李國賓，任 剛，黃 嘉，龍福海，吳 妍，王 博

（1.河北張河灣蓄能發(fā)電有限責任公司，河北 石家莊 050300；2.國網(wǎng)新源控股有限公司，北京 100053）

張河灣抽水蓄能電站發(fā)電機定子中性點結(jié)構(gòu)改造

李國賓1，任 剛1，黃 嘉1，龍福海1，吳 妍1，王 博2

（1.河北張河灣蓄能發(fā)電有限責任公司，河北 石家莊 050300；2.國網(wǎng)新源控股有限公司，北京 100053）

重點介紹了張河灣抽水蓄能電站發(fā)電電動機中性點結(jié)構(gòu)改造、拆除和回裝連接銅排方法以及改造完成后對機組進行電氣預防性試驗的影響，對機組整體性能做全面判斷分析起到了非常重要的作用，為國內(nèi)抽水蓄能電站在該方面的設計、運行和技術(shù)改造提供借鑒作用。

抽水蓄能；發(fā)電電動機；中性點；預防性試驗

1 引言

張河灣抽水蓄能電站位于河北省石家莊市井陘縣測魚鎮(zhèn)附近的甘陶河干流上，距石家莊市區(qū)77km，裝機4臺，單機容量250 MW，電站總裝機容量1 000 MW。張河灣抽水蓄能電站接入冀南電網(wǎng)，在系統(tǒng)中擔負調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相和緊急事故備用等任務。

張河灣抽水蓄能電站的發(fā)電電動機生產(chǎn)廠家為日本富士，型號為GDH7057S-09，中性點采用經(jīng)過接地變壓器接地的高阻接地方式。

2 改造背景

張河灣抽水蓄能電站定子繞組的中性點出口銅排連接成一個整體，在機組的檢修及維護過程中，無法對定子繞組異相之間、單相對地之間進行絕緣測量，更無法按照檢修標準執(zhí)行高壓耐壓試驗，同時無法測量定子繞組各個支路的直流電阻值，以及影響其他一些電氣檢測試驗的執(zhí)行，所以需要對中性點進行必要的結(jié)構(gòu)改造，在中性點區(qū)域形成一個隨時能拆卸的斷接銅排區(qū)域。

3 張河灣抽水蓄能電站發(fā)電電動機中性點結(jié)構(gòu)分析

3.1 發(fā)電電動機匯流銅排中性點引出線部位空間

發(fā)電電動機匯流銅排中性點引出線部位空間中，匯流環(huán)中性點固定支撐外伸長度僅445 mm，沒有足夠空間安裝斷接銅排，匯流環(huán)中性點固定支撐內(nèi)側(cè)尺寸更小，沒有足夠的距離安裝斷接銅排。

3.2 發(fā)電電動機中性點整體框架區(qū)域

由于受電流互感器及固定支撐的影響，此區(qū)域也沒有任何空間可以安裝斷接銅排。

A區(qū)：靠近發(fā)電電動機機座側(cè)的中性點引出銅排長度僅為360 mm，沒有空間安裝斷接銅排。外側(cè)中性點引出線銅排長度450 mm，也沒有足夠的空間安裝斷接銅排。同時，該區(qū)域上端部與匯流排引出線的連接方式是銀銅焊接固定方式，現(xiàn)場如果拆除有可能傷及中性點引出銅排以及匯流環(huán)本體絕緣。

B區(qū)：靠近發(fā)電電動機機座側(cè)的中性點引出銅排長度上滿足空間安裝斷接銅排的要求，但是，其距離底座鋼板絕緣安全距離太近，同時需要拆除外側(cè)銅排才能施工，必然會破壞中性點整體絕緣結(jié)構(gòu)。同時整體固定結(jié)構(gòu)也將遭受破壞。外側(cè)中性點銅排長度為460 mm，沒有足夠的空間安裝斷接銅排。

