托電公司廠變共箱母線綜合治理

摘 要： 大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司廠變共箱母線自投產(chǎn)以來(lái)，多次發(fā)生閃絡(luò)跳機(jī)事故，事后通過(guò)對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)本身的每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，客觀分析共箱母線的設(shè)計(jì)原理，靜態(tài)、及動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況查找發(fā)生事故的原因，從而對(duì)共箱母線進(jìn)行綜合改造治理，提高了廠變共箱母線安全運(yùn)行的可靠性，最后達(dá)到機(jī)組、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

關(guān)鍵詞：共箱母線 母排 穿墻套管 DMC絕緣子 熱縮套 連接金具

Abstract： Inner Monglia Datang International Tuoketuo Power Generation Co.Ltd.，Tuoketuo becomes common box bus has since put into production， the accidents occurred many times. Through analysis of every detail of the equipment structure itself， objective analysis of common Enclosed Busbar design principle， static and dynamic operation to find the accident reason， thus the common box bus were comprehensive reform of governance， improves the safety and reliability of the common box bus bus operation， and finally achieve common box bus safe and stable operation.

Key words： Common box bus； DMC bus； wall bushing； INSULATORS； sleeves； connecting fittings

中圖分類(lèi)號(hào)：TM645 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）09-0286-02

引言

大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司（下稱(chēng)托電）作為“西電東送”北通道之一，托克托火電工程是國(guó)家“十五”計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，計(jì)劃裝機(jī)容量10臺(tái)600MW機(jī)組，分五期建設(shè)，采用點(diǎn)對(duì)網(wǎng)直送首都經(jīng)濟(jì)圈的輸電方式。托電公司共有12臺(tái)高廠變，托電廠變共箱母線自投產(chǎn)以來(lái)，多次發(fā)生跳機(jī)事故，為保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，托電公司對(duì)廠變共箱母線進(jìn)行綜合改造治理。

一、托電公司共箱母線技術(shù)參數(shù)及相關(guān)事故

托電高廠變共箱母線生產(chǎn)廠家為江蘇長(zhǎng)江沃特電氣有限公司，產(chǎn)品為自冷金屬外殼封閉式，箱體外殼尺寸1100×500mm，額定電壓：6.3KV，額定電流：3150A，導(dǎo)體每相為雙槽銅母線結(jié)構(gòu)，高130mm×寬60mm×厚度5mm，絕緣子為10kv瓷質(zhì)絕緣子，高度140mm；直徑140mm；爬電距離260mm，無(wú)穿墻隔斷結(jié)構(gòu)。在2015年托電發(fā)生一起高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作事件。通過(guò)解體檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)組高廠變分支工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)下方共箱母線絕緣子閃絡(luò)放電，絕緣子燒損嚴(yán)重，放電絕緣子下方母線三相均對(duì)外殼放電；后機(jī)組檢修，打開(kāi)所有蓋板后發(fā)現(xiàn)高廠變A、B分支共箱母線垂直段下部多個(gè)絕緣子及箱體存在輕微放電痕跡，就地事故現(xiàn)象與發(fā)變組故障錄波器記錄的保護(hù)動(dòng)作情況吻合。通過(guò)查看故障錄波器故障信息，故障發(fā)生時(shí)未發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電壓及6kV段電壓明顯波動(dòng)，事故當(dāng)天未發(fā)生雷電現(xiàn)象，檢查主變高壓側(cè)避雷器計(jì)數(shù)器未動(dòng)作，查看運(yùn)行操作記錄，當(dāng)時(shí)未進(jìn)行啟停高壓電氣設(shè)備操作，無(wú)設(shè)備故障跳閘記錄，排除過(guò)電壓導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)放電的可能。高廠變共箱母線緊鄰三四期灰?guī)?，空氣中粉塵較多；同時(shí)在設(shè)計(jì)中共箱母線穿墻部位無(wú)穿墻絕緣隔板，共箱母線在汽機(jī)房負(fù)壓抽吸作用下，共箱母線內(nèi)存在微負(fù)壓，室外共箱母線沿蓋板邊緣一直存在向內(nèi)吸氣情況。加之故障前天氣連續(xù)降雨，空氣濕度增大，共箱母線垂直段絕緣子易積灰、受潮；同時(shí)在共箱母線部分蓋板邊緣發(fā)現(xiàn)有柳絮等輕小雜物，綜合判斷共箱母線絕緣子臟污、受潮放電是造成本次事件的直接原因。

