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    母线和封闭母线_200MW机组封闭母线故障原因分析与处理

    分类:班主任 时间:2020-03-27 本文已影响

    相关热词搜索:母线 机组 封闭 故障 原因

    (内蒙古丰镇发电厂,内蒙古 丰镇 012100)
    摘 要:文章对丰镇发电厂封闭母线多年来出现的故障进 行了分析,提出了处理建议。
    关键词:封闭母线;
    故障处理;
    发电厂;
    200MW机组
    中图分类号:TM407  文献标识码:A  文章编号:1007—6921(2009)10—0092—02 

    丰镇发电厂共有200MW机组6台,从发电机到变压器采用QZFM型全连式自冷离相封闭母线,该 封闭母线是一种新型的高压电器,它的用途是将大量的电力从一点输送到另一点。

    全连式封闭母线有如下优点:①运行可靠性高。封闭母线防尘,不受自然环境和外物的影响,且各相间的外壳又相互 分开,因而减低了相间短路的可能性。②外壳环流的屏蔽作用,显著减少了母线附近钢构中的损耗和发热。③短路电流通过时,由于外壳环流和涡流的屏蔽作用,使母线之间的电动力大为减少, 可加大绝缘子间的跨距。④由于母线和外壳可兼作强迫冷却的管道,因此母线载流量可做到很大。
    1 设备主要结构

    封闭母线主要由母线导体、外壳、绝缘子、金具、密封隔断装置、伸缩补偿装置、短路板、 穿墙板、外壳支持件、各种设备柜及与发电机、变压器等设备的连接结构等构成。

    三相母线导体分别密封于各自的铝制外壳内,导体主要采用同一断面三个绝缘子支撑方式, 绝缘子上部装有橡胶弹性块及蘑菇形金具,金具顶端与母线导体接触,绝缘子下部用4条螺 栓固定在封闭母线外壳上。

    封闭母线外壳采用槽钢抱箍固定在基础构架上。母线靠近发电机端及穿墙处采用大口径塑压 套密封作为密封隔断装置。封闭母线外壳采用多点接地,封闭母线与发电机、主变、厂变等 设备连接处设外壳短路板。
    2 问题提出

    ①丰镇发电厂出现多次封闭母线绝缘能力降低问题,在机组刚停下来时测绝缘电阻合格 ,在机组启动时测绝缘电阻时电阻值偏小,有时不合格。②封闭母线内部绝缘件损坏,造成发电机出口电压互感器监测到的电压发生波动,电压 波动影响到机组励磁调节器,使励磁系统表计大范围摆动,造成机组停机检查。③封闭母线槽钢抱箍在机组运行期间发热,发热温度达到300℃以上。④有关封闭母线的资料和运行、检修规程缺少,对它的重视程度不够。
    3 原因分析和对策

    针对上面问题进行分析,找出问题原因并制定相应的对策,防止类似故障的发生。
    3.1 绝缘电阻降低问题
    3.1.1 绝缘电阻的降低原因

    ①要考虑到绝缘件的受潮问题,封闭母线绝缘是由绝缘子、密封隔断装置构成,封 闭母线在设计时是全部密封的,但在安装和检修过程中它的密封效果是达不到设计要求的。

    在夏季特别是湿度大的时候,由于封闭母线运行过程中传输大量的电流,电流在导体上发热 ,使得封闭母线内部温度较高,潮气会从封闭母线的各个密封不好的地方进入封闭母线内部 ,机组在运行期间潮气会逐步蒸发掉,当机组停运后潮气蒸发速度慢,这样会造成绝缘能力 降低。另外由于封闭母线内部空间小,绝缘子和密封隔断装置上面的灰尘无法清扫,一旦受 潮会加剧绝缘电阻的下降。②考虑到绝缘件损坏问题,封闭母线绝缘子数量特别多,每相2m内有三个绝缘子 ,密封隔断装置在各个设备连接处装设,一般4~5个。任何一个绝缘子或密封隔断绝缘破坏 都会造成绝缘能力降低。③其他外力破坏也是绝缘能力降低的因数,在这里不多说。
    3.1.2 防范措施

    ①利用机组停机大小修对三相封闭母线分别进行耐压试验;
    ②在机组大修时对封闭母线内部进行清扫,清扫不能采用吹扫法,因为吹扫不能将灰尘 从封闭母线内部吹出,而是灰尘在内部移动,应用大功率吸尘器从绝缘子(需拆除绝缘子) 的位置进行清扫;
    ③在封闭母线的较低点处安装排水装置,排水装置采用变压器呼吸器最为理想,一方面 可以排水,另一方面可以观察封闭母线的受潮情况;
    ④一旦受潮严重必须通入干燥空气进行干燥;

