漏氢检测FJRIIA装置说明书1.docx

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漏氢检测FJRIIA装置说明书1

FJR—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○○六年再版

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：

北京市西城区复外大街地藏庵南巷1号

邮编：

100045

电话：

（010）68033998

（010）88072032

传真：

（010）68033232

FJR－ⅡA型

发电机绝缘过热监测装置

说明书

FJR－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，经过质谱分析，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：

AC　220V　50Hz

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/min

取样流量：

　5～10L/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）具有声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）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不锈钢管和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。

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Φ25～Φ30mm的普通钢管。

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。

3.整组调试

在完成检测气路、监测两部分调试工作之后，装置通电，做整组试验。

（1）拨动机箱内放大器短路开关Ko放在非短路位置，显示屏上即显示电流百分数值。

（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50％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50％以下。

稍后，便产生模拟“故障报警”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

故障曲线分段显示

报警发声器

发报警声响五秒钟停

⑥待2分钟后，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故障曲线。

同时，该次故障曲线，就自动储存在控制器中，以备查询，装置自动恢复到正常运行状态。

⑧至此，整机联机调试全部完毕。

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在发电机在开、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。

报警响声经5秒钟后自动消失。

（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情况。

（3）察看FJR－ⅡA型装置运行状况，装置电流指示是否下降。

若电流降低，应查明装置管路内是否有油；气流量是否减小。

油闭器（UB）是否关闭。

（4）若气流量正常，同运行中的数值变化不大，电流确实减小，及时检查发电机绝缘有无异常，检查装置本身有无缺陷。

这时，装置会有故障曲线送出。

正确的故障曲线变化规律，参见图5.A所示。

变化规律不符合此规律的曲线，不属正确报警，应查明其它原因。

（5）判定发电机绝缘过热故障报警后，进行取样工作。

取样步骤是：

断开电源；关闭氢气管路阀门1－6：

从机箱内取下“取样管”，换上备用取样管；然后，恢复运行状态。

恢复装置运行程序，参照调试程序办理。

（6）速将故障取样管，送往北京华科兴盛电力工程技术有限公司进行色谱分析，为发电机故障分析提供科学依据。

（7）发电机绝缘过热故障报警，为早期预报，从第一次报警到故障的明朗化，有个发展过程，必须随时注意到报警频次的发展和资料的积累。

故，要建立发电机绝缘过热报警的故障档案，为电厂领导研究问题随时提供科学依据。

（8）发电机绝缘过热监测工作，要设专人管理。

专责人的任务有三条：

①了解FJR装置的基本维护知识；

②定期巡回检查调整装置运行工况至最佳；

③随时向有关领导提供发电机绝缘过热故障发展趋势，为机组的安全运行做参考。

（9）装置中存储报警信息曲线的提取。

当发电机有绝缘过热报警发生后，监测装置会自动存储故障记录曲线及相应的时间记录，专业人员可以提取本次故障报警相同的曲线记录，每次可打印出一份。

提取记录曲线的程序如下：

①按键“ENTER”，屏上显示光标点在闪动。

②按键“”重复按键，光标依年、月、日、时、分顺序移动，至原始起点为止。

③按键“＋”，屏上显示“？

”。

④按键“－”，屏上显示“有”。

⑤按键“ENTER”，会听到打印机启动，等打印完毕，自动停止，一份完整的记录曲线送出。

北京华科兴盛电力工程技术有限公司

BEIJINGHUAKEXINGSHENGELECTRICPOWER

ENGINEERINGTECHNOLOGYCO.,LTD.

1　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1　　FJR－ⅡA型面板布置图

1.四通管　　　　　　　　　　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报警指示灯及自保

9.端子排　　　　　　　　　持空接点R1（图6

10.进气孔所示）复归键

11.出气孔k2手动过滤和手动取

12.排气孔样，正常运行时处

13.电流表于“运行”位置

图2检测系统气路及平面布置图

图3发电机绝缘过热监测装置电气框图

图4报警过程流程图

图5打印的报警曲线

注1：

S：

电源开关。

F：

电源保险1.5A。

CS：

电源AC220V。

E：

接地点。

CC:

模拟信号输出DC（0～30mA）。

R1：

带复位空接点（插座3－4芯）装置发生报警时，接点闭合；报警结束后（报警持续时间约9分钟），自动保持，需要值班人员到就地装置处内按K1键（图2示）复归。

R2：

空接点（插座1－2芯）装置报警时，接点闭合；报警结束后（报警持续时间约9分钟），接点自动断开，不保持。

（对于空冷发电机组，此接点用于控制所配真空泵电源）。

注2：

第7页“整组调试”