二、共箱母線運(yùn)行過(guò)程中存在問(wèn)題

1.導(dǎo)體槽銅結(jié)構(gòu)，相對(duì)重量較重，瓷質(zhì)絕緣子傘裙直徑較細(xì)，支撐力度較弱，特別是在垂直段中橫向使用中，抗彎能力不足。另外由于該地區(qū)寒冷，瓷質(zhì)絕緣子上下的鑄鐵附件與瓷質(zhì)兩者材料之間收縮系數(shù)不同，很容易造成斷裂，若同時(shí)存在漏水或結(jié)露的情況下，出問(wèn)題的可能性就會(huì)增加。

2.共箱封閉母線穿墻位置，是冷熱空氣交匯處，是容易產(chǎn)生結(jié)露的地域。在沒(méi)有穿墻隔板的情況下，約80%的問(wèn)題出現(xiàn)在該區(qū)域。戶(hù)內(nèi)外冷熱空氣交匯，絕緣子表面可能有凝露現(xiàn)象，夜晚絕緣子表面有可能會(huì)結(jié)冰。長(zhǎng)期的惡劣環(huán)境，大大降低了絕緣可靠性。是諸多事故頻發(fā)的根源。

3.穿墻位置沒(méi)有設(shè)置穿墻隔板，在箱體的吸附作用下，使灰塵，柳絮吸入到箱體內(nèi)部，當(dāng)遇到箱體爬升位置時(shí)，吸力減弱，灰塵及柳絮堆積在箱體拐角處。隨著時(shí)間的積累，雜物堆逐漸增多，對(duì)地安全距離裕度縮小，遇潮濕空氣，導(dǎo)致絕緣下降，造成局部放電。

4.托電公司燃煤后的粉煤灰含鋁較大，由于共箱母線密封不良，長(zhǎng)期處于這樣的環(huán)境中運(yùn)行，或多或少有含鋁的灰塵進(jìn)行共箱母線中，附著于絕緣子及箱體上，當(dāng)遇空氣濕度較大或是陰雨天時(shí)，潮氣進(jìn)入箱體，容易造成共箱母線放電跳機(jī)事故。

三、共箱母線綜合治理改造方法

1.將廠用共箱母線改導(dǎo)體為矩形母線，原箱體尺寸不變，這樣既解決了母排太重絕緣子的負(fù)重問(wèn)題，又起到了根治的效果。導(dǎo)體使用T2Y紫銅排，銅排化學(xué)成分Cu+Ag=99.90以上； 同時(shí)共箱母排母線導(dǎo)體包覆10KV熱縮套，增強(qiáng)絕緣裕度。熱收縮母排保護(hù)套管耐壓 10 KV，是一種具有良好的絕緣性、阻熱性和耐老化性的熱縮套管，廣泛用于高壓開(kāi)關(guān)柜、電廠、變電站中等母線排的絕緣保護(hù)。熱縮套管作用主要有杜絕老鼠、蛇等小動(dòng)物引起的短路故障；防止酸、鹽等化學(xué)物質(zhì)對(duì)母排的腐蝕；防止檢修人員帶電間隙造成意外傷害；解決母線的相距絕緣問(wèn)題；降低絕緣距離或者是增強(qiáng)絕緣裕度。

