发电机绝缘过热在线监测装置

绝缘过热检测装置使用规定一、功能：监视发电机内是否有局部过热现象。

其原理是定子铁心表面和线棒绝缘漆温度达到一定程度（约200℃）时，就会引起分解，从而产生大量高浓度超微粒子。

当离子随氢气流入该装置内离子室时，会被大量吸附，从而改变原先正常情况下的输出电流，使之大大下降从而发出报警信号，这样可及时发现事故隐患。

1、绝缘过热检测装置投运：a检查氢管路连接正常，与发电机本体共同做漏氢试验合格。

b发电机并网后，投入绝缘过热监测装置。

c开启装置通氢一次阀门，缓慢开启管道排污阀门进行排污，待氢气合格后关闭排污阀。

d缓慢开启装置通氢二次阀门。

e送上检测器和监测器装置电源。

f检测流量旋钮，使电流表指示在100-110%左右。

g检查检测器和监测器装置运行正常。

2、绝缘过热检测装置停运：a发电机解列前，应停止绝缘过热检测装置。

b关闭装置通氢二次阀门。

c关闭装置通氢一次阀门。

d拉开装置电源。

e装置可与发电机同步进行置换，待置换合格后方可进行检修或投运。

3、运行中检查项目：a正常运行中，检查工况监视器指示在100—110％之间，检测流量应在2—6L/min 之间，否则应调整检测流量正常。

b检测器和监测器装置运行正常，无漏氢。

c检测器两侧分离器无积油和积水现象。

d取样流量调节旋钮禁止操作。

e打印纸充足。

4、故障报警判断处理：a检测装置报警后，应通知维护部门全面检查。

b检查装置电流是否降低，分离器是否有油水。

c比较定子绕组和铁心温度、出水温度、氢温是否有异常升高。

d检查发电机零序电压和负序电流是否异常。

e检查打印出故障曲线与正确故障的曲线对比，是否符合。

f通知维护部取气化验，并做色谱分析。

g若维护部门检查装置工作正常，报警正确，按下列原则处理。

1）发电机绝缘过热监视器报警，应对监视器的取样门及其仪表指示全面检查，打印故障曲线与正确报警曲线对比，如确定内部故障，应申请停机处理；2）发电机绝缘过热监视器报警确认属实，且发现定子绕组和铁芯温度、出水温差、出风温度在同等负荷和冷却条件下，比正常值有3℃异常升高，发电机零序电压或负序电流明显增大，应立即停机。