    ⑤有条件时将瓷绝缘子更换为合成绝缘子。
    3.2 造成励磁系统摆动

    丰镇发电厂#6机组在2006年发生一次少见的由于封闭母线引起的机组励磁系统摆动故障,当 时机组正在运行,励磁调节器自动跟踪运行,运行人员发现励磁系统所有表计全部大范围摆 动,将励磁调节器改为手动运行,表计正常。当时从发电机出口PT测量发电机电压不对称, 用示波器录制波形有高次谐波,在排除测量回路和励磁调节器无故障后机组被迫停用检查发 电机和封闭母线。
    3.2.1 造成励磁系统摆动原因

    封闭母线个别绝缘子在特定环境下,出现不规律的放电,同时造成系统电容与电感的 谐振。谐振过电压可在各种电压等级的系统中产生,尤其是在35KV及以下电压的系统中,由 谐振造成的事故较多,接在封闭母线上的设备是由电感L、电容C和电阻R经串、并联而成的 一个较复杂的网络,每个元件要用一个定量的等值电路来描述是比较困难的,该系统正常运 行时有一个固定频率,当系统内某个参数发生大范围变化时,系统就可能发生震荡。这也说 明,当封闭母线内的绝缘子或密封隔断装置发生放电时,系统内的电容值发生变化,而且该 值变化范围又特别大,可能引起系统震荡。

    由于该系统为中性点不接地系统,从过电压理论讲,当中性点不接地系统发生单相间 歇性放电时,系统会产生过电压。
    3.2.2 处理办法

    在机组停用后模拟系统运行情况,用交流耐压试验变压器给故障封闭母线施加交流电 压,在电压互感器(1YH、2YH、3YH)上接好示波器,逐步升压,当电压升到10 000V左右时 ,示波器上录取的交流电压波形明显发生波动,逐步升电压到43 000V,封闭母线通过耐压 试验标准(标准见表1),但此时波形变化也比较明显。

    经过上述检查和试验但问题仍然存在,又对故障封闭母线内的每个绝缘子进行交流耐 压试验,发现一个绝缘子在50KV时发生放电现象,对该绝缘子进行详细检查,发现该绝缘子 内部有放电痕迹。更换该绝缘子后问题得到解决。试验电压标准见表2。


    3.3 封闭母线槽钢抱箍发热问题
    3.3.1 发热原因

    大电流导体附近存在强大的交变磁场,位于其中的钢铁构件将由于涡流和磁滞损耗发热。规 定钢构件发热的最高允许温度:①人可触及的钢构件为70℃;
    ②人不可触及的钢构件100℃ ;
    ③混凝土中的钢筋为80℃。全连式分相封闭母线,其三相的外壳在端部通过短路板连通形 成闭合回路,这就构成了类似以母线导体为一次测、外壳为二次测的三相1:1的空心变压器 。由于三相外壳短接(即二次侧处于短路),而且铝壳电阻很小,所以在外壳上感应产生与 母线电流大小相近而方向相反的环流。

    机组正常运行时流过三相封闭母线外壳的电流大小相等,方向互差120°,在封闭母线外壳 的槽钢抱箍将不会发热,当短路板发生开焊时打破封闭母线的电流平衡,造成封闭母线附近 磁场发生变化,也就造成闭合的槽钢抱箍产生涡流和磁滞损耗,同时造成槽钢抱箍发热。
    3.3.2 处理办法

    断开上、下抱箍之间的螺栓硬连接,在上、下抱箍之间加装绝缘垫快,并将螺栓改为不导磁 螺栓(如铜螺栓或合金螺栓),有条件时将抱箍改为铝抱箍效果更理想。将封闭母线的短路 板的开焊处补焊好,同时检查各处短路板的接地要良好,防止封闭母线形成1:1变压器结构 。
    4 结束语

    封闭母线越来越多的在大机组中使用,它的优点比较明显,但对它的重视程度还是不够。由 于检修时间较长,一旦故障机组停用时间也比较长。建议在机组日常维护和大修时对封闭母 线给予足够的重视,以保证机组在能够长周期、安全稳定运行。
    [参考文献]
    [1] Q/CSG 1 0007-2004电力设备预防性试验规程[M].北京:中国南方电网,200 4
    [2] 山西电力工业局.电气设备运行[M].北京:中国电力出版社,1999.