专利产品：SCJ-3A型二合一发电机综合检漏仪

摘要：介绍了将高阻检漏仪与湿度差动检漏仪二合一的双水内发电机综合捡漏装置。

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1958年10月27日，世界上第一台1.2万千瓦3000转/分双水内冷汽轮发电机在上海电机厂诞生了。同年12月，苏联在列宁格勒“电力”工厂召开大型汽轮发电机冷却会议。这次会议，除有苏联各大电机制造厂和研究单位参加外，还有波兰、匈牙利及中国哈尔滨电机厂副总工程师吴天霖和上海电机厂汪耕参加。吴天霖根据领导指示，在大会上宣布了中国已制成12000千瓦3000转/分双水内冷汽轮发电机的消息，引起到会代表的震惊。苏联电气工程学会会长、苏联科学通讯院士阿列克赛夫向中国代表祝贺，并把中国率先用6000千瓦转轴试制成12000千瓦3000转/分双水内冷汽轮发电机一事收集到会议论文集和会议纪要之中。这是国外对中国首先试制成双水内冷汽轮发电机的第一次报道。

与此同时，世界上第一台双水内冷汽轮发电机在上海南市电厂运行发电。但是，故障屡有发生。第一机械部和水电部有人提出不要再造双水内冷汽轮发电机，甚至主张拆除已安装试运行的机组。南市电厂为了双水内冷汽轮发电机在运行实验中不断改进而得到完善，与上海电机厂进行了密切合作。针对线圈漏水、拐脚断裂、铁质金属锈蚀、腐蚀物阻塞空心导线等问题，上海电机厂成立了12个攻关小组，到1963年上述存在的问题基本解决。当双水内冷汽轮发电机在运行中暴露出大量问题，正处于夭折边缘的时候，上海电机厂不断得到中央领导同志的关怀。从1958年10月～1961年5月，先后有毛泽东、刘少奇、朱德、陈云、邓小平、宋庆龄、胡耀邦、彭真、贺龙、罗荣桓、聂荣臻、李富春等党和国家领导人到上海电机厂视察，给试制人员以巨大鼓舞。

1963年，双水内冷汽轮发电机在电厂运行的可靠性达到空冷发电机的运行水平

1974年，上海电机厂研制成功国内首台300MW双水内冷发电机。

2017年，又研制成功世界首台660MW亚（超）临界双水内冷发电机。

发电机转子穿装

 1958年双水内冷发电机问世后，一直伴随着高温高压下线圈漏水、拐脚断裂、铁质金属锈蚀等问题。预防电机内部泄漏，报警于事故扩大之前，成为科研单位、发电厂技术人员的热点攻关课题。制造厂原随机提供的高阻检漏仪，灵敏度较差，不能满足安全运行的检漏要求。1983年，华东电力所制成发电机转子漏水检测仪，在望亭发电厂30万千瓦双水内冷发电机上试用。同年4月，该机发生转子漏水事故时能提前报警，1988年起该所又重新研制改进型漏水检测仪，更名为转子漏水早期定性报警装置，并在南市发电厂7、8号机和闵行发电厂12号机上试用。1989年2月，闵行12号发电机检漏仪动作，发出漏水警报，但无法检别是空冷器还是发电机线卷漏水，将漏出的水化验后才作出停机抢修的决定。

         1989年电业退休教授级高工邵某创造SCJ-1型湿度差动检漏仪。其主要工作原理是同时测量机内与机外空气的绝对湿度作比较，因为双水内冷发电机不严格密封,有漏气。在不漏水时，机内外绝对湿度应相等。当机内有漏水时机内的绝对湿度必高于机外绝对湿度，漏水越大，机内外的绝对湿度差值就越大，这样可以排除机外湿度变化的影响，又十分灵敏。同时从绝对湿度差值的变化还可以看出漏水变化的趋势。这个首创的机内外湿度差动检漏原理十分简明容易理解。SCJ-1型湿度差动检漏仪采用这种办法1989年获得国家专利局授于实用新型专利，申请号：89216923.0。同年11月装在闸北发电厂12.5万千瓦（15号机）发电机上试用，并进行现场模拟漏水试验，当机内湿度高于环境湿度10%（相对湿度）时，即发出漏水警报，且能区别是否发电机线卷泄漏。1990年6月，该套仪器于运行中首次发出漏水报警，随即停机修理，避免了一次严重事故。此设备已在该厂其他3台双水内冷发电机和石洞口电厂30万千瓦双水内冷发电机推广应用，被上海电机厂定为双水内冷发电机的配套设备。

       专利89216923.0所采用办法是采用气样热交换器，使机内外气样的湿度在同一温度下进行比较。也就是将机内气样吹到放在冷风（进风）道的11/4”镀锌钢管内通过，使气样降温至接近冷风温度，然后送到机内相对湿度传感器。再将机外气样经过微型鼓风机吹到放在发电机热风（出风）道的钢管内，使气样升到接近热风温度，然后再吹到与机内气样位置相同的另一钢管内，使机外气样降到接近与机内气样一样的温度，再送到机外的相对湿度传感器。再调节二个气样的排气阀，使气样流速变化，使二个气样的温度接近完全一样。则可用二个气样的相对湿度差值代替绝对湿度差值，二个气样经一次温度调试后，基本不受负荷变化影响，据说长期使用稳定不变。