发电机绝缘监测装置原理及应用前言发电机作为电力系统的核心设备，其稳定运行对电网的安全稳定起着至关重要的作用。

发电机绝缘监测是保证发电机安全稳定运行的重要手段。

本文将介绍发电机绝缘监测装置的原理和应用。

发电机绝缘监测装置原理发电机绝缘监测装置是通过测量发电机绝缘电阻的变化来判断发电机的绝缘状态。

在发电机运行中，发电机绕组与大地之间存在一定的电阻。

当发电机绕组或绝缘系统出现故障时，其绝缘电阻将发生变化。

因此，通过监测发电机绝缘电阻的变化来判断发电机绝缘状态的好坏。

发电机绝缘监测装置一般通过在发电机绕组两端接一个绝缘电阻测试仪器，实时监测绕组与大地间的绝缘电阻。

当绝缘电阻下降至一定程度时，说明发电机绝缘状态出现了问题。

此时，应及时停机进行检修，以避免发电机出现严重故障。

发电机绝缘监测装置应用发电机绝缘监测装置在大型发电机组中广泛应用。

在对发电机进行巡检和定期检修时，监测其绝缘状态的好坏就显得尤为重要。

通过发电机绝缘监测装置对发电机的绝缘状态进行实时监测，可以及时掌握发电机的工作状态，避免因发电机绝缘状况不佳而导致的停机维修影响发电运行。

在发电机检修和维护过程中，绝缘监测装置也扮演着重要的角色。

通过对发电机的绝缘状态进行监测，可以及时发现绝缘变化，及时采取措施解决故障，避免故障的较大损失。

发电机绝缘监测装置在电力系统中起着重要的作用。

通过实时监测发电机的绝缘状态，可以及时发现发电机绝缘故障，保证了发电机的安全稳定运行。

在发电机维护、巡检过程中，绝缘监测装置也帮助工程师及时掌握发电机的状态，避免不必要的停机和损失。

本文介绍了发电机绝缘监测装置的原理和应用，希望对读者了解发电机绝缘监测装置有所帮助。

论高压电气设备绝缘在线监测装置的应用摘要: 对高压电气设备绝缘的在线监测技术的应用现状和最新进展进行了较为全面的介绍,本文介绍了高压电气设备绝缘在线监测系统的监测方法、主要绝缘信号采集处理以及监测系统功能 ,对变电站中主要设备(避雷器、电容型设备、变压器、gis等)的监测要点进行了分析 ,这对电力企业提高设备的运行可靠性 ,减小设备的运行维护成本 ,延长设备绝缘寿命有其参照意义。

关键词:在线监测;诊断;高压电气设备1.引言高压电气设备在电网中具有举足轻重的地位 ,如果其绝缘部分缺陷或劣化 ,将会发生影响设备和电网安全运行的绝缘故障或事故。

因此 ,在设备投运后 ,传统的做法是定期停电进行预防性试验和检修 ,以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷 ,以防止发生绝缘事故。

但是 ,随着电网容量的增大 ,高压电气设备的急剧增加 ,传统的预防性试验和事后维修已不能满足电网高可靠性的要求。

同时 ,由于高压电气设备的绝缘劣化是一个累积和发展的过程 ,在很多情况下预防性试验已无法发现潜在的缺陷。

2.高压电气设备的绝缘在线监测2.1.1 发电机的绝缘在线监测绝缘是发电机事故概率最高的部分。

就目前国内情况来看 , 200mw 以上的发电机定子绕组的故障率高达 40 %, 其中电气方面占主要因素 , 国内外均把绝缘作为发电机在线监测的主要项目。

现在广泛采用局部放电来监测发电机绝缘状况。

在发电机中 , 楔形体松动、槽放电、绕组断股放电、端部电晕放电、绝缘过热和污染都能通过局部放电试验检测出来。

由于抗干扰技术和检测技术的不同 , 也就有了不同形式的局部放电监测仪器 , 它们之间监测效果也有差异。

目前 , 在发电机绝缘局部放电监测仪方面 , 西方的一些国家 , 如加拿大 ris公司和adwel 公司的 pda 产品、德国 ldic 公司的 pd产品、瑞士pdtech公司的pdm产品较为成熟 , 不仅能监测局部放电幅值 , 还能检测出放电的相位、频率等参数并有相应的波形显示,这些产品在世界很多大中型发电机上组运用。

E-one’s ProductGenerator Condition Monitor——Hydrogen-Cooled Monitoring氢冷发电机局部过热报警装置(GCM-X)1. 工作原理无论任何材料在发电机中被充分加热多会被热分解而产生高浓度的微粒子，同样当发电机内部局部过热时，绝缘材料损坏而分解出来的微粒子会附着在氢气中。

利用被电离的氢离子吸附在微小的粒子上并被氢气流带走的特性而制造本装置。

装置中的关键部件是离子室（Ion chamber detector）。

离子化装置中的 源使其中的气体电离，对离子室施加电压从而产生微弱的离子流，运行时测量该离子流并显示。

当气体中没有微粒子时，装置指示出某电流值并用百分数表示。

一旦通过离子室的气体（氢气）带有微粒子后，被电离的部分离子吸附在微粒子上随着氢气被带走，装置检测到的离子流下降，当降到某一规定值时发出报警信号。

装置的工作流程示意图如图1：图1 氢冷发电机局部过热报警装置原理示意图装置通过进气口（Inlet）和出气口（Outlet）与发电机内部相连，当打开内置三通电磁阀（位于中间那一个）并按要求调节好气体流量后装置便投入工作。

