CN103036173B - 水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法 - Google Patents

Abstract

一种水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法，采取的措施有：将封闭母线分支段与主母线空腔隔离，防止温差产生凝露；将原分支母线段水平安装的盘式绝缘子改为垂直安装；增设泄水检查孔；二次电缆出线密封改造和完善微正压装置性能，增加自动排水及远方控制功能。用本发明的方法处理水电厂出口封闭母线的防凝露问题，封闭母线的密封性能得到极大改观，微正压气压保持时间由原先的5分钟，提高到40分钟，符合标准要求，也解决了微正压装置无法正常投入运行的问题，而且微正压装置启动时自动排水、封闭母线补气的时间间隔得到有效的监视，保证了封闭母线的安全可靠运行。

Description

水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法

技术领域

本发明属水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法。

背景技术

随着国民经济以及电力系统的迅速发展，对发供电设备的可靠性也提出了更高的要求。对发电厂而言，发电机与电厂升压主变压器之间的联接母线是否能正常运行，直接影响到发电机及主变的安全运行。全连式离相封闭母线以其独特的优势，目前在国内的许多水力发电机组中得到广泛的采用，但在多数电厂中，封闭母线在长期的运行中却经常受到密封性能不良、绝缘水平降低、凝露、闪烙等因素的困扰。特别是在南方地区许多大型水力发电企业，由于空气温差大，加上水电厂机组开停机频繁，造成封闭母线温度频繁变化，且温差大。如果封闭母线的维护与运行工作得不到应有的重视，一旦出现上述故障，必须临时停机进行故障处理，将造成发电量的重大损失，大量人力和物力资源的浪费，又增加了维护成本，却不能从根本上解决问题。

广西属于南方亚热带地区，气候湿度大，水电厂作为南方电网公司的调频调峰电厂，机组开停机非常频繁，给封闭母线的运行带来了严峻的考验。2009年大化电厂5号机投运以来，封闭母线就存在多种问题，造成微正压装置不能可靠投入运行，影响到封闭母线的安全运行。为此，大化电厂对5号机组封闭母线防凝露问题进行了分析研究，在综合分析了设备结构特点、现场环境情况以后，找出了造成大化电厂封闭母线凝露的原因，并制定出了相关的改进方案。应用后取得显著的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法，以保证电厂的高效、安全运行。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

采取的主要措施是：

1.将封闭母线分支段与主母线空腔隔离，防止温差产生凝露；

2.将原分支母线段水平安装的盘式绝缘子改为垂直安装，可有效防止凝露积水。

3.增设泄水检查孔，方便检查及维护；

4.二次电缆出线密封改造，提高封闭母线密封可靠性；

5.完善微正压装置性能，增加自动排水及远方控制功能。

为将盘式绝缘子安装于分支段靠近主母线的位置，首先将原分支母线外壳切断，切割时分支母线应比外壳长出100-200mm，然后将切断的分支母线焊接一铜铝过镀接头，将事先制作好的带有盘式绝缘子的检修维护箱安装于切断处，将盘式绝缘子安装并检查其密封良好，然后用铜排将分支母线联接好。最后将检修箱及分支段外壳恢复。

原分支母线段水平安装的盘式绝缘子改为垂直安装在主母线与分支母线的交叉口紧贴主母线的绝缘套壁。

泄水检查孔设在母线垂直段最低位置上。

出线口设在端子板上方的防护盒盖上。

给微正压装置的贮气罐加装排水电磁阀，每次启动空压机时自动打开贮气罐的电磁阀排水10秒钟，使贮气罐内的压缩空气更干燥，充入封闭母线内的空气质量更优，更好地保证封闭母线的绝缘；同时，增加的远方启动及监视功能，实现了远方启动，微正压装置补气时间间隔可通过监控系统实现在中控室监视，保证充入封闭母线内空气的含水量及封闭母线的绝缘水平，运行人员可随时掌握封闭母线的状态。

用本发明的方法处理水电厂出口封闭母线的防凝露问题，封闭母线的密封性能得到极大改观，微正压气压保持时间由原先的5分钟，提高到40分钟，符合标准要求，也解决了微正压装置无法正常投入运行的问题，而且微正压装置启动时自动排水、封闭母线补气的时间间隔得到有效的监视，保证了封闭母线的安全可靠运行。

具体实施方式

申请人通过深入细致的检查、采用空气焓湿图查询计算，证实本厂的封闭母线凝露的根本原因在于温差作用产生，可以排除外向渗漏进水的因素。同时由于封闭母线三相空腔相通，但凝露仅发生在其中一相，说明厂房通风的风向已是造成封闭母线凝露的因素之一。申请人还发现封闭母线的分支段运行电流小，运行中温度较低，容易在分支段产生凝露。

