110kV變電站室外10kV母線(xiàn)橋改造方案

110kV變電站室外10kV母線(xiàn)橋改造方案110kV變電站室外封閉母線(xiàn)橋改造方案

一、概述

隨著公司的進(jìn)展，用電負(fù)荷不斷增加，對(duì)電力設(shè)備平安運(yùn)行和供電牢靠性的要求也越來(lái)越高。變電站的一次設(shè)備的平安穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到公司的生產(chǎn)和生活用電，確保一次設(shè)備平安運(yùn)行，準(zhǔn)時(shí)消退各類(lèi)隱患和缺陷是確保平安供電的關(guān)鍵所在。110kV變電站10kV封閉式母線(xiàn)橋在高負(fù)荷運(yùn)行下，往往會(huì)受到機(jī)械振動(dòng)、電磁共振、環(huán)境、溫度等影響，從而引發(fā)事故。2#主變2024年發(fā)生一起母線(xiàn)橋接地短路事故，今年4月19日1#主變也發(fā)生同樣事故，兩起事故給公司帶來(lái)嚴(yán)峻影響。為保證變電站設(shè)備平安運(yùn)行，特提出母線(xiàn)橋整改方案。

二、現(xiàn)狀分析

110kV變電站兩臺(tái)變壓器低壓側(cè)母線(xiàn)采納矩形母線(xiàn)封閉（封閉母線(xiàn)），母線(xiàn)型號(hào)TMY-2(125×10)，設(shè)計(jì)滿(mǎn)載電流3600A，使用鋁合金封閉。單根母線(xiàn)長(zhǎng)度約為18m（需實(shí)地測(cè)量），共6根母線(xiàn)。

現(xiàn)矩形母線(xiàn)由11個(gè)母線(xiàn)單元組成，各個(gè)單元通過(guò)螺栓連接，在大電流運(yùn)行時(shí)連接處簡(jiǎn)單發(fā)熱。

變電站位于3號(hào)主井上礦點(diǎn)正南面，東西兩面臨大路，粉塵大，同時(shí)粉塵中帶有可導(dǎo)電的鐵精粉微粒，設(shè)計(jì)封閉式之初是為了可以防粉塵，同時(shí)可以防小動(dòng)物。

封閉母線(xiàn)與變壓器接口處使用絕緣擋板封閉，在雨天、霧霾和高濕天氣狀況下潮氣簡(jiǎn)單從絕緣擋板縫隙中進(jìn)入封閉母線(xiàn)，使得內(nèi)部溫度高濕度大。

變電站自2024年運(yùn)行以來(lái)，隨著公司由基建轉(zhuǎn)入生產(chǎn)，負(fù)荷漸漸

增加，尤其2024年，最大負(fù)荷達(dá)到49000kW，在靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC)的補(bǔ)償下，最大運(yùn)行電流可達(dá)3000A，母線(xiàn)將發(fā)熱，密閉式母線(xiàn)內(nèi)部熱量無(wú)法排出，加之夏季強(qiáng)光直接照耀封閉母線(xiàn)鋁合金表面，內(nèi)部溫度很高。

二、改造必要性分析

1、主變?cè)谶\(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的稍微震驚經(jīng)銅排傳遞到封閉式母線(xiàn)橋時(shí)，極易產(chǎn)生共振。封閉式母線(xiàn)橋會(huì)對(duì)稍微震驚產(chǎn)生放大作用，放開(kāi)式母線(xiàn)橋則可降低振動(dòng)。

2、母線(xiàn)單元之間的連接是否牢靠，直接關(guān)系到整個(gè)供配電系統(tǒng)的平安運(yùn)行。各單元連接處電阻較中間部位高，易發(fā)熱，繼而引起接頭處氧化，電阻連續(xù)增加，形成惡性循環(huán)，對(duì)供電平安帶來(lái)威逼。同時(shí)母線(xiàn)橋封閉后，很難了解內(nèi)部狀況，不能準(zhǔn)時(shí)把握內(nèi)部狀況變化。

3、封閉母線(xiàn)在高溫狀況下運(yùn)行直接影響母線(xiàn)的載流量，同時(shí)溫度過(guò)高將大大降低母線(xiàn)和絕緣熱縮套管的使用壽命。

4、封閉式母線(xiàn)橋內(nèi)部空氣不流淌，在遭受惡劣天氣極易潮氣簡(jiǎn)單傾入，導(dǎo)致母線(xiàn)對(duì)地絕緣降低，及易發(fā)生接地?fù)舸┦鹿省?/p>

5、母線(xiàn)整體封閉使內(nèi)部灰塵不便修理人員發(fā)覺(jué)和清理。

三、改造整體思路

1、拆除室外現(xiàn)有封閉母線(xiàn)，將其改造為放開(kāi)式母線(xiàn)橋(只改動(dòng)戶(hù)外母線(xiàn)，戶(hù)內(nèi)封閉母線(xiàn)不變)。

2、戶(hù)內(nèi)外母線(xiàn)以穿墻瓷套管連接。

3、戶(hù)內(nèi)穿墻套管處使用軟母線(xiàn)連接，長(zhǎng)度為400mm，同時(shí)將單相兩軟母線(xiàn)安裝時(shí)錯(cuò)位10度左右，相間錯(cuò)位10度左右，以進(jìn)一步減