（2）—⑦中的经9分钟后，模拟报警调试结束，装置自动恢复到正常运行状态。

但此时，报警指示灯继续亮，且R1空接点处闭合位置，提示运行人员已报警，需要到就地装置内按K1键（图2示）复归。

发电机绝缘过热报警发生时，也需要按K1键复归，才能解除报警指示灯亮和R1空接点闭合。

图6FJR－ⅡA型装置背面板连接图

八、FJR－ⅡA型发电机绝缘过热监测装置安装管路技术要求和注意事项

该装置机箱安装在6米平台发电机下部靠近主控制室侧。

具体技术要求：

（一）管路安装（氢冷机组）

1.装置应安装在发电机较近处，可根据现场情况按（图11）制作好机箱支撑架，固定在6米平台，距封闭母线较远的区域。

周围环境要求震动小、干燥、明亮、清洁、靠近控制室侧，便于运行巡视和检修维护。

2.机箱与发电机本体连接管路系统，应按（图8）管路连接示意图施工。

3.机箱管路安装位置，对于新机组要按设计院的设计图纸施工。

管路安装部位应在发电机底壳内引出，入口管、出口管各一根，形成氢气的循环管路。

引进的管子应高于底壳约100mm左右，并在管端部弯个弯，两根管口方向都分别面对发电机风扇前、后区域。

要确保装置进气管是发电机氢气的正压侧即高压区，装置出气管为发电机氢气的负压侧即低压区。

其目的在于最大限度的增加风扇前、后两侧气路的压差及防止油、水或其他杂物进入管路，确保氢气流量，使装置正常工作。

4.机箱安装位置，如不能在发电机底壳内引出管时，也可在氢气干燥器的垂直出入口管上安装焊接装置进、出口管道，但也要最大限度的接近发电机的底壳位置。

但必须是在干燥器出、入口管道一道截门前焊接装置进、出口管道。

这样干燥器停用时仍能保障检测器氢气流量使之正常运行。

装置的进气管应是氢气正压侧。

出气管是氢气负压侧。

另一根管为对空排气管可连接在现场对空排气总管上即可。

5.装置管路走向，应避免弯道多和管道过长。

因发电机氢气压差较小，防止因管路阻力过大造成压差过小，氢气流量不畅影响装置正常运行。

6.装置进、出口管路的焊接方式请看（图9）管路连接示意图。

但连接管路时，必须留有坡度约10°，防止水平管路段滞留杂物。

影响氢气流量，还要防止管路塌陷所造成的气阻影响。

7.装置的连接管路在与干燥器垂直管连接处，引气管头应向下弯约45°弯，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1m处为好。

