FJR-II装置说明书

1、FJRII型发电机绝缘过热监测装置说明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33 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）68033232FJR型发 电 机 绝 缘 过 热 监 测 装 置说 明 书FJR型发电机绝缘过热监测装置一、前言FJR型发电机绝缘过热监测装置，是应用九十年代高新技术对FJRI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

2、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。二、主要技术性能1.工作条件环境温度： 050相对湿度： 85电源： AC220V50Hz容 量: 检测器100VA 监测器30VA 使用方式： 连续运行安装位置： 检测器（A）在6米平台发

3、电机下部 监测器（B）在主控制室内发电机监视盘上2.主要技术指标工作压力： 满足5.3×105 Pa为额定氢压及以下的汽轮发电机组检测流量：26L/min取样流量：510 L/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100110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122 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500M交流耐压：1500V记录纸更换周期： 每年12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

4、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.外型尺寸和重量检测器（A）560×470×340mm，重量：50kg。监测器（B）320×270×150mm，重量：3kg。外部联接管材及阀门：1825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型装置检测器（A）在线检测需接通氢气管路，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

6、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型发电机绝缘过热监测装置的电气框图由图4所示；报警过程流程图参见图5所示。四、结构及面板布置FJR型发电机绝缘过热监测装置，是由检测器（A）和监测器（B）两部分组成。（A）和（B）的前面板布置图。参见图1和图2。1.检测器（A）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3所示。2.监测器（B）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

7、FJR型装置检测器（A）和监测器（B）两部分，分别安装在发电机6米平台和主控制室监视盘上。其安装要求为： 1、检测器（A）的安装（1）在氢冷发电机组上的安装：检测器（A）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，以便放置检测器（A）。参见图11。发电机本体与检测器（A）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：进入发电机内的正、负气压引气管，要高出底

8、部约100150mm，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300mm500mm，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。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）连接管路的管材，一般选1825mm，壁厚12mm的不锈钢管。（现场自备）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。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（

9、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。检测器（A）的两侧，均要安装油水分离器。注意分离器箭头方向不得安错。（3）空冷发电机组上的安装检测器（A）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。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3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23mm的钢板，以固定真空泵。在检测器（A）后面板上，设有交流220V电源端子，专供真空泵用，不得它用。空冷机组的连接管路管材，一般采用2530mm

10、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）检测器（A）供电要求提供可靠的交流电源220V（单相三线插座），接线见图7所示。2、监测器（B）的安装：（1）监测器（B），必须安装在主控制室发电机监视盘面上，以便运行人员观察。（2）在监视盘面上安装，需开安装孔：高（150+1）×宽（320+1）mm。监测器（B）由盘前面推进，监测器（B）用架固定（现场自做）。（3）监测器（B），要有独立可靠的交流电源220V（单相三线杆座）。接线见图7所示，接地端子要单独可靠接地。（4）辅设好连接检测器（A）到监测器（B）的电缆，采

11、用（2×0.3）双芯屏蔽电缆（电缆由厂家供货）。电缆在焊接航空插头时，要1-1对应，不得错接，否则，会烧坏装置。六、装置的调试1.检测器（A）的调试（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。（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）拨动检测器（A）内电流表头

12、后，线路板边缘处的短路开关k0在短路位置的上位，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100110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）、（4）、和（5）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

13、样流量，必须在真空泵工作时，才能调上去。2.监测器（B）的调试（1）通电前，检查装置内有无异常，并予以处理。（2）通电后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（3）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：按“ENTER”键，屏上有光标显示。按“w”键，使光标移至“年”位上。按“”或“”键，校正本年数字。按“w”键，使光标移至“月”位上，依此类推，将年、月、日、时、分校正完毕。按“ENTER”键，复原。（4）按照打印机说明，检查打印机走纸情况。以上操作完成，监测器（B

14、）处于工作状态，等待联机调试。3.检测器（A）和监测器（B）联机调试在完成（A）、（B）两部分调试工作之后，实现通电联机做整机试验。（1）拨动检测器（A）内短路开关Ko放在非短路位置的下位，监测器（B）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：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：检测器（A）指示“过滤”黄灯亮监测器（B）液晶屏显示 仪器状态：过滤约等20秒钟，调节流量使电流恢复至100。“过滤”指示自动消失。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。故障报警显示如下：检测器（A）指示“

15、报警”红灯亮监测器（B）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待2分钟后，再调节流量使电流达到正常值100110之间。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。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：当发电

16、机准备启动前，关闭16号所有阀门，参见图9所示。当发电机启动完毕，运行正常后，准备投入FJR型装置。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。装置通氢气运行，顺序缓慢打开阀门2和5。不得过快，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

