歐瑋

（福建省鴻山熱電有限責(zé)任公司，福建 石獅 362700）

目前發(fā)電廠中，隨著機組容量的增大，發(fā)電機出口一般采用封閉式母線來滿足其高可靠性要求。封閉式母線具有減少接地故障、避免相間短路、消除周圍鋼構(gòu)的發(fā)熱、維護(hù)工作量小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。但由于環(huán)境溫度下降、機組負(fù)荷降低至母線溫度下降或機組停運時，離相封母內(nèi)氣壓降低，就會從封閉母線的泄漏點吸入空氣，會帶進(jìn)粉塵和潮氣，造成母線的絕緣值降低隱患。為防止上述情況發(fā)生，需配置微正壓裝置保證母線的安全運行。但不同電廠配置的微正壓裝置功效上存在差異，故近年的封母受潮結(jié)露事故時有發(fā)生。

1 離相封閉母線結(jié)露的原因

（1）溫度、氣候引起的濕度變化。某熱電廠地理位置處于沿海，常年濕度較大，平均50%～75%左右，再碰到機組在潮濕多雨的季節(jié)停備或檢修，濕度更大。機組正常運行時，封閉母線內(nèi)部的溫度在50～70℃左右，當(dāng)機組停運后，封母內(nèi)溫度與環(huán)境溫度一致，用焓濕表對照，以環(huán)境溫度為25℃為例，空氣濕度達(dá)到70%時，露點值為19.1℃。當(dāng)溫度低于露點溫度，在封母內(nèi)部、絕緣子表面便出現(xiàn)結(jié)露，大大降低了母線的絕緣水平。

（2）封閉母線的密封性能差。封閉母線主要由母線導(dǎo)體、支持絕緣子和防護(hù)屏蔽外殼組成，且連接部位有發(fā)電機出線箱、主變低壓側(cè)升高座、廠用變高壓側(cè)升高座、出口PT分支、勵磁變壓器分支等，首先有施工工藝導(dǎo)致的焊縫焊接不良；其次機組在運行中，由于機組的抖動、土建基礎(chǔ)的位移，致使密封結(jié)構(gòu)受到破壞；其次機組運行年限的增加，導(dǎo)致支持絕緣子上的密封圈、各部位的密封膠、橡膠波紋管的老化。這些因素致使離相封母密封不嚴(yán)，導(dǎo)致外界的潮濕空氣和粉塵進(jìn)入封母內(nèi)部。

（3）微正壓裝置不能正常運行。大部分同類型機組對離相封母的保護(hù)均采用微正壓裝置。某熱電廠的發(fā)電機出口離相封閉母線是由江蘇大全封閉母線有限公司生產(chǎn)的QLFN-22/23000型封閉母線，原發(fā)電機離相封閉母線配套一臺MQ-04型微正壓裝置，該裝置空氣經(jīng)過過濾、干燥、減壓后向母線供氣，維持母線內(nèi)部微正壓。

本套微正壓裝置自投入運行后，出現(xiàn)較多的問題和局限性。

（1）由于上述提到封閉母線密封性能的下降，導(dǎo)致母線內(nèi)部的微正壓無法長時間保留或者根本就不能滿足足夠的壓力，這會導(dǎo)致微正壓裝置頻繁啟動，裝置的壓縮機和空氣干燥凈化設(shè)備長期處于超負(fù)荷運行狀態(tài)，導(dǎo)致微正壓裝置故障率增加，裝置不能正常運行。

（2）壓縮機的疏水設(shè)計不合理，疏水閥為手動閥門，要有運行人員配合定期手動開門疏水，人員的行為不可控，若疏水不及時，導(dǎo)致進(jìn)入封閉母線空氣的含水份變大。

（3）即使裝置處于工作狀態(tài)，但因沿海空氣的濕度大，其輸送至封閉母線內(nèi)空氣的干燥度往往很不理想，實際很可能是送入濕度較大的空氣；同時在母線檢修后，微正壓裝置投入也不能快速有效驅(qū)除母線內(nèi)潮氣，降低了母線絕緣，影響機組順利啟動，該熱電廠2#機組2013年大修啟機前曾出現(xiàn)此情況。表1是該熱電廠兩臺機組原微正壓裝置投運5年以來的缺陷數(shù)量。該熱電廠原微正壓裝置的高缺陷率，使得裝置常態(tài)化停運檢修，不能保證封閉母線的持續(xù)加壓，不利于封閉母線的安全運行。大多數(shù)電廠的微正壓裝置問題不盡相同，故原微正壓裝置需要改進(jìn)。

表1

2 離相封閉母線防結(jié)露裝置類型

目前同類型電廠離相封閉母線防結(jié)露裝置有以下幾種。

（1）電加熱器。通過加熱裝置，提高母線內(nèi)部空氣溫度，使空氣溫度高于露點溫度；并不能改變母線內(nèi)部空氣的濕度且加熱器數(shù)量較多，降低了母線的密封性能。

（2）熱風(fēng)保養(yǎng)裝置。在機組啟動前投入，向封母內(nèi)部通入干燥的熱風(fēng)，置換出封母內(nèi)的潮氣。該裝置也不能提高封母內(nèi)部空氣的干燥度，當(dāng)母線長度較長時，距加熱點較遠(yuǎn)的封母內(nèi)部因溫度差可能降低到露點溫度，造成母線分段絕緣不合格。

