發(fā)電廠分相封閉母線過熱現(xiàn)象處理

1、發(fā)電廠分相封閉母線過熱現(xiàn)象處理?xiàng)羁′h（廣東紅海灣發(fā)電有限公司，廣東汕尾516623）摘 要:針對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)組封閉母線外殼局部過熱現(xiàn)象，分析原因，選擇最佳解決方案進(jìn)行處理。 關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)組 過熱 故障處理1.概述廣東紅海灣發(fā)電有限公司一期擴(kuò)建項(xiàng)目為2x660 MW發(fā)電機(jī)組，660 MW發(fā)電機(jī)至主變低壓側(cè)間采用全連式分相封閉母線連接。封閉母線外殼為鋁制，分段制造，安裝時(shí)各段之間焊接而成一條完整的分相母線，共分A、B、C三相。每相母線各裝在單獨(dú)的鋁制外殼內(nèi)，三相母線外殼在末端用短路板連接起來。整條封閉母線外殼對(duì)地絕緣，在兩側(cè)短路板處各設(shè)一個(gè)安全接地點(diǎn)。封閉母線與主變低壓側(cè)采用鋁制活動(dòng)套筒連接結(jié)構(gòu)（圖

2、1），上活動(dòng)套筒內(nèi)徑大，稱為大筒，下活動(dòng)套筒內(nèi)徑小，稱為小筒，為了防止潮氣進(jìn)入活動(dòng)套筒內(nèi)部，在大、小之間的空隙填充了橡膠密封圈。檢修時(shí)，拆除上活動(dòng)套筒與封閉母線連接的螺栓，上活動(dòng)套筒即落下和下套筒重合，露出內(nèi)部軟連接，便于檢修。圖1 鋁制活動(dòng)套筒結(jié)構(gòu)2.故障現(xiàn)象汽輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，要將常溫下的汽輪機(jī)定、轉(zhuǎn)子加熱至約560，為了保證巨大的金屬結(jié)構(gòu)在這一過程中熱膨脹均勻，就要求在不同負(fù)荷時(shí)，停留一定的時(shí)間，從而使得汽輪機(jī)定、轉(zhuǎn)子均勻膨脹，這一過程稱為暖機(jī)。2010年10月30日上午10時(shí)，3號(hào)發(fā)電機(jī)首次啟動(dòng)帶負(fù)荷暖機(jī)（150MW），巡查人員發(fā)現(xiàn)3號(hào)主變低壓側(cè)A相活動(dòng)套筒部位溫度達(dá)到124，而B、C

3、相同樣部位約32。在機(jī)組負(fù)荷不變情況下，采用紅外熱成像對(duì)3號(hào)主變對(duì)過熱部位進(jìn)行定位，發(fā)現(xiàn)熱源來自于主變與活動(dòng)套筒連接螺栓。3.故障分析大電流導(dǎo)體附近存在強(qiáng)大的交變磁場(chǎng)，位于其中的構(gòu)件由于渦流和磁滯損耗發(fā)熱。全連式分相封閉母線，其三相外殼在端部通過短路板連通形成閉合回路，這就構(gòu)成了類似以母線導(dǎo)體為一次側(cè)、外殼為二次側(cè)的三相1：1的空心變壓器。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)流過三相封閉母線外殼的電流大小相等，方向互差120度，因封閉母線與發(fā)電機(jī)、主變、廠變等設(shè)備連接處設(shè)了短路板，且一般采用橡膠波紋套筒封閉軟連接部位，所以正常情況下封閉母線外殼不會(huì)發(fā)熱，短路板處對(duì)地電流也很小。 紅海灣發(fā)電廠采用鋁制活動(dòng)套筒封閉軟連