C區(qū)：內(nèi)外側(cè)的中性點引出銅排都沒有足夠的空間安裝斷接銅排。

3.3 發(fā)電電動機中性點結(jié)構(gòu)整體分析

張河灣抽水蓄能電站發(fā)電電動機中性點部位的電流互感器、引出銅排、固定支撐是一個整體結(jié)構(gòu)，掛靠在發(fā)電電動機定子機座上，其空間非常緊湊，沒有足夠的空間位置在該區(qū)域形成中性點銅排試驗斷開接口。根據(jù)發(fā)電電動機檢修規(guī)程和相關(guān)試驗規(guī)范，定子繞組要求中性點部位具備隨時拆開斷開各相之間的連接能力，同時保證互相之間的絕緣安全距離滿足運行及試驗要求。

圖1 發(fā)電電動機中性點整體框架區(qū)域空間

要想達到上述要求，現(xiàn)有基礎(chǔ)上有兩種解決方式：

A.拆除整個中性點整體結(jié)構(gòu)，重新布局電流互感器、固定銅排、固定支撐的結(jié)構(gòu)。

B.拆除中性點整定結(jié)構(gòu)中的橫向連接銅板的現(xiàn)場手包絕緣，形成裸銅狀態(tài)，在試驗過程中，拆除固定螺栓，吊離橫向連接銅排，試驗結(jié)束后，恢復橫向連接銅排結(jié)構(gòu)。

采用A方案，需要發(fā)電電動機重新設計具體的中性點結(jié)構(gòu)形式，拆除中性點引出銅排（全部需要更換，現(xiàn)場的都無法使用），相當于重新設計和制造整個中性點整體結(jié)構(gòu)。采用B方案，完全能滿足絕緣檢查和高壓試驗的要求，只是在拆除和回裝的過程中，需要拆卸的銅排重量比較重，拆卸和回裝工作量較大。

4 解決方案

A方案的改造過程量太大，相當于重新制作一個中性點布局結(jié)構(gòu)。在執(zhí)行A方案的過程中，必然需要脫焊中性點銅排的上端銀銅焊接固定部位，對中性點整體絕緣結(jié)構(gòu)以及匯流環(huán)中性點引出線銅排都會造成一定的破壞。

在B方案的施工工程中，雖然在拆卸銅排的過程中，由于銅排重量比較重，造成工作量增大，但現(xiàn)場可以采用鏈條葫蘆等工具完成，這種方式相比A方案來說，簡單易行，改動量較小。

根據(jù)現(xiàn)場檢查和實際的尺寸分析判斷，廠家現(xiàn)場督導建議使用B方案完成張河灣抽水蓄能電站發(fā)電電動機定子中性點的結(jié)構(gòu)改造。

4.1 B區(qū)域的中性點連接銅排結(jié)構(gòu)改造

4.1.1 具體執(zhí)行措施

（1）拆除B區(qū)域外側(cè)中性點三相銅排現(xiàn)場手包絕緣，圖2圓圈位置，右側(cè)為左視圖。

圖2 B區(qū)域外側(cè)中性點三相銅排手包絕緣

（2）拆除橫向銅排的連接電纜固定螺栓（圖2方框1部位），將電纜接頭保護好，不要傷及鍍銀面及電纜結(jié)構(gòu)；將橫向銅排的右端的突出銅排切除，清理好切除端口毛刺等；將上述拆除的連接電纜固定連接在右側(cè)中性點橫向銅排的固定螺栓上（圖2方框2位置）。

4.1.2 注意事項

（1）拆除手包絕緣時，絕對不能傷及橫向銅排的本體絕緣（廠內(nèi)機包絕緣），只能拆除現(xiàn)場施工的手包絕緣，這項工作必須細心，專人監(jiān)督施工；

