部件绝缘有局部过热时，过热的绝缘材料热分解后，产生冷凝核，冷凝核随气流进入装置内。由于冷凝核远比气体介质分子的体积大而重，负离子附着在冷凝核上，负离子运行速受阻，从而使电离电流大幅度下降。电离电流下降率与发电机绝缘过热程度有关。经试验确定，当电流下降到某一整定值时，代表着绝缘早期故障隐患的发生和存在，装置及时发出报警信号。运行人员可根据报警信号频度，结合其它检测仪表指示，综合判断故障隐患的发生和发展，有计划地提早采取相应措施，避免因绝缘过热故障的扩大而导致后期烧毁发电机的重大事故，以此提高发电机的运行安全性。FJR－ⅡA型发电机绝缘过热监测装置的电气框图由图3所示；报警过程流程图参见图4所示。四、结构及面板布置FJR－ⅡA型发电机绝缘过热监测装置的前面板布置图。参见图1。1.检测系统主要包括如下组件过滤器、三通电磁阀、离子室、检测流量计、取样电磁阀、取样管、取样流量计、信号放大器、微型控制器及指示电路等。检测系统的气路及平面布置，见图2所示。2.监测系统主要包括如下组件单板微处理机、液晶显示器、打印机等。61取样流量计2检测流量计3电离电流表4指示灯5液晶显示屏6打印机图1FJR－ⅡA型面板布置图北京华科兴盛电力工程技术有限公司BEIJINGHUAKEXINGSHENGELECTRICPOWERENGINEERINGTECHNOLOGYCO.,LTD71.四通管14.取样管2.过滤器15.检测流量计3.离子室16.取样流量计4.放大器和微控器17.+5V电源5.隔离变压器18.±15V电源6.三通电磁阀19.加热变压器7.二通电磁阀k0短路开关8.卡套k1报警指示灯复归键9.端子排k2手动过滤和手动取10.进气孔样，正常运行时处11.出气孔于“运行”位置12.排气孔13.电流表图2检测系统气路及平面布置图8图3发电机绝缘过热监测装置电气框图微电流放大9图4报警过程流程图10五、装置的安装FJR－ⅡA型装置安装在发电机6米平台。1.在氢冷发电机组上的安装：装置放置在6米平台，距封闭母线较远的地方。周围环境要求震动小，干燥、明亮、清洁，靠近控制室侧，便于运行巡视。位置确定后，加工一个支撑架，以便放置机箱。参见图11。发电机本体与装置的连接管路系统，可参照图8所示。一般机组采用基本形式见图9所示。对于新机组（如上海电机厂300MW以上机组）管路连接方式，已有设计图纸，设有专用管路，建设方可照图施工。2.氢气管路系统安装技术要求：①进入发电机内的正、负气压引气管，要高出底部约100～150mm，并在管子端部，放一个防进油（或水）的通气护罩；正、负压引气管，也可以沿机壳内壁接长上升300mm～500mm，两管头上加装油伞，以防止油、水进入引气管内，确保氢气流量畅通无阻。②连接管路中的每一个阀门，要求选择合格的与所用管材直径匹配的不锈钢阀门，开得起，关得严，以保装置能自由投入或退出运行检修维护。（现场自备）③连接管路的管材，一般选Φ18～Φ25mm，壁厚1～2mm的不锈钢管。（现场自备）④连接管路在水平方向段，必须留有坡度约10°，且无塌陷现象，以防氢气流量不足。⑤水平连接管路在与发电机干燥器管道连接处，引气管头向下弯约30°～45°弯度，再与干燥器（或去湿器）竖管焊接，使气流上升，油（水）下降，气、油分离。而且焊接点要尽可能靠近发电机底部，约1米处。⑥机箱的两侧，均要安装UB－Ⅱ型无电进油自动闭路器（简称UB器）。注意UB器方向不得安错，带黄铜帽的一侧，靠近机箱侧，两侧对应安装。UB器上的箭头方向，是指油从发电机本体来的方向，不是气流方向，要特别注意11方向。应是UB器的箭头相对方向安装（UB器由厂家提供，详见说明书）。3.空冷发电机组上的安装①机箱一般安放在出风净化冷却室外，震动较小的地方。也要按照图11所示做个支撑架。②空冷机组，一般对大气压差低，气流量小，必须安装一台旋片式真空泵，其抽气管口应接在图2所示的排气管口（12），以保证装置在发生报警时的取样流量。因此，要在支撑架下面置一块厚2－3mm的钢板，以固定真空泵。在机箱后面板上，设有交流220V电源端子，专供真空泵用，不得它用。③空冷机组的连接管路管材，一般采用Φ30～Φ40mm的无缝钢管。进气管要安装在风压较大的地方，并安装一个阀门；出气管路与机组回风箱连接形成风循环系统。（现场自备）④装置供电要求提供可靠的交流电源220V（单相三线插座），接线见图6所示。空冷发电机组上的安装方法同样适用于双水内冷发电机组。