17、发电机运行参数变化，特别注意温度检测，风温变化及发电机本体有无异常情况。（3）察看FJR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。（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6.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16：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

18、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：了解FJR装置的基本维护知识；定期巡回检查调整装置运行工况至最佳；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

19、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：按键“ENTER”，屏上显示光标点在闪动。按键“w”重复按键，光标依年、月、日、时、分顺序移动，至原始起点为止。按键“”，屏上显示“？”。按键“”，屏上显示“有”。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。图1 检测器（A）前面板布置图图2 监测器（B）前面板布置图1.四通管 10.进气孔2.过滤器 11.出气孔3.离子室 12.排气孔4.放大器 13.电流表5.控制器 14.电源开关6.三通电磁阀 15.联接电缆座7.二通电磁阀 16.取样管

20、8.卡套 17.检测流量计9.端子排 18.取样流量计 K0短路开关 图3 检测器（A）气路及平面布置图图4 发电机绝缘过热监测装置电气框图 图5 报警过程流程图 FJR-II型 （A）模拟试验报警曲线图6 打印的报警曲线 注：1.电缆在焊接航空插头时要对号入座；即1-1对应。不得错接，否则会烧坏仪器。2.NSRS带复位空接点：装置发生报警后，接点闭合，报警结束后，自动保持闭合状态，需要值班人员到装置处按复归按钮（RST）解除，接点才能断开。3.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，此接点用于控制置配真空

21、泵的电源）。4.R1:备用图7 检测器（A）与监测器（B）背面板电缆连接图八、FJR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（一）检测器（A）管路安装（氢冷机组）1.检测器（A）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.检测器（A）与发电机本体连接管路系统，应按（图8或图9）管路连接示意图施工。 3.检测器（A）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

22、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.检测器（A）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。

23、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.检测器（A）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.检测器（A）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.检测器（A）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.检测器（A）选用管材规格一般为外径1825mm，壁厚为12

24、mm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.检测器（A）的两侧，均要安装油水分离器。注意油水分离器箭头方向不得安装错误。10.检测器（A）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.检测器（A）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）检测器（A）管路安装（空冷机组）1.一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

25、方。要按示意图（图11）制作好装置支撑架固定在6米平台。2.检测器（A）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23mm的钢板，以固定真空泵。4.空冷机组的连接管路选材，一般取2530mm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.检测器（A）与发电

26、机连接的进、出口管路，都需安装一道阀门，便于检测器（A）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.现场必须提供检测器（A）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。7.检测器（A）与监测器（B）连接电缆，采用（2×0.3）双芯屏蔽电缆。现场必须在安装检测器时，同步进行电缆铺设以便装置进行调试和投入运行。（三）监测器（B）安装1.监测器（B）应安装在主控制室发电机监视盘面上，以便运行人员观察和操作。2.监测器（B）安装需在监视盘面上开安装孔，高（150+1）×宽（320+1）mm。监测器（B）由盘前

27、面推进，固定在支架上即可。（固定架现场自备自装）3.监测器（B）要有独立可靠的交流220V电源（单相三线插座），要具有单独可靠接地。4.专用电缆（厂家供货）在焊接航空插头时，要对号入座，即1-1对应，不得错接，否则将会烧坏装置，插头的焊接可由厂家调试人员负责完成，但现场必须提供焊接所用电源。（四）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.检测器（A） 一台2.监测器（B） 一台3.FJR-II型说明书 两份4.双芯电

28、缆 200M5.电缆插头 二个6.电源线 二根7.进出气连接法兰及接头 二套8.20聚四氟乙烯密封垫 四个9.M6×40连接螺丝、垫圏 十二套10.油水分离器 二个11.备用取样管 一根12.保险管 1.5A 二个13.打印机色带 一个14.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）支撑架图空冷机组过热装置循环风管安装示意图采样总管示意图图12 气路采样

29、总管安装图及说明1. 采样总管：无缝钢管75100mm，壁厚45mm，长度12001500mm。2. 总管开孔： 1012mm，孔距：100mm，每排孔1012孔。共有四排孔。排孔中心距为40mm。 一排孔应垂直于风道底板，防止杂物堆积管底。 另三排孔，应开孔迎着风道来风方向，确保流量。 总管一端为迎着来风方向有30°斜面的开口，另一端与过热装置连接管（2530mm无缝钢管）焊接，形成过热装置循环气体入口管路。3. 总管固定：采样总管应安装固定在发电机风道的强风中 心位置，以确保风的流速和流量，必须有固定支架。4.回气管应尽量靠近风扇负压侧，管口顺风方向，保证回气畅通。附一氢冷机组装

30、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，关闭阀门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： Epson ERC-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