4、接部位，若橡膠密封圈放置不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)封閉母線外殼與變壓器外殼連通情況。封閉母線外殼與3號(hào)主變外殼相連后，本應(yīng)通過母線末端短路板抵消的外殼感應(yīng)電流通過活動(dòng)套筒后再通過變壓器導(dǎo)入大地。形成“地變壓器外殼螺栓母線套筒短路板接地線地”的電流循環(huán)。而且活動(dòng)套筒與主變連接法蘭面有橡膠密封墊，（與密封圈不同，該密封中間有螺栓穿過），故外殼電流只能通過接觸較好的螺栓，由于電流較大（測(cè)量到189A），從而使連接螺栓發(fā)熱。機(jī)組660MW時(shí)從紅外成像圖上可以明顯看到，在活動(dòng)套筒橡膠密封圈位置的溫度與活動(dòng)套筒上下連接法蘭溫度一致，均達(dá)到了275。4.處理措施（1）感應(yīng)電流疏導(dǎo)法 該方法為臨時(shí)措施，因?yàn)楫?dāng)時(shí)機(jī)組必須趕

5、在11月1日0點(diǎn)前帶上滿負(fù)荷，停機(jī)處理的時(shí)間已經(jīng)不夠。磨去溫度較低螺栓部位的油漆，使通過相對(duì)小電流的螺栓接觸良好，分流感應(yīng)電流，降低過熱螺栓的電流。處理完成，在發(fā)電機(jī)功率不變情況下，過熱螺栓溫度從超過150降低到56，但相對(duì)其它溫度低的螺栓仍高出20以上。機(jī)組緩慢升高出力，活動(dòng)套筒部位溫度緩慢上升，最終機(jī)組滿出力時(shí)，三相活動(dòng)套筒部位最熱點(diǎn)都達(dá)到了250以上?？梢婋娏魇鑼?dǎo)法不能徹底解決問題。（2）感應(yīng)電流阻斷法方案1。全部將3號(hào)主變連接法蘭處螺栓做絕緣處理。將封閉母線與主變連接法蘭中間加裝橡膠密封墊，同時(shí)將螺栓加裝絕緣套筒，使主變外殼與封閉母線絕緣，完全切斷感應(yīng)電流流通的路徑，避免螺栓發(fā)熱。該方

6、案雖然不改變?cè)谢顒?dòng)套筒的結(jié)構(gòu)，但是需要做絕緣處理的部位較多，因?yàn)橹髯優(yōu)閼敉庠O(shè)備，絕緣材料老化較快，再加上沿海雨水較大，此種絕緣處理很容易失效。方案2。將活動(dòng)套筒連接結(jié)構(gòu)更改成橡膠波紋套筒連接結(jié)構(gòu)。使封閉母線外殼與主變外殼真正絕緣，避免螺栓發(fā)熱。該方案解決了絕緣問題，但橡膠極易老化，產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致密封效果下降，而且檢修也極為不便。方案3。將大小筒形式的活動(dòng)套筒改為懸掛式雙半環(huán)套筒結(jié)構(gòu)（圖2），套筒與變壓器連接部位用橡膠密封圈完全隔離。該結(jié)構(gòu)相當(dāng)可靠地隔絕主變外殼與封閉母線外殼感應(yīng)電流，而且檢修方便。選擇該方案處理后，機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)，套筒部位溫度均勻，無過熱情況出現(xiàn)。圖2 改造后的鋁制活動(dòng)套筒結(jié)構(gòu)5.結(jié)束語目前多數(shù)發(fā)電廠采用了便于檢修的活動(dòng)套筒的結(jié)構(gòu)，而且活動(dòng)套筒采用了與封閉母線材質(zhì)相同的鋁，解決了老化問題。但如果活動(dòng)套筒處的絕緣處理不好，極易發(fā)生母線外殼與變壓器外殼導(dǎo)通的情況，引發(fā)因電流分配不均勻?qū)е逻B接部位過熱的現(xiàn)象。使接觸面均勻以消除過熱的措施并不可取，必須采用將封閉母線外殼與變壓器外殼完全絕緣隔斷的處理措施。參考文獻(xiàn)1 劉文忠，吳志奇，王向前. 800 MW發(fā)電機(jī)封閉母線局部過熱原因分析J.電力安全技術(shù), 2004No6：11-122 楊永懷. 封閉母線外殼局部過熱原因分析及處理 J. 電力安全技術(shù),2004 No7：14-15作者簡(jiǎn)介