一旦装置报警，GCM-X微处理器动作，监控警报确认次序，操作三通阀让气体通过过滤器（Filter）滤除微粒子后，进入离子室。

如此时报警消失，说明是真报警，证实有热分解微粒子存在和过热现象发生；如继续报警说明装置出现故障。

一旦出现真报警就有必要通过收集器（Collctor）取样并送指定单位进行分析，以寻找其来源。

2. 装置的作用与价值本装置的最大特点是灵敏度高，能实现故障早期报警，防止故障扩大化，避免发生故障所造成的巨大经济损失。

及时的发电机过热早期报警提示，意味着只需短暂的停机微修，避免故障扩大化后，花费几周甚至数月代价不菲的大修。

事实上，GCM－X比温度传感器如:RTD或热电偶侦测报警故障更快更可靠。

如能在发电机中采用E/One公司的“Gne-Tags”技术（用于发电机各种不同部位的过热预警标识漆，另文介绍），则本装置的效用将更突出。

GCM系列发电机绝缘过热监测装置GCM系列发电机绝缘过热监测装置是美国E/One公司研制产品，目前已发展为第四代发电机组绝缘过热监测装置。

其检测原理是当发电机内部任何部位的绝缘材料受热达到临界温度后，都将产生大量亚微细粒子，设备过热一直持续将导致绝缘材料过热老化，并迅速扩大，严重时导致事故发生。

GCM系列发电机绝缘过热监测装置通过连续监测气流中亚微细粒子浓度，能在故障发生前检测到这些“过热示踪点”，发出警报，提醒运行人员及时采取措施，阻止故障发展和扩大，进而避免重大事故的发生，提高发电机运行安全性。

该装置已被国内外几十年来大量的事实所证明，并有上千套运行于世界各地。

根据氢冷发电机和空冷发电机的不同情况，GCM系列发电机绝缘过热监测装置又分为GCM-X(氢冷)和GCM-A(空冷)两种型号。

发电机绝缘过热示踪技术美国E/One公司专门开发的几种化学性能及热性能稳定、绝缘性能良好、附着力强、具有不同颜色和热分解温度较低的特殊合成材料(Gen-Tags，俗称“示踪漆”)。

该材料可按发电机的温度分布特性，涂覆到发电机的特定部位，一旦发电机出现局部过热点，该热点的“示踪材料”会提前热分解，此时借助GCM-X 型发电机绝缘过热监测装置进行检测，并采集当时发电机内的气体样品进行分析，从而确定过热点位置。

帮助运行人员及早发现故障，防止故障扩大，避免发生重大事故。

该发电机绝缘过热“示踪材料”可在新发电机制造过程喷涂，或在发电机检修时按喷涂工艺加以喷涂即可。

GCM-X型氢冷发电机绝缘过热监测装置技术特点●能准确地预警，灵敏度高；●最新开发的第四代绝缘过热监测仪；●可就地核实警报，无需外送化验验证；●可探测发电机绝缘过热和局部放电；●全防爆，国际ATEX、CE认证；●先进的Gen-Tag分区涂料示踪技术；●完整的自诊断功能，维护简单；工作原理图GCM-A空冷发电机绝缘过热监测装置随着空冷发电机容量的不断增大，其绝缘材料和结构需承受更大的功率密度，材料利用率越来越接近极限。

12OHM发电机绝缘过热在线监测装置（用于监测发电机本体）：12.1 装置概要：12.1.1 发电机绝缘过热在线监测装置在线监测发电机内部绝缘过热事故隐患，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，它是早期诊断发电机绝缘过热故障的一种较灵敏装置。

12.2 主要技术指标：12.2.1 工作压力：满足0.53为额定氢压及以下的汽轮发电机组。

12.2.2 检测流量： 2～6L/min。

12.2.3 取样流量： 10±0.5 L/min。

12.2.4 零点漂移：正常运行24 小时，零点漂移不大于表计全量程的±5％。

12.2.5 电流指示：正常运行时100～125％。

12.2.6 报警整定值：75％±1％。

12.2.7 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％。

12.2.8 绝缘水平：电源输入回路对外壳的绝缘电阻＞500MΩ。

12.2.9 记录纸更换周期：每年1～2 次。

12.3 原理介绍：12.3.1 发电机绝缘过热在线监测装置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。

FJ R－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，是采用高新技术对FJR－Ⅱ型装置进行技术改进后研制的智能型装置。

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故障隐患，它是早期诊断发电机绝缘过热故障的一种较灵敏装置。

通过气体采样，然后进行色谱分析，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，能自动判别故障、自动报警、自动追踪、自动打印和智能储存。

现场调试简单，维护方便，运行安全。

装置带有4～20mA标准接口输出，可引入DCS系统，进行信号的记录处理。

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： AC220V 50Hz容量： 100VA使用方式：连续运行安装位置：在发电机下部6米平台2.主要技术指标工作压力：满足额定氢压为5.3×105 Pa及以下的汽轮发电机组检测流量：2～6L/min取样流量：10L±0.5L/min取样容积：100L以上零点漂移：装置初投预热24小时后，零点漂移不大于表计全量程的±5％电流指示：正常运行时100～110％（装置电流表头所显示的刻度值）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：1000V（r.m.s）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，智能化程度高的特点。

