【摘要】火力發(fā)電站20KV等級系統(tǒng)，通常采用離相封閉母線設(shè)置，并輔助微正壓裝置，防止母線受潮同時，也避免了灰塵積存。既保證了高電壓等級下的母線絕緣安全，同時減少了母線檢修和維護。20KV系統(tǒng)故障率很低，本文章針對母線移位的故障進行了詳細分析，同時對相應(yīng)故障避免提出了見解和保障措施。

【關(guān)鍵詞】電站；20KV母線；移位；措施

1.前言

某火力發(fā)電公司1號發(fā)電機組為哈爾濱電機有限責(zé)任公司生產(chǎn)的300MW級，型號QFSN-300-2機組。發(fā)電機冷卻方式為水氫氫，定子額定電壓20000V，定子繞組連接方式為YY方式，定子繞組絕緣等級為F級。發(fā)電機出口與高廠變高壓側(cè)及主變低壓側(cè)構(gòu)成了電壓等級為20KV系統(tǒng)，該20KV系統(tǒng)通常設(shè)計采用離相封閉母線并附加微正壓裝置。20KV系統(tǒng)屬于高電壓等級系統(tǒng)，在電站發(fā)電過程中，對電負荷傳輸，機組廠用電穩(wěn)定運行起著關(guān)鍵性作用。該系統(tǒng)因采用離相封閉母線設(shè)置，而且輔助設(shè)置微正壓裝置運行，能保證該電壓等級下母線的絕緣安全，及封閉母線內(nèi)連續(xù)恒定空氣壓力，大大減少了設(shè)備檢修和維護任務(wù)。但封閉母線移位故障很少見，屬于典型故障，針對此次故障詳細分析了原因，并采取了相應(yīng)措施，保證了設(shè)備安全運行。

2.封閉母線故障移位

2.1事件經(jīng)過

2011年3月，某發(fā)電公司1號機組C級檢修過程中，為防止備用的發(fā)電機封閉母線受潮，啟動微正壓裝置對發(fā)電機出口封閉母線打壓。電氣運行人員應(yīng)要求將封閉母線微正壓裝置投入運行，24小時后，電氣運行人員檢查發(fā)現(xiàn)封閉母線安裝短路板（發(fā)電機短路實驗用）蓋板處有螺絲孔漏氣，微正壓裝置顯示封閉母線內(nèi)壓力為0.23kPa，微正壓裝置空壓機長期在工作狀態(tài)。于是聯(lián)系檢修人員至現(xiàn)場處理，在進行漏點查找處理過程中，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機出口封閉母線發(fā)生了移位，墻內(nèi)的封閉母線從膨脹節(jié)處往東側(cè)平行移動約80mm，該側(cè)封閉母線所有下部垂直方向的鋼性支撐架均向東傾斜，固定銷焊口開焊，墻外的封閉母線也從膨脹節(jié)處向西移動50mm左右，從封閉母線至高廠變高壓側(cè)垂直方向也可看出主變側(cè)沿水平方向平移50mm左右，對發(fā)電機母線檢查、試驗和絕緣測試沒有發(fā)現(xiàn)異常。將母線與其它設(shè)備相連的膨脹節(jié)拆開斷引后，測量母線導(dǎo)體與外殼之間的絕緣電阻合格。封閉母線基本規(guī)范如下：

發(fā)電機封閉母線：

型 號： QLFM- 24/12500 額定電壓：24KV 最高工作電壓：27.6KV

環(huán)境溫度：-40℃～+40℃ 海拔高度：≤1000m 母線導(dǎo)體尺寸：Ф500mm

母線外殼尺寸：Ф1050mm 母線相間距離：L=1400mm

2.2事件處理

發(fā)電機封閉母線發(fā)生移位后，經(jīng)與廠家及檢修部門聯(lián)系確定搶修方案，對移位的發(fā)電機出口母線恢復(fù)就位，并對發(fā)電機出口封閉母線六處膨脹節(jié)波紋管進行更換。經(jīng)搶修處理完畢，做絕緣電阻試驗合格（使用2500V等級兆歐表，測試母線導(dǎo)體相對地之間整體絕緣值不低于100兆歐）。根據(jù)GB311.1～6標(biāo)準，做封閉母線交流耐壓試驗合格（試驗規(guī)定額定電壓等級20KV系統(tǒng)，在額定短時工頻耐壓有效值為65kV情況下，耐壓時間為1min），發(fā)變組零起升壓沒有異常情況下，機組正常并網(wǎng)運行。

