共箱母線在西北口水電站的應(yīng)用

田波

【摘 要】西北口電站的6.3kV母線長(zhǎng)期存在著安全隱患，影響電站的正常運(yùn)行。本次通過(guò)對(duì)母線的改造來(lái)解決安全隱患問(wèn)題。改造方案是采用共箱母線取代了傳統(tǒng)裸鋁排走線方式。共箱母線除具有結(jié)構(gòu)緊湊、外觀整潔、安裝簡(jiǎn)單、使用安全、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，還可以消除高壓電纜因電流分配不平衡帶來(lái)的問(wèn)題，能夠確保了電站的安全運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】電站 共箱母線 安裝應(yīng)用

1 西北口水電站基本情況

西北口水電站建于80年代末90年代初，于1992年正式并網(wǎng)發(fā)電。電站裝機(jī)容量18900kW（3×6300kW），作為宜昌地方電網(wǎng)的主要骨干電站，特別是在枯水期承擔(dān)著調(diào)峰任務(wù)。電站有效利用水頭范圍在51.70m-76.10m之間，多年實(shí)際平均發(fā)電量約為4630萬(wàn)kW·h，水電站建設(shè)至今創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

站內(nèi)裝設(shè)3臺(tái)立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)出口6.3kV母線采用單母分段接線方式，兩段6.3kV母線采取母線聯(lián)絡(luò)。6.3kV母線采用裸鋁排走線方式。裸鋁排沿廠房側(cè)墻安裝固定，通過(guò)地下電纜廊道與兩臺(tái)主變連接。

經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)有母線采用裸鋁排走線方式有影響母線的正常運(yùn)行的安全問(wèn)題，一是在雨季電纜廊道墻壁有多處經(jīng)常滲、漏水，易造成母線接地；二是電站處于山區(qū)，一些動(dòng)物（如蛇、鼠、貓）鉆進(jìn)母線防護(hù)網(wǎng)內(nèi)造成設(shè)備事故跳閘。這些情況嚴(yán)重影響電站的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

2 共箱母線的構(gòu)成與優(yōu)點(diǎn)

共箱母線導(dǎo)體采用銅母排，母排上套熱縮套管，安裝于箱體內(nèi)絕緣子上。結(jié)構(gòu)緊湊安裝方便，運(yùn)行維護(hù)工作量小，防護(hù)等級(jí)為IP54 可基本消除外界潮氣灰塵以及外物引起的接地故障。箱體外殼采用鋁板制成，具有很好的防腐性能，并且避免了其它材質(zhì)的外殼所引起的附加渦流損耗，箱體外殼上通過(guò)并多點(diǎn)接地，杜絕人身觸電危險(xiǎn)并且不需設(shè)置防護(hù)網(wǎng)。

其優(yōu)點(diǎn)：

（1）共箱母線的應(yīng)用減少接地故障，避免相間短路。封閉母線因有外殼保護(hù)，可基本消除外界潮氣、灰塵以及外物引起的接地故障，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全性；（2）消除鋼構(gòu)發(fā)熱。敝漏的大電流母線使得周圍鋼構(gòu)和鋼筋在電磁感應(yīng)下產(chǎn)生渦流和環(huán)流，發(fā)熱溫度高、損耗大，降低構(gòu)筑物強(qiáng)度。封閉母線采用外殼屏蔽可以根本上解決鋼構(gòu)感應(yīng)發(fā)熱問(wèn)題；（3）減少相間短路電動(dòng)力。當(dāng)發(fā)生短路很大的短路電流流過(guò)母線時(shí)，由于外殼的屏蔽作用，使相間導(dǎo)體所受的短路電動(dòng)力大為降低。

3 共箱母線的安裝

西北口電站采用的是GFM-2000A/6.3kV共箱封閉母線。采取穿墻安裝的方式，由高低壓開(kāi)關(guān)室穿墻，經(jīng)過(guò)休息室和中控室頂部到達(dá)主變低壓側(cè)。