包覆10KV高壓母排熱縮管安全距離表（mm）：

2.將原箱體內(nèi)布置的共箱母線支持絕緣子更換為DMC絕緣子，DMC材料俗稱(chēng)航空樹(shù)脂，也被預(yù)為鋼鐵樹(shù)脂，因?yàn)榧婢吡虽撹F的堅(jiān)固硬度以及鋼鐵所不具備的柔性，輕質(zhì)和溫潤(rùn)觸感以及良好的絕緣安全性，由于該絕緣子整體材料相同，收縮系數(shù)均勻，避免脫落現(xiàn)象，其次增加抗彎強(qiáng)度和提高絕緣等級(jí)。DMC絕緣子加入增稠劑、低收縮添加劑、填料助劑等組分的不飽和聚酯樹(shù)脂浸漬短切玻璃纖維無(wú)捻粗紗所制成的一種片狀壓成型材料。本產(chǎn)品具有優(yōu)異的絕緣性能（泄漏比距Cm/kV2.5以上），較高的機(jī)械性能，良好的耐熱性、阻燃性、尺寸穩(wěn)定和耐腐蝕性。耐熱溫度指數(shù)為168℃，耐熱等級(jí)F級(jí)。屬?lài)?guó)內(nèi)外知名廠家廣泛使用的一種新型材料，目前也廣泛用于航空航天領(lǐng)域。在行業(yè)中屬電規(guī)總院推薦首選材料。DMC材料老化年限超過(guò)30年，DMC材料是無(wú)毒，無(wú)味的環(huán)保綠色產(chǎn)品。

3.由于溫差產(chǎn)生相對(duì)正負(fù)壓差，戶(hù)外的空氣很容易被吸入到戶(hù)內(nèi)，在穿墻處增加SMC材料穿墻隔板，為避免隔板受潮或表面灰塵而直接與導(dǎo)體之間放電，導(dǎo)體處配合使用SMC穿墻套管來(lái)增加爬距。SMC絕緣板是由不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)片狀模塑料經(jīng)模壓成型的各種顏色的板狀制品。是Sheet molding compound的縮寫(xiě)，即片狀模塑料。主要原料由GF（專(zhuān)用紗）、UP（不飽和樹(shù)脂）、低收縮添加劑，MD（填料）及各種助劑組成。上世紀(jì)歐、美開(kāi)始在多種領(lǐng)域應(yīng)用。電氣SMC的組成是由不飽和聚脂樹(shù)脂加如一定量增稠劑，填料，固化劑，促進(jìn)劑等輔助材料由SMC壓片機(jī)壓成板材后經(jīng)制作而成的具有較高絕緣性能的材料，同時(shí)，具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、憎水性好同時(shí)戶(hù)外部分垂直段共箱母線檢修孔結(jié)構(gòu)不合理，存在漏水情況，在每個(gè)檢修孔上沿焊接防雨罩板，對(duì)箱體進(jìn)行密封處理。

四、 共箱母線改造后的效果

托電公司廠變共箱母線經(jīng)過(guò)改造后，共箱母線采用的最新材料及技術(shù)在我公司首次得到應(yīng)用（如SMC材料DMC材料），共箱封閉母線通過(guò)加裝穿墻隔板、穿墻套管，解決了原設(shè)計(jì)缺陷，徹底隔絕戶(hù)內(nèi)外冷熱空氣的流動(dòng)，加大了相與相、相與地的空間距離。通過(guò)加裝檢修孔密封膠圈，增強(qiáng)了共箱母線防風(fēng)沙能力，減少了灰塵、潮濕空氣進(jìn)入到箱體內(nèi)部，提高了母線運(yùn)行的安全性、可靠性；同時(shí)垂直段加裝防雨帽，有效的避免了雨水進(jìn)入的可能性，使安全性大大提高，不用重復(fù)的涂抹密封膠，增強(qiáng)了共箱母線抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。針對(duì)托電廠變共箱封閉母線的升級(jí)改造，有力的完善電力生產(chǎn)事故預(yù)防措施，有效的防止電力事故的發(fā)生。消除共箱封閉母線、存在重大隱患和缺陷，減少發(fā)電機(jī)組輸送電設(shè)備事故的發(fā)生，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]張昆，馮立群，余昌鈺，等.機(jī)器人柔性手腕的球面齒輪設(shè)計(jì)研究[J]清華大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，34（2）：1～7

作者簡(jiǎn)介：邢耀敏，男，（1988.9-），漢族，助理工程師，長(zhǎng)期從事輸變電技術(shù)管理工作。