第十三章 发电机氢气系统

第十三章发电机氢气系统一、概述本工程发电机的定子铁芯和转子采用氢气冷却，并采用二氧化碳作为置换介质。发电机氢冷系统采用闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。1、供气装置氢气供气装置提供必需的阀门、压力表、调节器和其它设备将氢气送进发电机内，它还提供用以调节机内氢气压力的压力调节器，或者借助于压力调节器手动调节发电机内所需的氢气压力。2、氢气干燥器循环吸附氢气干燥器双筒循环吸附式氢气干燥器采用分子筛硅胶作为吸附材料，通过外配磁力驱动防爆氢风机，对发电机内氢气进行机外循环吸附干燥，降低发电机内氢气露点(湿度)。通过PLC控制器自动控制双筒的切换及干燥或再生，从而把发电机内的氢气露点控制在要求的范围内。3、漏液检测器漏液检测器是指装在发电机和主出线盒下面的浮子开关，其可指示出发电机内可能存在的任何液体。在机壳的底部最可能积液的地方设有开口，将积聚的液体排到漏液检测器，每一个漏液检测器装有一根回气管通到机壳，使来自发电机机壳的排液管能够气流畅通。4、气体纯度及压力监测装置本监测装置由一次设备压力监测变送装置和二次设备气体纯度仪组成，压力监测变送装置是通过压力变送器来在线测量发电机内气体的压力；气体纯度仪是利用气体的传导式原理来在线测量发电机机内氢气或二氧化碳气体的纯度。5、氢气温度报警(冷氢气温度)发电机里设有氢气温度开关，当发电机内的冷氢气温度过高时能发出报警。6、氢压控制装置氢压控制装置由压力开关、氢压调节阀、阀门和压力表等组成。该装置的顶部表计平时指示机内氢气压力，当调整氢压调节阀的输出压力时，则用于指示此时整定压力值。装置的底部表计指示氢源压力。7、电机绝缘过热监测装置该装置能诊断发电机内绝缘局部过热故障，经机内气体采样进行质谱分析以后，能区分发电机定子线棒、铁芯和转子绕组不同部位绝缘过热故障.三、运行1、发电机内气体的置换气体置换应在发电机静止或盘车时进行，同时密封油系统应投入运行。如出现紧急情况，可在发电机减速时进行气体置换，但不允许发电机在充入二氧化碳气体下高速运行。⑴排除发电机内的空气气体在爆炸范围的上限时，混合气体中氢占70%，空气占30%，而空气中的氧占21%，所以在爆炸上限的混合气体中，氧的含量为30%×21%＝6.3%。因此在充氢前，必须用惰性气体排除空气，使气体中氧气含量降低到小于6.3%。按此规律进行气体置换，发电机内将不存在爆炸性的混合气体，但其前提气体是充分混合的。充入两倍发电机容积的CO2气体，空气的含量将降低到14%，因此氧的含量也随之降为21×14%=3%。在转子静止或盘车时，利用CO2比重为空气的1.52倍的关系，把CO2从机座底部充入机内，则充入约1.5倍发电机容量积的CO2就足以排除空气，此时机内只有极少量的空气与二氧化碳混合。从发电机顶部采样，二氧化碳纯度读数应为95%左右。二氧化碳必须在气体状态下充入发电机内。⑵发电机充氢氢冷发电机在正常运行时，氢气纯度应在95%或以上，在发电机高速旋转气体充分混合下进行气体置换时，把3.5倍发电机容积的氢气充入发电机，则发电机内的氢气纯度将能达到95%；然而在发电机静止或盘车情况下，从发电机顶部汇流管充氢，只需加入2.5倍发电机容积的氢气，发电机内的氢气纯度就能达到95%，此时取样管路接通到机座的底部汇流管。⑶发电机运行时补氢氢冷发电机在正常运行期间，当氢侧密封油泵运行时，氢气纯度通常保持在95%或以上，当氢侧密封油泵关闭时，氢气纯度通常保持在90%或以上，必须补氢的原因是：①氢气的泄漏，这就需要以补氢来维持氢气压力（称漏补）。②空气的渗入，因此要求以补氢来维持氢气纯度（称纯补）。⑷发电机排氢发电机的排氢，是通过在机座底部汇流管充入二氧化碳，使氢气从机座顶部汇流管排出去，为了使机内混合气体中的氢气含量降到5%，应充入足够的二氧化碳，排氢应在发电机静止或盘车时进行，需要两部发电机容积的二氧化碳。充二氧化碳时，从发电机机座顶部汇流管采样，⑸发电机排二氧化碳发电机排氢后，二氧化碳也不宜长时间封闭在机内，如机内需要进行检修，为确保人身安全，必须通入空气把二氧化碳排出。由于空气比二氧化碳轻，可以通过临时橡皮管,把经过滤的压缩空气引入机内上方汇流管，把二氧化碳从底部排出。正常运行纯度