（2）施工前，一定要做好互感器等其他設備的防護工作，避免傷及電流互感器等其他設備；

（3）切割銅排時，一定要將銅屑收集干凈，不能遺留在中性點區(qū)域，決不能掉入下端電流互感器中；

（4）施工完成后，需要清理干凈施工區(qū)域，同時對銅排的本體絕緣進行檢查，必要時加包高壓自粘帶，延長安全絕緣距離。

4.2 C區(qū)域的中性點連接銅排結(jié)構(gòu)改造

4.2.1 具體措施

拆除C區(qū)域外側(cè)中性點三相銅排現(xiàn)場手包絕緣（圖3圓圈位置，右側(cè)為左視圖）。

圖3 C區(qū)域外側(cè)中性點三相銅排手包絕緣

（1）拆除橫向銅排的連接電纜固定螺栓（圖3中方框1部位），將電纜接頭保護好，不要傷及鍍銀面及電纜結(jié)構(gòu)；

（2）拆除U型連接銅排，清理干凈右側(cè)連接銅排表面；

（3）將上述拆除的連接電纜固定連接在右側(cè)中性點橫向銅排的固定螺栓上（圖3方框2位置）。

4.2.2 注意事項

（1）拆除手包絕緣時，絕對不能傷及橫向銅排的本體絕緣（廠內(nèi)機包絕緣），只能拆除現(xiàn)場施工的手包絕緣，這項工作必須細心，專人監(jiān)督施工；

（2）施工前，一定要做好互感器等其他設備的防護工作，避免傷及電流互感器等其他設備；

（3）施工完成后，需要清理干凈施工區(qū)域，同時對銅排的本體絕緣進行檢查，必要時加包高壓自粘帶，延長安全絕緣距離。

4.3 材料及補充說明

（1）按照B方案執(zhí)行過程中，當橫向銅排的現(xiàn)場手包絕緣完成拆除后，建議技術(shù)人員再次確認相關(guān)尺寸，確保后續(xù)施工的順利完成。

（2）B方案的改造，不需要購買新的部件材料，只需要除上述施工的工具外再購買部分高壓自粘帶、無水乙醇即可。

4.4 中性點改造完成后，銅排的拆卸及回裝工作

（1）根據(jù)對張河灣抽水蓄能電站發(fā)電電動機定子中性點部件的相關(guān)尺寸測量，進行了相關(guān)絕緣距離、固定距離等分析判斷，機組的安全運行和電氣試驗過程中，無需將拆除手包絕緣部位恢復絕緣，允許這些部位裸銅狀態(tài)運行。

（2）在機組檢修和維護過程中，如果需要進行相關(guān)的電氣試驗，按照圖4所示拆除中性點橫向銅排即可（右側(cè)圖為左視圖）。

1）拆除圖4中圈定1部分的固定螺栓；2）拆除圖4中圈定2部分的固定螺栓；

3）將中性點互感器連接電纜拆除，保護好電纜頭；

4）將三相之間的橫向連接銅排吊離即可（B區(qū)域的橫向銅排比較重，需要使用軟質(zhì)吊帶吊離，C區(qū)域的橫向銅排比較輕，人工直接搬離即可）；

5）清理干凈中性點斷開區(qū)域即可進行相關(guān)電氣試驗。

圖4 拆除中性點橫向銅排示意圖

（3）當各項電氣檢測試驗完成后，重新將橫向銅排固定安裝即可，恢復中性點接地變壓器連接電纜。

圖5 定子中性點中部連接結(jié)構(gòu)改造前后對比

圖6 定子中性點下部連接結(jié)構(gòu)改造前后對比

5 結(jié)語

張河灣抽水蓄能電站發(fā)電電動機定子中性點結(jié)構(gòu)的改造是非常有必要的，改造完成后，可以完整的測量定子繞組三相之間的絕緣性能，同時也可以用高壓試驗的檢測方式對定子繞組的整體絕緣性能進行檢測。特別是機組大修過程中，對機組整體的性能做一個全面的判斷分析起到非常重要的作用。

[1]陳世元.電機學[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]單文培，王 兵，齊 玲.電氣設備試驗及故障處理實例[M].北京：中國水利出版社，2012.

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1672-5387（2016）12-0013-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.12.005

2016-10-20

李國賓（1983-），男，工程師，從事抽水蓄能電站運維檢修管理工作。