全絕緣封閉管母線(xiàn)在HDBT水電站中的應(yīng)用

陳玉東

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

全絕緣封閉管母線(xiàn)在HDBT水電站中的應(yīng)用

陳玉東

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

通過(guò)對(duì)比各類(lèi)發(fā)電機(jī)出口母線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)，合理進(jìn)行HDBT水電站發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)設(shè)備選型，并介紹其在該工程中的具體應(yīng)用和需要重點(diǎn)關(guān)注的方面，為水電站采用該種母線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)提供一些參考。

管型絕緣屏蔽母線(xiàn)；地下廠房；布置

1 工程概況

HDBT水電站位于新疆阿勒泰地區(qū)，電站裝機(jī)容量4×50MW，多年平均年發(fā)電量6.04億kW·h，保證出力13.2MW，采用引水式開(kāi)發(fā)。電站引水系統(tǒng)由進(jìn)水口、壓力洞、調(diào)壓井及壓力管道組成。電站以發(fā)電為主，在系統(tǒng)中承擔(dān)調(diào)峰等任務(wù)。

2 發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)選型

HDBT水電站可研階段推薦采用地面廠房，發(fā)電機(jī)電壓采用10.5kV，發(fā)電機(jī)變壓器組合方式為擴(kuò)大單元接線(xiàn)方式，發(fā)電機(jī)出口最大工作電流為3736A，主變低壓側(cè)最大工作電流為7472A。根據(jù)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)母線(xiàn)產(chǎn)品實(shí)際情況，選擇了離相封閉母線(xiàn)作為發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)。在可研核準(zhǔn)過(guò)程中，由于廠區(qū)樞紐布置不盡合理，存在較大高邊坡處理工程量，并擔(dān)心受沖溝洪水影響，最終調(diào)整為地下廠房，主接線(xiàn)形式不變。

該電站地下廠房布置采用“一”字型洞室，即主廠房、副廠房、主變室成“一”字排列。這就要求發(fā)電機(jī)母線(xiàn)需要貫穿主廠房下游側(cè)引至副廠房主變室，業(yè)主要求總寬度不超過(guò)18.5m。為壓縮整個(gè)廠房的開(kāi)挖寬度，原設(shè)計(jì)每?jī)膳_(tái)機(jī)離相封閉母線(xiàn)水平排列無(wú)布置位置，四臺(tái)機(jī)母線(xiàn)依次上下排列空間也不足，為此我們需重新對(duì)發(fā)電機(jī)母線(xiàn)進(jìn)行選擇。第一階段原計(jì)劃發(fā)電機(jī)出口段母線(xiàn)改為共箱封閉母線(xiàn)，布置完后很緊湊，但留有空間很小，安裝需要依次進(jìn)行。檢修、更換設(shè)備需要將其他機(jī)組母線(xiàn)依次拆除方可進(jìn)行，彼此干擾大，且影響彼此間散熱，同時(shí)開(kāi)關(guān)柜既和共箱母線(xiàn)連接，又與離相封閉母線(xiàn)連接，接口處理困難，此方案缺點(diǎn)較多。后想到減小發(fā)電機(jī)額定電流從而減小母線(xiàn)規(guī)格，但該項(xiàng)目主機(jī)招標(biāo)時(shí)間早，發(fā)電機(jī)電壓已確定，廠家提出的調(diào)整費(fèi)用較高，業(yè)主難以接受，故額定電流不能調(diào)整。為解決母線(xiàn)布置問(wèn)題，我們重新對(duì)市場(chǎng)中成熟的母線(xiàn)資料進(jìn)行收集，適用該電站的產(chǎn)品包括全絕緣封閉管母線(xiàn)、共箱封閉母線(xiàn)、敞開(kāi)式裸母線(xiàn)，對(duì)三種發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)進(jìn)行了比較，比較結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)比較表

通過(guò)對(duì)上述三種母線(xiàn)的比較，全絕緣封閉管母線(xiàn)性能優(yōu)越，安全性好。雖然其本體價(jià)格較敞開(kāi)式設(shè)備高，與共享封閉母線(xiàn)基本一致，但所需空間最小，布置方便，廠房寬度可調(diào)至最低，總體費(fèi)用較低，故選擇其作為該工程發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)。

3 全絕緣管型母線(xiàn)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

（1）導(dǎo)體采用銅管，導(dǎo)體與絕緣層間設(shè)有緩沖，端部焊接板式端子。

（2）絕緣為固體全絕緣，介質(zhì)為環(huán)氧樹(shù)脂浸漬紙，在固體絕緣層的兩端部絕緣層內(nèi)分別設(shè)有均壓用電容，使得絕緣母線(xiàn)端部軸向和徑向場(chǎng)強(qiáng)均勻，絕緣可靠性高。