在发电机空侧和氢侧密封油泵均正常投入运行期间，氢气纯度应保持在95%或以上，如发电机在氢侧密封油泵关闭情况下运行，氢气纯度应保持在90%以上，避免过量的耗用氢气。造成氢气纯度低的可能原因⑴压力平衡阀整定不正确密封油系统中的压力平衡阀＃210和＃217，应保持氢侧密封油压力与空侧密封油压力相差在±490Pa范围内。如两个阀门或一个阀门工作不正常，空侧密封油会与氢侧密封油交换，空侧密封油中的空气便会进入氢侧密封油，并逸出进入发电机内，导致氢气纯度下降。为了排除故障，该阀门应按密封油系统说明进行调节。⑵氢侧回油控制箱浮球阀氢侧回油控制箱中的浮球阀应保持氢侧回油控制箱的油位在一定的范围内，而且开闭均正常。如果因密封油中垃圾或调整不当等原因造成任一个阀门失灵，也会造成空、氢侧密封油交换引起氢气纯度下降。该阀的动作应按照密封油系统说明进行检查。氢气干燥器

氢气干燥器跨接在发电机通风回路上的高压风区和低压风区上。当发电机运行时，氢气通过干燥器进行循环。干燥器的作用是用来降低发电机内氢气湿度。氢气系统信号

1、氢气纯度低氢气纯度低报警是由气体纯度监测装置中的纯度仪低报警触点发出，该信号表明发电机内的氢气纯度低于设定的极限。设定氢气纯度低至90%时报警。发出这一信号表明可能是由于密封油系统中的平衡阀或者是氢侧回油控制箱运行不当造成氢气纯度低。氢气压力高

氢气压力高报警是由气体纯度监测装置中的气体压力变送器压力高报警触点发出。该信号表明发电机内的氢气压力高出所设定的压力。高报警触点应整定在高于额定压力35KPa的位置上，如果发出高报警信号，则应核查供氢气系统。氢气压力低

氢气压力低报警是由气体纯度监测装置中的气体压力变送器低报警触点发出，该信号表明发电机内的氢压低。引起氢压低可能是因为氢气有泄漏，也可能是由负载突然大幅度降低而冷却器的冷却水没有减少所引起的，其结果是氢气温度急剧下降，引起氢气收缩，使机内压力减小。如果发生氢气压力低报警，应检查供氢气系统。供氢压力低

供氢压力低报警表明供应的氢气压力偏低，该信号由装在氢气压力控制装置上的压力开关发出。当供氢处的压力下降到约比最大运行压力高0.1MPa时，发出这一报警信号。如果发出这一报警信号，检查供氢装置并把引起供氢压力低的原因找出来。漏液检测器液位高

漏液检测器高报警表明发电机下部所装的漏液检测器，其中的一个进水或进油了。信号由装在漏液检测器上的浮