针对以上情况，申请人确定首先要将封闭母线分支段与主母线空腔隔离，防止封闭母线内产生冷热空气交替，使温度较低的分支段处产生凝露。同时将原分支母线段水平安装的盘式绝缘子改为垂直安装，防止当封闭母线的运行环境条件恶化时产生的少量露水汇积而引发闪络放电现象。

还在主母线垂直段最低位置设一泄水检查孔，可对封闭母线内部结露情况进行检查，并能及时排出水分。并将常规的二次电缆穿孔密封方式改为二次端子板密封方式，出线口设在端子板上方的保护壳上，提高封闭母线空腔密封的可靠性。

同时增加微正压装置压缩机启动时自动排水功能、远方控制及监视功能，保证充入封闭母线内空气的含水量及封闭母线的绝缘水平。给微正压装置的贮气罐加装排水电磁阀，每次启动空压机时自动打开贮气罐的电磁阀排水10秒钟，使贮气罐内的压缩空气更干燥，充入封闭母线内的空气质量更优，更好的保证封闭母线的绝缘。同时，增加的远方启动及监视功能，实现了远方启动，微正压装置补气时间间隔可通过监控系统实现在中控室监视，保证了充入封闭母线内空气的含水量及封闭母线的绝缘水平，运行人员可随时掌握封闭母线的状态。

实施例

2009年大化电厂5号机投运以来，封闭母线就存在多种问题，造成微正压装置不能可靠投入运行，影响到封闭母线的安全运行。为此，大化电厂对5号机组封闭母线防凝露问题进行了分析研究，在综合分析了设备结构特点、现场环境情况以后，找出了造成大化电厂封闭母线凝露的原因，并制定出了相关的处理方案。

一、设备基本情况

大化水电厂5号发电机组与主变的联接母线采用的是全连式离相封闭母线，发电机出口位于厂房内138层，主变平台为169层，在154层设有发电机出口断路器，断路器两侧封闭母线空腔互相连通，整段主母线回路每相总长度65米；主母线上设有四个分支回路，分别是144层励磁变分支、149层PT分支、159层厂用变分支及169层PT分支，分支回路总长度为9米。

封闭母线2009年06月底投入运行，由于施工工期紧，投运后封闭母线密封性能差，气密性试验发现，微正压气压保持时间仅为5分钟，微正压装置无法正常投入运行。停机消缺时发现A相内部发现有约1500ml的积水。

二、封闭母线内部凝露原因的分析

1、空气温湿度与凝露的关系

封闭母线安装后，进行微正压保持试验时，漏气点多，无法达到国标规定的气密性要求，主要漏气点集中在户内电流互感器二次电缆出线孔及安全螺栓处。因户外部分没有漏气点，可以排除外面进水的可能。

大化电厂作为电网调峰电厂，5号机组开停频繁，封闭母线的温度变化大。封闭母线运行时，母线和外壳的温度较高，而机组停机时，母线和外壳的温度将快速下降。正常运行时的母线温度为58～60℃，母线内空气温度按55℃计算时，每立方米空气中饱和水蒸气密度为114.克；而机组停机后（以环境温度25℃为例），母线内的空气温度降为25℃，每立方米空气饱和水蒸气密度为20.1克，每立方米空气中将有93.9克液态水析出。我国南方一般相对湿度在50%～60%，在梅雨季节会超过90%，根据空气焓湿图计算，每次凝露析出的液态水约46克。另外，根据统计，5号机组2010年全年开机次数达275次，如此频繁的开停机，使得封闭母线面临的凝露问题更为严重。

结论是：封闭母线内部的积水与封闭母线密封性能不良有着极大关系。

2、进一步分析仅A相凝露的原因

封闭母线布置位置离厂房通风口近，厂房通风首先经过A相封闭母线，然后再依次往B、C相方向流动，通风对A相封闭母线影响较大，容易在分支段处出现结露的现象，所以只有A相有凝露。

三、封闭母线的防凝露处理措施

1、分支段封闭母线的隔离措施

由于封闭母线分支段运行时电流、温度均比主母线运行时低，将主母线段的空腔与所有分支母线段的空腔隔离。

为将盘式绝缘子安装于分支段靠近主母线的位置，首先将原分支母线外壳从距离主母线中心450mm处切断，切割时分支母线应其外壳长出160mm，然后将切断的分支母线焊接一铜铝过镀接头，将事先制作好的带有盘式绝缘子的检修维护箱安装于切断处（检修维护箱是便于今后对该盘式绝缘子的检查及维护），将盘式绝缘子安装并检查其密封良好，然后用100×10mm的铜排将分支母线联接好。最后将检修箱及分支段外壳恢复。

