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Generator Condition Monitor

  

 

氢冷发电机工况监视仪(GCM-X)

 

简介:发电机工况监视仪(GCM-X)是E/One 公司为氢冷发电机专门研发的发电机内部局部过热或电弧放电等状况的监测设备。发电机工况监视仪又称为发电机绝缘过热监测仪。其工作原理独创,灵敏度远比各类温度传感器高,而且至今从未发生过误报现象,工作稳定可靠,操作简单,免维修。经三十多年的实践考验,已在世界各国得到广泛应用。可现场巡视监测,也可配遥控模板与中央控制室配合使用。发电机工况监视仪是通用电气公司,西门子-西屋电气公司,阿尔斯通公司,三菱电气公司,日立公司,哈尔滨电机厂,东方电机厂和上海汽轮发电机公司等许多发电机制造大公司的定点供应监测设备。

 

工作原理

工况监视仪的历史

装置的作用与价值

GCM-X的主要技术参数

GCM-X的特色

GCM-X的国内外业绩

 

E/ONE公司生产的所有产品均符合ISO9001质量体系标准。

 

 

中 国 总 代 理

North American Advanced Technologies, Inc.
1772 Woodcrest Drive Concord
CA 94521U.S.A
Tel: 001-925-680-9618?Fax: 001-925-969-7558

info-us@naadvancedtech.com

www.naadvancedtech.com

诺斯美电子技术(上海)有限公司
上海市闸北区南山路1001101室 邮编:200070
Tel: 86-21-5100-5180?Fax: 86-21-5100-5181

info-shanghai@naadvancedtech.com

 

 

工作原理

无论任何材料在发电机中被加热到临界温度(附:发电机常用介质的临界温度 ),都会被热分解而产生高浓度的亚细微粒子。绝缘材料被热分解,产生的微粒子悬浮在氢气中,吸附被电离的氢离子,并被氢气流带走,从而大幅度降低了电离室采集的离子电流。装置中的关键部件是离子室(Ion chamber detector) 。离子室中的a源使通过其中的氢气电离。对离子收集室施加负电压,形成电场,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,装置指示出正常电流值,并用百分数表示。一旦通过离子室的氢气带有微粒子,被电离的部分氢离子将吸附在微粒子上,荷质比成千倍地加大,难以被电场吸引,绝大部分都随着氢气被带走,装置检测到的离子流将急剧下降,当降到某一规定值时,装置发出报警信号。装置的工作流程示意图如图1. 氢冷发电机工况监视仪工作原理示意图。

 

2氢冷发电机工况监视仪工作原理示意图

 

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),使气体不通过过滤器直接进入离子室,按要求调节好气体流量,装置便投入工作。一旦装置输出电流下降至报警水平之下,GCM-X微处理器动作,启动和监控报警确认程序,操作三通阀让气体通过过滤器(Filter)滤除微粒子后,再进入离子室。如此时,电流恢复正常水平,报警消失,证实确有热分解微粒子存在,即产生过热现象或电弧;如气体过滤后,装置仍报警,则说明并非产生热解微粒,而是仪器本身出现故障,即假报警。一旦出现真报警,则通过收集器(Collector)取样,并送指定单位进行分析,以寻找其来源(Gen-Tag技术和采样分析)并分析故障的部位。

 

工况监视仪的历史

1. 1968年由G. Skala等人进行研发。第一台GCM如下图所示。

 

 

 

 

3.第一台发电机工况监视仪

 

2. 1971年为GE公司建造了10台,1975年在美国底特律爱迪生电厂有效地探测到电机局部故障。

3. 1974E/One 公司获得专利授权。独家生产和供应发电机工况监视仪。

 GCM unit

4 Ⅰ型GCM发电机工况监测仪(装置)外形图

 GCM unit

 

5 Ⅱ型GCM发电机工况监测仪(装置)外形图

Ⅰ型工况监视仪、Ⅱ 型工况监视仪在电气设计上采用模拟式,辅助功能较少。

现在推广的工况监视仪GCM-X型,是积三十多年实践经验及科技进步,采用了4台微处理器,防爆结构,其灵敏度、可靠性、安全性、自动化程度和功能均得到了大幅度的提升。

E/One公司生产的每一台GCM均有严格的质量保证。内蒙大唐托克托电厂为1#机组配套的一台Ⅱ 型工况监视仪至今仍在正常运转。见照片

 GCM unit

 

 

到目前为止,E/One 公司已有3000多套系统在全球各电厂进行监控,帮助电厂安全运行,提高效率,改进保养程序,防止了许多灾难性故障的发生,大幅度地节省成本。E/One 公司在发电机系统预防性维护方面起了带头作用,为全球的电气公用事业作出了重要贡献。

 

装置的作用与价值

要维持发电机组正常运转,需对发电机的一系列状况进行检测,如:绝缘过热、局部放电和电弧、绕组短路、氢气纯度、湿度、轴或转子的不平衡、振动、绝缘退化等等,本装置主要对发电机内的电弧、过热状况进行监测。

