(内蒙古丰镇发电厂,内蒙古 丰镇 012100) 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。 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。 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。 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。 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。 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; 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。 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。 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。
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℃; 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。 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 。 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。 |