2.3原因分析

發(fā)現(xiàn)封閉母線位移后，初步判斷移位可能是由于220KV主變壓器基礎(chǔ)下沉所致，但經(jīng)過測量、檢查后，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，排除了主變基礎(chǔ)下沉及地質(zhì)情況變動的可能性。在對微正壓裝置進行檢查時，發(fā)現(xiàn)封閉母線壓力控制器故障，壓力維持0.23kPa不變，而啟動空壓機的壓力值為0.3kPa～1.6kPa，空壓機最高壓力設(shè)定為0.5MPa。將壓力控制器取樣管進氣側(cè)直接與空壓機出氣端相連接，壓力表測量空壓機出口壓力達0.2MPa時，但壓力控制器壓力顯示仍為0.23kPa。打開發(fā)電機封閉母線短路板安裝處東約1米處的封閉母線手動排氣閥時，發(fā)現(xiàn)排氣閥有明顯的氣流過流聲，排氣的氣流很強，進而驗證了封閉母線內(nèi)氣壓較高。經(jīng)測算，封閉母線內(nèi)壓力在 0.2～0.3MPa，則作用在封閉母線直段兩側(cè)截面上的力為：F=（0.2～0.3MPa）×3.14×0.934/4=137000～205000牛=13.7～20.5噸。（封閉母線內(nèi)徑為934mm）。經(jīng)上述實驗分析后，確定發(fā)電機封閉母線發(fā)生移位是因為微正壓裝置壓力控制器故障（始終0.23kPa），空氣壓縮機持續(xù)運行，造成封閉母線內(nèi)超壓所致。

2.4存在問題

2.4.1.設(shè)備設(shè)計存在問題。發(fā)電機出口封閉母線及封閉母線微正壓裝置由江蘇大全封閉母線有限責(zé)任公司生產(chǎn)，設(shè)計時封閉母線微正壓裝置只有一套智能壓力控制器，空壓機的啟停通過壓力控制器來控制，且封閉母線內(nèi)氣體壓力只能通過該智能壓力控制器上的數(shù)字壓力顯示器進行監(jiān)視，對封閉母線內(nèi)壓力沒有其它的監(jiān)視及保護手段。

2.4.2.運行經(jīng)驗不足，未能及時發(fā)現(xiàn)微正壓裝置存在的缺陷。因為微正壓裝置對封閉母線打壓案例比較罕見，運行人員在巡檢過程中未能在第一時間發(fā)現(xiàn)空壓機連續(xù)運行的缺陷。

2.4.3.設(shè)備定期檢修維護環(huán)節(jié)缺失。封閉母線微正壓裝置應(yīng)定期進行維護試驗，對壓力變送器故障及時發(fā)現(xiàn)并更換。

2.5采取措施

為保證發(fā)電機封閉母線絕緣安全采取如下措施：

2.5.1.在封閉母線取樣管處增加一塊千帕級的指針式壓力表，同時安裝壓力變送器，將封閉母線內(nèi)壓力上傳至集控DCS。

2.5.2.在封閉母線取樣管或排氣閥處安裝兩個壓力開關(guān)，其中一個在壓力達到2kPa時動作跳開空壓機，另一個在壓力達到2.5kPa時動作啟動封母排氣電磁閥，將封閉母線內(nèi)的氣體即時排出，避免過壓。

2.5.3.在改造工作未完成前，每小時對微正壓裝置檢查一次，檢查時要打開發(fā)電機封閉母線排氣閥，確認內(nèi)部不超壓，每天白班試驗一次現(xiàn)有智能壓力控制器，保證其可靠。

2.5.4.機組檢修時，對微正壓裝置相關(guān)設(shè)備及表計進行檢查，缺陷設(shè)備及時更換。

3.結(jié)論

電站20KV系統(tǒng)屬于高電壓等級系統(tǒng)，系統(tǒng)采用離相封閉母線設(shè)置是為了保證該電壓等級下絕緣安全，該系統(tǒng)發(fā)生故障，嚴重影響發(fā)電機絕緣及廠用電安全運行。從該事件也能看出，電站表計數(shù)量多，機組依賴表計正常運行，表計損壞和失靈嚴重制約正常運行，甚至帶來嚴重后果，應(yīng)重視類存事件，從中吸取教訓(xùn)并提高安全和責(zé)任意識。定期對壓力表計校驗，確保表計的準確性。本文從封閉母線移位故障原因分析、恢復(fù)前試驗，及采取措施進行了闡述，以供相關(guān)單位和人員參考。

參考文獻

[1]《300MW火電機組設(shè)計手冊》.中國電力出版社