8.装置选用管材规格一般为外径Φ18～Φ25mm，壁厚为1～2mm不绣钢管，配合选用的阀门应是合格的氢气阀门。

需安装阀门8个。

这些管材和阀门都由现场自备。

9.装置的两侧，均要安装UB型无电源进油自动闭路器（简称UB器）。

注意UB器箭头方向不得安装错误。

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。

两侧箭头对应安装方可。

10.装置与干燥器进、出口管相接管路的最低位置必须加装放油管路和阀门，以防装置进、出口气管路存油、影响装置的安全运行。

11.装置与干燥器管路接通后需进行通气试验，并严格进行漏气检查，确保无漏点才能正式投入。

12.现场必须提供装置用交流电源220V（单相三线插座），必须靠近装置机箱，便于使用和切断。

（二）管路安装（空冷机组）

1.装置机箱一般安装在出风净化冷却室外，震动较小，干燥、明亮、清洁靠近主控制室侧的地方。

要按示意图

（图11）制作好装置支撑架固定在6米平台。

2.装置管路连接系统、应按（图10）示意图的连接方式进行施工（气体采样总管安装方法参阅图12）。

3.空冷机组，一般对大气压差低，气流量小，必须配套安装一台旋片式真空泵。

安装方式为真空泵进气孔接在装置取样管出口处，真空泵出口对空排气。

当装置发生报警时真空泵自动启动确保取样的流量。

因此，要在支撑架下面按置一块厚2～3mm的钢板，以固定真空泵。

4.空冷机组的连接管路选材，一般取Φ25～Φ30mm的普通无缝钢管。

装置的进气管安装在风压较大的区域，出气管应安装在风压小的一侧，使装置进、出口管路形成循环系统，防止净化后风量损失。

5.装置与发电机连接的进、出口管路，都需安装一道阀门，便于装置维修停运时不影响发电机冷却风循环。

阀门的选用要与管材选用相匹配。

阀门与管材均由现场自备。

6.现场必须提供装置用交流电源220V（单相三线插座），必须靠近装置机箱，便于使用和切断。

（三）管路连接示意图

1.装置机箱与发电机本体管路连接示意图（图8）

2.装置机箱与干燥器管路连接示意图（图9）

3.空冷机组管路连接示意图（图10）

4.装置机箱支撑架图（图11）

5.气体采样总管安装图及说明（图12）

九、供货目录

1.FJR－ⅡA型发电机绝缘过热装置　一台

2.FJR－ⅡA型说明书　　两份

3.电源线　　一根

4.进出气连接法兰及接头　　二套

5.Φ20聚四氟乙烯密封垫四个

6.M6×40连接螺丝、垫圏　十二套

7.UB型无电源进油自动闭路器二个

8.备用取样管　　一根

9.保险管1.5A　二个

10.打印机色带一个

11.打印纸两卷

图8装置与发电机本体管路连接示意图

图9装置与干燥器管路连接示意图

图10　装置与空冷发电机管路连接示意图

说明：

1.围框用角铁尺寸为20×20×3.5（mm）

2.支脚用角铁尺寸为35×35×3.5（mm）

图11装置（A）支撑架图

1.采样总管：

无缝钢管Φ75～100mm，壁厚4～5mm，长度1200～1500mm。

2.总管开孔：

Φ10～12mm，孔距：

100mm，每排10～12孔，共有四排孔，排空中心距为40mm。

3.总管固定：

●第一排空应垂直于风道底板，防止杂物堆积管底。

●第二排孔至第四排孔，应安装固定在风道来风方向，确保风量。

●采样总管应安装固定在发电机风道的中心位置，确保采样的代表性。

●总管固定安装，必须有固定架子，将总管固定在风道高度的1/3处即可，保证风的流速和流量。

●总管安装后，用过热装置气路管Φ20～25mm无缝钢管，进行焊接。

●总管一端为开口，另一端用连接管焊接在总管上形成过热装置气路入口关路。

见安装示意图。

图12气路采样总管安装图及说明

附一

氢冷机组装置中气体置换操作说明

1、当发电机在停机状态下，而机内充满空气时，装置与发电机的相应管路联接好后，做气密性试验合格后，再与发电机一起进行气体置换的操作（注意管路不留死角），待机内氢气合格后，方可投入运行。

2、当发电机在停机状态下，而机内充满氢气时，装置与发电机一起进行气体置换的操作，待发电机处于空气状态下，方可进行检修。

3、当发电机在运行状态下，装置需要退出进行检修时，关闭节门2、5，打开阀门8、7，让二氧化碳气体充满装置（经仪器检测），关闭阀门7、8，拆下法兰1、2和取样排气管装置即可进行检修。

4、当发电机在运行状态下，装置需要投入运行时，连接好法兰1、2和取样排气管，打开阀门8、7，装置充入二氧化碳（经仪器检测），关闭阀门8、7，打开阀门2、5装置即可投入运行。

附二　　

打印机使用说明

1.打印机型号：

Tpµp-40AS

色带型号：

EpsonERC-09

打印纸：

纸宽57.5±0.5mm，厚0.07mm，纸卷外径不大于40mm。

2.色带更换：

色带盒经过一段时间的使用后，需要进行更换：

（1）取下打印机前面板；如图1所示；

（2）从打印机头上轻轻取下旧色带盒（注意：

请先抬起色带盒的左端，然后再抬起色带盒的右端，取下色带盒）；如图2所示；

（3）将新色带的右端轻轻放在机头右端的齿轮轴上，左端稍微抬起，不要放下，这时如发现色带盒的右端未落到底，请用手指按住色带盒上的旋钮，按箭头方向稍微转动一下，直到色带盒的右端落到底后再放下色带盒的左端，检查色带是否拉直，可再旋动旋钮使色带拉直为止。

（4）装上打印机的前面板。

3.安装打印纸：

（1）取下打印机的