（3）微正壓裝置。向離相封母內(nèi)充入干燥潔凈的空氣，并維持母線內(nèi)部一定的微正壓，防止外界潮氣和粉塵進(jìn)入封母內(nèi)部，控制母線內(nèi)部濕度在較低的水平。由于該裝置存在的問題和局限性，設(shè)備故障率增大，檢修維護(hù)量增大。

（4）空氣循環(huán)干燥裝置。借助離相母線外殼內(nèi)的空間和相關(guān)連通管路所形成的閉環(huán)通道，通過羅茨風(fēng)機的工作，建立起一個內(nèi)部的空氣循環(huán)。利用裝置內(nèi)部的干燥裝置，最終實現(xiàn)降低封閉母線內(nèi)的濕度。

3 某熱電廠微正壓裝置的改進(jìn)探討

某熱電廠將兩臺機組的微正壓裝置改造成具備空氣循環(huán)干燥功能和微正壓功能的新型防凝露裝置。

（1）防凝露裝置工作原理。防凝露裝置在空氣循環(huán)干燥功能模式下，當(dāng)檢測到母線內(nèi)濕度大于70%（可調(diào)節(jié)）時，采用復(fù)合式單風(fēng)循環(huán)除濕方式，把封母內(nèi)的潮濕空氣從中間相抽出，通過羅茨鼓風(fēng)機、儲氣罐、干燥機、后置加熱后重新送入兩邊相母線。在裝置運行過程中，由于母線內(nèi)部的空氣不斷地被循環(huán)干燥，快速使母線內(nèi)空氣濕度降低到較低的水平，這樣就從根本上消除了凝露現(xiàn)象的出現(xiàn)，進(jìn)而也使母線的絕緣維持在較高的水平。當(dāng)裝置檢測到母線內(nèi)濕度低于設(shè)定值40%（可調(diào)節(jié)）時，自動切換到微正壓保護(hù)模式，當(dāng)檢測到母線內(nèi)壓力小于0.3kPa時，通過外接儀用氣經(jīng)減壓閥減壓至0.3MPa，再經(jīng)電磁閥、油水分離器、干燥再生筒至三相封母，當(dāng)母線壓力大于3kPa時，電磁閥關(guān)閉補氣，使封母內(nèi)壓力在0.3～2kPa范圍內(nèi)，從而保證了裝置在循環(huán)干燥過程中母線內(nèi)的空氣壓力始終維持在微正壓的水平。

（2）防凝露裝置的改造。裝置從B相抽出封閉母線內(nèi)的空氣，干燥后的空氣重新送入A相和C相。裝置配置了濕度傳感器，該傳感器安裝B相回氣口的位置，是因為該位置處于整套母線內(nèi)最長的一個空氣循環(huán)流程的末端，該處的濕度值一般是整套母線外殼中濕度最高的地方。它的高低可以反映整套系統(tǒng)運行的效果。由于建立空氣循環(huán)通道的需要，在母線上安裝三相連通的“E”型連通管組件。這樣從母線A相和C相流來的空氣可以通過該組件匯集后進(jìn)入B相母線，從而實現(xiàn)空氣的循環(huán)。現(xiàn)場兩臺機組汽機房6.9m層離相封母旁有一路儀用氣管，從此處增加一路儀用氣管至防凝露裝置作為微正壓補充氣源。裝置如圖1。

圖1

（3）防凝露裝置的主要優(yōu)點。防凝露裝置的直接著眼點是母線內(nèi)部的空氣濕度，即造成凝露出現(xiàn)的根本原因；防凝露裝置采取的是一種主動的方式，即對已經(jīng)位于封母內(nèi)的空氣進(jìn)行循環(huán)干燥。而微正壓裝置采取的是一種被動的方式，即盡量不讓外部的濕空氣進(jìn)入母線內(nèi)，而對母線內(nèi)已經(jīng)存在的潮濕空氣往往作用有限，防凝露裝置補充氣源采用儀用氣，裝置對封閉母線的密封要求相對較低，細(xì)小的空氣漏點不會影響裝置的運行效果，且儀用氣含水量小、品質(zhì)好、可靠性高；裝置就地設(shè)置濕度監(jiān)控儀表，可以就地觀察，并可以將濕度值變送遠(yuǎn)傳；裝置采用技術(shù)可靠、運行穩(wěn)定的羅茨風(fēng)機，相對于微正壓裝置使用的普通活塞式空氣壓縮機，穩(wěn)定性和可靠性大大提高。此外，由于裝置自動狀態(tài)的啟停是根據(jù)相對濕度來完成的，相對于微正壓裝置全天24小時不間斷的工作方式，整套系統(tǒng)更加高效可靠，故障率低，極大地減少了檢修維護(hù)工作量。該熱電廠防凝露裝置改造后投入的兩年多時間來，缺陷的發(fā)生率幾乎為零，且未發(fā)生母線絕緣降低事件。

4 結(jié)語

某熱電廠改進(jìn)的防凝露裝置，在機組的正常運行中，能利用空氣循環(huán)干燥功能和微正壓功能相結(jié)合，保證封閉母線防塵、結(jié)露隱患；在機組停運時（母線不檢修），繼續(xù)保持裝置的運行，降低母線內(nèi)空氣濕度。對于沿海地區(qū)高濕度的電廠，該裝置運行穩(wěn)定且維護(hù)量少，有效地保證著母線的安全運行狀態(tài)。