2、盘式绝缘子安装方式的改进

原设计的盘式绝缘子为水平安装于分支末端处，当封闭母线内部产生凝露后，露水汇积到盘式绝缘子的凹槽内积存，随着露水的增多，会造成母线对地绝缘降低而引发对地闪络放电。为此，改造成将盘式绝缘子改为垂直安装，使积水无法积存。

3、增设泄水检查孔，方便检查及维护

当封闭母线运行工况恶化时，有可能会发生凝露，盘式绝缘子改为垂直安装后，露水无法再汇集于盘式绝缘子的凹槽，只能沿母线外壳内壁往低处流，故在每相封闭母线垂直段最低位置设一泄水检查孔，便于检查和排水。

4、二次电缆出线密封改造

常规的二次电缆出线采用穿孔密封方式，穿孔处采用填充物进行密封，热胀冷缩容易造成密封不良，气体可顺着电缆外护套泄漏。

将此处的密封方式改为端子板密封，由二次接线端子板实现封闭母线空腔的密封，电缆出线孔已无需考虑密封功能。互感器二次线在端子板处转接，端子板外部设有活动防护盒盖，打开防护盒盖即可进行二次电缆接线，不影响封闭母线密封。提高了封闭母线空腔密封的可靠性，进行二次接线时，不影响封闭母线的密封气压。也给二次接线带来方便。

同时，对其他各处的密封进行了检查处理，主要是以下几个方面：

1）对电流互感器安装定位螺栓密封面进行修整，更换新密封胶垫，增加保护垫圈。

2）对封闭母线全面查漏、补焊处理，并进行气密试验。

3）对部分支撑绝缘子的安装螺栓处漏气处理，将支撑绝缘子与安装法兰分解开，处理其密封结合面，更换密封圈。

自完成本项目的改造后，实现了封闭母线不因凝露而造成机组非计划停运，保障了发、供电的安全，经济效益明显。按改造前的每年平均4天因凝露而造成机组非计划停运计算，减少电量损失为4天*24小*110MW*0.24元/kw.h=253.44万元，加上按封闭母线、主变或发电机损坏估算，减少潜在的设备损失费为330万元，每年直接的节支增收总额为583.44万元。

Claims (6)

1.一种水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法，其特征是采取了以下措施：

⑴将封闭母线分支段与主母线空腔隔离，防止温差产生凝露；

⑵将原分支母线段水平安装的盘式绝缘子改为垂直安装，有效防止凝露积水；

⑶增设泄水检查孔，方便检查及维护；

⑷二次电缆出线密封改造，提高封闭母线密封可靠性；

⑸完善微正压装置性能，增加自动排水及远方控制功能。

2.如权利要求1所述的水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法，其特征是将封闭母线分支段与主母线空腔隔离时，首先将原分支段母线及其外壳切断，切割时分支段母线应比外壳长出100-200mm，然后将切断的分支段母线焊接一铜铝过渡接头，将事先制作好的带有盘式绝缘子的检修维护箱安装于切断处，将盘式绝缘子安装并检查其密封良好，然后用铜排将分支段母线联接好，最后将检修箱及分支段外壳恢复。

3.如权利要求1所述的水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法，其特征是原分支母线段水平安装的盘式绝缘子改为垂直安装在主母线与分支母线的交叉口紧贴主母线的绝缘套壁。

4.如权利要求1所述的水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法，其特征是泄水检查孔设在母线垂直段最低位置上。

5.如权利要求1所述的水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法，其特征是二次电缆的出线口设在端子板上方的防护盒盖上。

6.如权利要求1所述的水电厂出口封闭母线防凝露的处理方法，其特征是给微正压装置的贮气罐加装排水电磁阀，每次启动空压机时自动打开贮气罐的电磁阀排水10秒钟，使贮气罐内的压缩空气更干燥，充入封闭母线内的空气质量更优，更好地保证封闭母线的绝缘；同时，增加的远方启动及监视功能，实现了远方启动，微正压装置补气时间间隔可通过监控系统实现在中控室监视，保证充入封闭母线内空气的含水量及封闭母线的绝缘水平，运行人员可随时掌握封闭母线的状态。