本装置的最大特点是灵敏度高,能实现故障早期报警。发电机过热的及时和早期报警,意味着只需短暂的停机微修,避免故障扩大化后,不得不花费几周甚至数月进行停机大修,从而造成的巨大经济损失。例如:华北电网2005年电价为0.24/kWh ,煤价为400/吨,1000MW发电机停电一天,厂方将少收入约288万元。

温度传感器(铂电阻或热电偶)能测出发电机内的局部过热,但必须有足够的热量传到传感器所在位置,它才能发出信号,因而不能早期及时地发现局部过热;它也不能检测电弧的发生。局部放电监视器或无线电频率监视器都只能检测电弧,而不能检测绝缘过热。GCM-X能同时检测绝缘过热和电弧。事实上,GCMXRTD或热电偶侦测报警故障更快更可靠。只要电机内有1cm2 面积的介质过热,GCM-X就可以发出有效报警信号。按我国电力标准,600MW发电机内可允许12cm2面积的介质过热。

如能在发电机中同时采用E/One公司的Gen-Tag技术和采样分析,则本装置的效用将更突出。不仅能对局部过热早期报警,且能快速准确发现故障部位,减少停机维修时间,减少经济损失。

 

GCM-X的国内外业绩

GCM-X 在美国、 欧洲、 日本、东南亚和南美洲等许多国家得到非常广泛的应用, 已有多套系统在全球各电厂进行监控。在国内最早设计配套E-One 公司的产品、现已投入运行的电厂有:大唐内蒙古托克托电厂、山西大同二电厂、湖南金竹山电厂江苏南通发电厂、山东石横电厂、长春二电厂、张家港华兴电厂、上海漕泾电厂等。托克托电厂的2台GCM-X投入使用后,用户十分满意,于2004年又增订了4GCM-X用于东方电机厂生产的;600MW发电机。到目前为止,已定购E-One公司的产品、尚未完全投入正式使用的还有:金陵电厂、镇海电厂、杭州半山电厂、戚墅野电厂、望亭电厂和珠海电厂等等。台湾的许多电厂,如台电也广泛使用GCM工况监视仪。

GCM-X的特色

 

1、          防爆和阻燃设计,通过欧洲安全标准检验(AEx; Ex IICCE),更安全;

2、          采用了多个微处理器技术,自动化程度更高,性能更强;

3、          可提供更灵敏的早期报警,可提供气体采样、收集和分析;

4、          可进行自诊断处理,操作更简便,可靠性更高;

5、          具有报警自动验证功能,更全面地消除误报;

6、          采用压差变送器技术,实现了稳定的(流过装置的氢气)流量控制;

7、          具有远程控制、显示和通信功能;

8、          安全可靠,运行期间无需维护,免维修。

 

GCM-X型发电机工况监测仪延用了经实践验证的,已在发电行业使用三十多年的先进技术,灵敏度高,等同于延长了发电机的使用寿命,并最大限度地缩短意外的停机时间,从而可节省大量的费用。

 

GCM-X的主要技术参数

GCM-X型主要技术参数

测量特性

机械特性

探测原理

离子舱(室)

面板

触摸按键、发光二极管、

条形图

氢气流量

由内部阀门调节

压差

102~127 mmH2O

最大压力

700 kPa

正常显示

一般为80 %

使用环境

Zone 2, Ex II H2, CE ATEX

报警显示

一般为50 %

环境温度

0~52

气体流量

1.5 L/min

环境相对

湿度

0~95 %

电气特性

输入电压

230 VAC50 Hz

外形尺寸

30.8"H x 21.8"W x 23.6"D

782mm x 553mm x 600mm

离子室输出

4~20mA

流量计输出

4~20mA

重量

91公斤

 

 

发电机常用介质的临界温度

透平润滑油     125-130

云母安全玻璃      200

硅橡胶                200

环氧玻璃             250

多酚漆                260

三聚腈胺             350

聚四氟乙烯          440

示踪技术             200

 

Gen-Tag技术和采样分析

Gen-Tag技术和采样分析,即用于发电机各种不同部位的过热预警标识漆示踪识别技术。Gen-Tag技术和采样分析服务可提高GCM-X的性能,提供更高价值的指导意见和相应的检测服务功能。

Gen-Tag技术可确定发电机热点的位置。将一些特定的、特殊合成的、化学性质和热性质均较稳定的化合物涂布于发电机的重要区域,一旦发生局部过热或电弧,通过取样分析,便可识别出发生故障的部位。Gen-Tag技术可以在新发电机制造时或在旧机器维修停工时由E/One公司或我公司现场指导安装。

E/One公司的采样分析程序可以进一步验证GCM-X的报警,并确定问题的性质、部位和原因。厂方应在发电机开始投入运行时,采集样本,进行分析,为发电机建立工作基准;以后每六个月采集分析一次电机样品,以确定与工作基准的任何偏差。

E/One公司可在收到样品后,根据用户需要,24小时内或一星期内完成所有的分析任务,提供准确的报告。

 




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