小電磁震驚。

4、管母絕緣材料采納環(huán)氧樹(shù)脂澆筑；同時(shí)改造時(shí)支撐母線(xiàn)的支柱瓷瓶選用電壓等級(jí)為35kV的防污型瓷瓶。

5、放開(kāi)式母線(xiàn)橋全部連接處兩側(cè)各增加1到2個(gè)增爬群，以降低爬電距離。

6、母線(xiàn)的改造盡量利用原有的基礎(chǔ)支架，削減工程量和工程難度。

7、對(duì)2#主變?cè)谕＿\(yùn)期間提前改造完成，為1#主變改造做預(yù)備。

8、合理支配好1#主變改造時(shí)間，在最短時(shí)間完成改造投入使用。

圖1改造前封閉母線(xiàn)

10kV

開(kāi)關(guān)室

400mm

穿墻套管

軟連接

銅排

管母

母線(xiàn)橋改造簡(jiǎn)易圖

變壓器

圖2改造后效果圖

四、改造方案

目前變壓器10kV出口所使用的母線(xiàn)有管型絕緣母線(xiàn)、矩形母線(xiàn)等。全國(guó)范圍內(nèi)大容量變壓器10kV出口大部分采納的是管型絕緣母線(xiàn)(相當(dāng)于空心電纜)和矩形母線(xiàn)，兩種母線(xiàn)特點(diǎn)如下：

矩形母線(xiàn)為傳統(tǒng)老站使用，載流量較大，使用一般熱縮套管，絕緣性能差，散熱較差，抗電氣震驚差，連接單元多等缺點(diǎn)。

而復(fù)合絕緣管型母線(xiàn)有矩形放開(kāi)式母線(xiàn)不具有的優(yōu)點(diǎn)。

①具有載流量大，超強(qiáng)散熱力量，主導(dǎo)體為空芯銅管，電流分布勻稱(chēng)，最高額定電流可達(dá)12000A。

②集膚效應(yīng)低、功率損耗小。

③允許應(yīng)力大、機(jī)械強(qiáng)度高，管型母線(xiàn)為矩形母線(xiàn)的4倍，單條母線(xiàn)跨距最長(zhǎng)可達(dá)8米，無(wú)需中間連接或連接極少。

④電氣絕緣性能強(qiáng)，主絕緣材料采納有“絕緣之王”美譽(yù)的聚四氟乙烯定向薄膜，可在-200℃-+250℃范圍保持正常的絕緣性能。

⑤管型母線(xiàn)電纜導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凝露，無(wú)相間接地短路因素，一次安裝終身免維護(hù)。

綜上可以看出絕緣管型母線(xiàn)在性能上具有肯定優(yōu)勢(shì)，且矩形放開(kāi)

式母線(xiàn)橋和復(fù)合絕緣管型母線(xiàn)橋在施工方案上也有很大區(qū)分，矩形放開(kāi)式母線(xiàn)橋安裝簡(jiǎn)單，而復(fù)合絕緣管型母線(xiàn)安裝較為簡(jiǎn)潔，以下為兩個(gè)安裝方案對(duì)比。

方案一：矩形放開(kāi)式母線(xiàn)橋方案

1、拆除現(xiàn)有封閉母線(xiàn)。

2、改造現(xiàn)有母線(xiàn)橋橋架（支柱瓷瓶多）。

3、安裝穿墻套管2套和36組支撐瓷瓶。

4、連接3相66塊母線(xiàn)單元，兩臺(tái)變壓器共計(jì)132塊，使用480條螺栓連接（主變10kV側(cè)使用雙排，TMY-2(125×10)，單相單排由11各單元組成，單元間使用4條螺栓連接）。

5、連接變壓器和室內(nèi)封閉母線(xiàn)。

6、絕緣性能測(cè)試。

7、投運(yùn)使用。

拆除現(xiàn)有封閉母線(xiàn)

方案一

母線(xiàn)橋改造方案流程圖

拆除現(xiàn)有封閉母線(xiàn)

改造現(xiàn)有母線(xiàn)橋橋架

安裝2套穿墻套管和36組支撐瓷瓶

使用480條螺栓連接132塊母線(xiàn)單元

連接變壓器和室內(nèi)封閉母線(xiàn)

安裝2套穿墻套管和8組支撐瓷瓶

直接安裝，無(wú)需連接

連接變壓器和室內(nèi)封閉母線(xiàn)

方案二

方案二：復(fù)合絕緣管型母線(xiàn)橋方案

1、拆除現(xiàn)有封閉母線(xiàn)。

2、利用現(xiàn)有母線(xiàn)橋橋架稍加改動(dòng)（支柱瓷瓶少）。

3、安裝穿墻套管2套和8組支撐瓷瓶。

4、管母線(xiàn)無(wú)中間接頭，整體直接安裝，無(wú)需連接。6、連接變壓器和室內(nèi)封閉母線(xiàn)。7、絕緣性能測(cè)試。8、投運(yùn)使用。

表1管型絕緣母線(xiàn)與矩形母線(xiàn)施工狀況對(duì)比表

表2管型絕緣母線(xiàn)與矩形母線(xiàn)技術(shù)性能對(duì)比表

方案一和方案二對(duì)比：

①管型絕緣母線(xiàn)絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)度、散熱性能、抗電氣震驚和抗環(huán)境干擾等技術(shù)性能上具有肯定優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)以上對(duì)比分析，長(zhǎng)遠(yuǎn)進(jìn)展看改造成管型絕緣母線(xiàn)橋較為實(shí)際。

五、結(jié)論

通過(guò)對(duì)110kV變電站現(xiàn)狀分析，變電站在封閉母線(xiàn)下長(zhǎng)期運(yùn)行存在隱患，2024年和2024年兩起事故就是典型例子，其危害性之大直接影響