（1）所有材料均檢驗(yàn)合格后進(jìn)場(chǎng)；（2）根據(jù)共箱母線設(shè)計(jì)走向，現(xiàn)場(chǎng)制作安裝支架及箱體：箱體由非磁性優(yōu)質(zhì)鋁合金板制作，為全封閉型，箱體內(nèi)部表面涂無(wú)光澤黑漆。箱體可靠接地，在每節(jié)箱體上部都設(shè)有檢修孔，方便以后檢查和維護(hù)。（3）絕緣支柱與母線的安裝：母線采用T2電解銅作為導(dǎo)體，導(dǎo)體截面為10mm×80mm，每節(jié)長(zhǎng)度為3m，表面套絕緣材料。每相母線間距為240mm，連接處全部采用鍍銀、打麻點(diǎn)處理。每段母線按序號(hào)、方向和安裝標(biāo)志正確文置，節(jié)與節(jié)連接時(shí)，相鄰段母線箱體連接處夾放橡膠墊對(duì)準(zhǔn)鎖緊，使箱體不承受機(jī)械應(yīng)力。在與變壓器低壓側(cè)連接時(shí)，采用軟銅編連接，接頭處采用鍍銀處理，箱體端頭出口用環(huán)氧玻璃纖維板封住；（4）緊固、清掃：母線連接完成后，需再?gòu)钠瘘c(diǎn)到終點(diǎn)將所有的連接螺栓檢查緊固，使其接觸良好，最后母線將內(nèi)部清理干凈后再封蓋。

6.3kV母線改造前后對(duì)比（如圖1）。

改造前 改造后

圖1

4 試運(yùn)行

共箱母線安裝完成后，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/8349-2000進(jìn)行電氣試驗(yàn)，其溫升試驗(yàn)、絕緣電阻、短時(shí)工頻耐壓試驗(yàn)、雷電沖擊耐壓試驗(yàn)及動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)全部合格，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

GFM-2000A/6.3kV共箱封閉母線檢驗(yàn)數(shù)據(jù)（如表1）。

檢驗(yàn)項(xiàng)目 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

額定電壓 10kV

最高工作電壓 12kV

額定電流 2000A

額定短時(shí)耐受電流 63kA

額定峰值耐受電流 160kA

額定短時(shí)耐受電流持續(xù)時(shí)間 4s

額定短時(shí)工頻耐受電壓 42kV

額定雷電沖擊耐受電壓 76kV

表1

各項(xiàng)試驗(yàn)合格后，現(xiàn)場(chǎng)土建及其他工程全部完工，并清理干凈，能夠滿足對(duì)母線進(jìn)行充電的條件。斷開(kāi)與母線連接的開(kāi)關(guān)，使母線處于空載狀態(tài)。將母線試充電3次，無(wú)異常現(xiàn)象后進(jìn)行24小時(shí)空載運(yùn)行。運(yùn)行狀況良好。

5 總結(jié)及建議

從共箱母線投運(yùn)至今，運(yùn)行正常，達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)要求。共箱母線結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)量小，解決了原裸鋁排走線方式存在的安全隱患問(wèn)題，對(duì)西北口電站的運(yùn)行安全和工作效率都得到了提高。

西北口電站在共箱母線的應(yīng)用中也有不足的地方，若共箱母線的材料、安裝工藝問(wèn)題，長(zhǎng)年運(yùn)行橡膠墊老化等原因會(huì)引起共箱母線內(nèi)部結(jié)露，母線應(yīng)采用微正壓方式運(yùn)行，防止結(jié)露，提高運(yùn)行安全可靠性，為母線采用通風(fēng)冷卻方式創(chuàng)造了條件。

參考文獻(xiàn)：

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[3]GB/T8349-2000.金屬封閉母線[S].

[4]GB/T 4208-1993.外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）[S].