（3）沿整個(gè)母線(xiàn)全長(zhǎng)外部設(shè)有接地屏蔽導(dǎo)體，人可觸摸，確保安全可靠。避免裸母線(xiàn)受人、動(dòng)物及其他因素接觸而發(fā)生接地和短路現(xiàn)象。接地導(dǎo)體外面是防護(hù)層，由于防護(hù)層可隨母線(xiàn)的形狀做任意改變，所以防護(hù)層實(shí)現(xiàn)固體絕緣層無(wú)模具澆注工藝。

（4）母線(xiàn)單根長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)8m，超過(guò)時(shí)采用多段母線(xiàn)進(jìn)行機(jī)械連接，兩根母線(xiàn)之間的連接處采用絕緣母線(xiàn)連接裝置進(jìn)行連接。由于固體絕緣層的無(wú)模具澆注工藝使得母線(xiàn)的形狀及尺寸可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布置及母線(xiàn)的電壓等級(jí)隨意調(diào)整，所以母線(xiàn)的彎曲角度及彎曲半徑完全根據(jù)工程母線(xiàn)走向決定，不受任何限制。

（5）絕緣母線(xiàn)有戶(hù)內(nèi)和戶(hù)外兩種結(jié)構(gòu)，戶(hù)外母線(xiàn)外套不銹鋼波紋管或戶(hù)外型熱縮材料，端部套硅橡膠傘裙，可用于污穢地區(qū)。

4 全絕緣管型母線(xiàn)在該電站中實(shí)際應(yīng)用

（1）電站主廠房上游側(cè)設(shè)有球閥吊物孔和機(jī)旁屏，空間太小，故將該母線(xiàn)布置在主廠房下游側(cè)，四臺(tái)發(fā)電機(jī)母線(xiàn)依次上下排列。發(fā)電機(jī)管母線(xiàn)外徑為130mm，相間中心距為400mm，四臺(tái)機(jī)母線(xiàn)上下層間中心距500mm。預(yù)埋件直線(xiàn)段每隔5.5m布置一個(gè)，其余在母線(xiàn)與其他設(shè)備接頭位置和轉(zhuǎn)彎處增設(shè)預(yù)埋件。

（2）因發(fā)電機(jī)層樓板下部原設(shè)計(jì)電纜橋架先于管母線(xiàn)安裝，且安裝時(shí)高程降低，占據(jù)了1號(hào)發(fā)電機(jī)出口母線(xiàn)的位置，為滿(mǎn)足施工進(jìn)度，只能調(diào)整1號(hào)發(fā)電機(jī)母線(xiàn)布置，將其在發(fā)電機(jī)機(jī)端處轉(zhuǎn)彎布置在原位置上游側(cè)，與2號(hào)發(fā)電機(jī)母線(xiàn)平行敷設(shè)。因該類(lèi)母線(xiàn)轉(zhuǎn)彎較其他成品母線(xiàn)方便，占用空間小，所以較好的解決了設(shè)備布置沖突問(wèn)題。

（3）該電站管型母線(xiàn)兩端均采用軟銅帶與設(shè)備相連，具有伸縮作用，可分散母線(xiàn)在短路和地震狀態(tài)下的應(yīng)力，故取消了支吊架處的減震器。為避免引發(fā)渦流損耗和金屬構(gòu)件發(fā)熱，管型母線(xiàn)安裝托架及支撐件形成閉合回路，其中一根方管采用不銹鋼方管，避免形成閉合磁路。

（4）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)CT和橫差用CT布置在發(fā)電機(jī)風(fēng)圈外部，部分連接導(dǎo)體裸露在空氣中，需要增設(shè)該部分的防護(hù)外殼該防護(hù)外殼由管母線(xiàn)廠現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后制作完成，這一點(diǎn)較之共箱母線(xiàn)不便。

5 結(jié)束語(yǔ)

全絕緣管型母線(xiàn)在變電所中采用時(shí)間較早，且應(yīng)用較為普遍，但在水電廠中應(yīng)用較少，其具備的用料少、布置緊湊靈活等優(yōu)點(diǎn)不失為水電廠發(fā)電機(jī)母線(xiàn)的一種選擇，目前HDBT電站四臺(tái)機(jī)全絕緣管母線(xiàn)已安裝、試驗(yàn)完畢，一切正常。隨著全絕緣管母線(xiàn)在水電廠應(yīng)用逐漸增多，將會(huì)提供更多經(jīng)驗(yàn)供大家參考。

TM645

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1672-5387（2014）02-0032-02

2014-02-26

陳玉東（1976-），男，高級(jí)工程師，從事水電站電氣設(shè)計(jì)工作。