六、装置的调试1.检测系统气路调试（1）管路连接完毕后，同发电机本体一起做充压检漏试验和吹气排污试验。以上步骤在发电机启动前进行。（2）通电前，要首先检查装置内部有无异常情况，并予以处理。对于氢冷机组，应按顺序打开一次阀门1和3号；再打开阀门4和6号；待合格氢气出来为止，关闭3和6号；随后，慢慢打开装置进气阀门2号，再打开装置出气阀门5号。这时流量计截门均在关闭位置。注意UB器是否出现闭合，若闭合，参照UB器说明书进行处理，使之正常。（3）7号和8号阀门用于检修装置时氢气的置换，平时12装置运行时处于关闭状态。（4）拨动机箱内的放大器短路开关Ko在短路位置，启动电源开关，给装置送电，然后调节“检测流量计”截门，气流上升，这时，电流表应有指示，应继续增加氢气流量，使电流表指示在100～110％左右。将流量计截门锁紧不动，防止运行中偏离。（5）做模拟试验。这时不涉及主控运行值班人员。模拟试验由厂家来做。在报警红灯亮时，可调节“取样流量计”截门，使其氢气流量在10L左右。取样流量调整完毕后，要固定截门位置。至此，气路调试完成。关闭电源开关数秒后，再通电启动（此操作起到装置重新复位作用）。（6）对空冷发电机，因无氢气比较安全，参照（2）、（3）、和（4）调试即可。空冷机组在调节取样流量时，真空泵也应自动启动。取样流量，必须在真空泵工作时，才能调上去。2.监测系统的调试（1）检查液晶显示屏上应有如下显示：电流百分率„„„％发电机状态正常仪器状态正常（或故障）时间年月日时分秒（2）时间校对。时间指示是长储型，出厂前已调整。若发现时间有误差，可以随时调整，其操作程序如下：①按“ENTER”键，屏上有光标显示。②按“”键，使光标移至“年”位上。③按“＋”或“－”键，校正本年数字。④按“”键，使光标移至“月”位上，依此类推，将年、月、日、时、分校正完毕。⑤按“ENTER”键，复原。（3）按照打印机说明，检查打印机走纸情况。以上操作完成，监测系统处于工作状态，等待联机调试。133.整组调试在完成检测系统气路、监测系统两部分调试工作之后，装置通电，做整组试验。（1）检查机箱内放大器短路开关Ko是否在短路位置，显示屏上显示电流百分数值。（2）整机模拟调试，其步骤如下：①旋转检测流量计截门，调节流量使电流指示由100％降至75％以下，稍等片刻出现如下反应：指示灯变化“过滤”黄灯亮液晶屏显示仪器状态：过滤②约等20秒钟，调节流量使电流恢复至100％。③“过滤”指示自动消失。④当“过滤”指示消失约5秒后，再调节电流指示至75％以下。稍后，便产生模拟“报警”信号。⑤故障报警显示如下：指示灯变化“报警”红灯亮液晶屏显示显示分段报警曲线⑥待60秒后，再调节流量使电流达到正常值100％～110％之间。⑦经9分钟后，打印机自动送出一条具有记时的模拟报警曲线。指示灯变化绿灯亮、红灯亮液晶屏显示仪器状态：“报警”同时，该次报警曲线，自动储存在控制器中（控制器可累计存储五次报警数据），以备查询。此后，装置操作被锁定（在锁定期间，现场人员若对装置进行操作，或调取存储数据，可将装置断电重新通电即可）。待60分钟后，装置自动解除锁定，显示屏“仪器状态”显示：“正常”，按复位键关闭红灯，装置恢复正常运行状态。整机调试结束。14七、装置运行操作与故障判断处理1.氢气管路的操作在氢冷发电机上，对FJR－ⅡA型装置安全正常运行最重要的是防止发电机在开、停机过程中，出现漏油进入装置内部。漏油会造成装置无法工作。因此，装置的氢气管路的正确操作十分重要，不可忽视。下面将开机或停机准备工作中，有关装置管路操作程序叙述如下。（1）开机准备：①当发电机准备启动前，关闭1－6号所有阀门，参见图8所示。②当发电机启动完毕，运行正常后，准备投入FJR－ⅡA装置。③排放油污。交替打开阀门1和3，逐步排放进气管中的油污，直至排净为止，关闭阀门3；然后交替打开回气管路中阀门4和6。排污后，关闭阀门6。在排放中，不得过快，防止氢气大量外排不安全。④装置通氢气运行，顺序缓慢打开阀门2和5。不得过快，否则UB器在气体冲击下容易出现闭锁现象。装置面板上的流量计截门，调整好后，切忌乱动。（2）停机准备：当发电机停机前，运行人员务必先关上装置两侧进、出气阀门2和5；随后才关1和4阀门。切记。2.故障判断处理导则（1）当装置发生报警时，运行人员通知专责人员，查明原因。（2）运行人员要观察发电机运行参数变化，特别注意湿度检测，风温变化及发电机本体有无异常