（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。

发电机绝缘过热监测装置工作原理
发电机在运行过程中如果某部件发生局部绝缘过热时，绝缘材料被加热（例如发电机中使用的环氧涂料，铁芯叠片的釉等），一旦达到了某个临界温度，每平方厘米的表面每秒都会产生数百万的亚微细粒子。

在发电机风扇压力作用下，亚微细粒子随氢气一起进入离子室探测器（ICD）连续循环。

离子室探测器是由一个电离区和离子室采集室组成，电离区内有一个特殊设计的辐射水平非常低的α源（钍232）。

在没有亚微细粒子情况下，氢气在电离区被电离，产生的离子随着氢气达到离子室采集室，采集极外加-10V 直流电压，氢离子具有很高的荷质比，即使在这样的弱电场下，也能形成输出电流。

热解形成的亚微细粒子都是一些巨大的高分子团，质量数一般都在
104-105以上。

当这些粒子出现在氢气中，在亲和力和电荷斥力的共同作用下，大部分微粒都可以吸附一个或数个氢离子。

这样形成的新带电微粒，其质荷比将大大减少，其在这样的弱电场中获得的径向速度将远远小于氢气流的轴向速度，从而被氢气流带出采集室，离子室的输出电流将大大减少。

由“微粒出现”引起的输出电流的减小，与其他原因（如电压、气流不稳等）非常容易区分。

只要将气流中的微粒过滤掉，GCM 输出就应当恢复正常。

因此GCM-X 设计了一个简单可靠的核实报警、排除误报的方法。

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]实用新型专利说明书[11]授权公告号CN 2596369Y [45]授权公告日2003年12月31日[21]ZL 专利号02256934.0[21]申请号02256934.0[22]申请日2002.10.14[73]专利权人冯继荣地址454150河南省焦作市建设西路1号(河南焦作电厂)共同专利权人申宝新[72]设计人冯继荣 申宝新 [74]专利代理机构北京三高永信知识产权代理有限责任公司代理人黄厚刚[51]Int.CI 7G01R 31/34权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页[54]实用新型名称高压电动机绝缘在线监测装置[57]摘要高压电动机绝缘在线监测装置属于电气测量领域，包括一个测量元件及一个显示仪器，测量元件主体为一个棒状壳体，上顶部及下底部分别装有一个导电螺栓，并分别通过上、下座引入壳体内，壳体内上侧设有连接柱，它连接一个高压限流电阻，周围由环氧树脂填充，电阻下侧连有一块测量电路板，电路上安装有红外发射管，红外发射管的信号通过红外接收电路连接到一个包含有数字显示电路的显示仪器中。

该在线监测装置可使热备用电机在不停电的状态下即时监测与显示出其绝缘状态，测量部分与显示部分采用光电传输。

具有良好的绝缘性能与安全性能。

02256934.0权 利 要 求 书第1/1页 1、一种高压电动机绝缘在线监测装置，包括一个测量元件及一个显示仪器，其特征在于，测量元件主体为一个棒状壳体，上顶部及下底部分别装有一个导电螺栓，并分别通过上、下座引入壳体内，壳体内上侧设有连接柱，它连接一个高压限流电阻，周围由环氧树脂填充，电阻下侧连有一块测量电路板，电路上安装有红外发射管，红外发射管的信号通过红外接收电路连接到一个包含有数字显示电路的显示仪器中。

2、根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，所述数字显示电路，它置于一个显示仪器外机壳中的电路板上，电路主要是采用单片机组成的解码显示单元。

关于发电机绝缘过热监测装置的操作说明1、概述OHM 发电机绝缘过热在线监测装置用于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。

2、氢气管路的操作在氢冷发电机上，对 OHM 监测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。

2.1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 6所示。

②当发电机启动完毕，运行正常后，准备投入 OHM 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。

2.2 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。

3、氢冷机组装置中气体置换操作说明当机组启动前、停机后汽机专业对发电机进行气体置换前，通知电气专业将装置投入，装置与发电机一起进行气体置换，待发电机气体置换结束后，汽机专业通知电气专业，将装置退出。

皖能华塑项目公司2012-5-12。