       专利89216923.0由于当年使用模拟电路搭建设计，不能进行绝对湿度、相对湿度换算，不能进行湿度的温度、压力、风速智能补偿。而且为了实现内外两个湿度的可比性，必须配套安装鼓风机、调节阀管路等复杂的气体预处理机构热交换器，使得不同温度的两个气体进行热交换，调节等待直到内外两个温度相同是方能正常工作和比较。一旦两个温度调节出现偏差，湿度必然偏差，将会误报警。

本产品的创新点在于
1、采用智能计算机系统对机内及机外两个气样进行采样，然后根据克拉柏龙-克拉修斯公式，并结合中华人民共和国国家标准－湿度测量方法(GB/T 11605-2005)附录中饱和水气压及相关参数表进行智能计算补偿，将两个不同温度、不同压力、不同风速下的样气换算为同一个温度、压力及风速下的绝对湿度，然后根据其差值进行智能测量报警。省去了专利89216923.0里的两个鼓风机、相关管路、排气阀、调节阀等复杂的管路调节机构（即气样热交换器）
2、可以进行绝对湿度、相对湿度相互换算，能够对湿度进行高精度的温度、压力、风速智能补偿。无需任何预处理将两个温度换算到等温下进行比较。
3、带有5路4～20mA模拟量输出，供DCS等其他系统使用。
4、带有RS485通讯系统，提供Modbus、Profibus通讯规约供DCS等其他系统使用。
5、本产品最大的特点是将传统模拟测量方法改为智能数字测量，并带有温度压力、风速补偿。
6、风速、压力输入参数为选配参数，若现场没有风速、压力输入参数则本装置将不予进行风速、压力补偿，这并不影响本装置使用，仅是转换精度比理论值略差一些，但仍然比传统测量方法精度高。
使用效果
1、 由于采用了温度、压力、风速补偿，提高了测量精度，可以真实精确地判别发电机组微漏水，可以大大降低传统湿度差动捡漏装置的误报警概率，提高了可靠性。
2、 无需对湿度传感器进行精确匹配，省去了产品生产加工中繁琐的匹配过程，方便客户随时更换损坏的单只传感器，无需因损坏一只而必须配套更换两只。（传统测量方法中损坏一只则两只必须同时更换，因为他们必须彼此匹配）
3、 省去了同温、同压、同风速机械调节机构以及为了调节到同温、同压、同风速二配套的鼓风机、调节阀及各类管路等复杂机构热交换器。节约了社会资源及能源消耗，利国利民。
4、 本产品配套的温湿度传感器测量精度达±0.5RH%，分辨率0.01 RH%

5、将传统单一的高阻检漏仪与湿度差动检漏仪合二为一、且性能提升、简化安装程序、淘汰省略传统鼓风机及配套管路，可以同时测量高阻及湿度差动，从高阻及湿度差动两方面数据及相关逻辑关系精准预判发电机是否漏水，绝不会再漏报误报。命名为发电机综合检漏仪。

图一：系统原理框图

 图二：仪表外观图

技术性能指标：

⒈ 湿度测量指标：

2 高阻测量指标：

1. 测量通道：四通道。

2. 测量精度：1%

3. 测量范围：0～1000MΩ。

4. 空气湿度：＜45％

5. 模拟量输出通道：四通道（与输入通道一一对应）

6. 模拟量输出类型：电流型0～10mA 、4～20mA

7. 模拟量输出分辨率：0.005mA。

3 湿度报警整定值：

   出厂整定于10%RH（用户可调整于5～15%RH）。

   整定值误差±（0.5%RH＋0.5%RH）。

   整定值切换误差±（1.0%RH＋0.5%RH）。

4 湿度差值极性：

   （＋）发电机内湿度大于环境湿度。

   （－）发电机内湿度小于环境湿度。

5 显示方法：

    双排四位LED数码管显示测量数值。

    五档显示项目，有LED指显那一档。                                  

    平时显示内外湿度差值△%RH。可自动轮换显示内%RH，外%RH，外%RH，△%RH，内℃及外℃。时间间隔约10秒。 亦可固定显示某一档数值。

6 报警输出接点：常开，容量为220V2A。

7 输入信号：

   0－5V，对应于0－100%RH。

   0－5V，对应于0－100℃。

   阻抗＞100KΩ。

8 供传感器电源：

   ＋12V±1V及－12V±1V，10mA，经三端稳压器供电。

9 电源：

   220V±10%，50Hz±1Hz。

10 整机功耗：＜ 10W。11 重量：＜2.5Kg。12 外形尺寸：80×160×200mm(高×宽×深)。13 开孔尺寸：76×152 mm(高×宽)。14 使用条件：

   环境温度0－40℃，相对湿度80%RH以下，周围无腐蚀性气体。

15 对配套的温湿度传感器的技术性能要求：

（1）测湿范围：0－100%RH。

（2）测湿精度：＜±0.2%RH。

（3）使用温度：0－60℃。

（4）测温范围：0－100℃。

（5）测温精度：＜±0.5℃（在气样正常流速下）。

（6）二支传感器的一致性：无要求。

（7）输出信号电平：0－5V直流。

16.输出特性：

1、输出精度：%0.2%

2、两挡温度输出：0～100℃ 对应4～20mA

3、两挡湿度输出：0～100%RH 对应4～20mA

4、湿度差值输出：-100%RH 对应4mA，

                                  0%RH 对应12mA，

                                 100%RH对应20mA。

5、预报警:-5%RH 对应11.6mA,+5%RH 对应12.4mA

6、报警：10%RH 对应12.8mA

7、电流输出最大负载：1K,输出不用时可开路，也可以短路，

但尽量不要短路，节约功率消耗及减少发热）

严重警告：本产品为专利产品，严禁仿冒，违者必定依法追究！

2023年3月16日更新