發(fā)電廠離相封閉相母線防結(jié)露裝置的新應(yīng)用

許 震，陸 剛

(國(guó)電江蘇電力有限公司諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

隨著發(fā)電機(jī)容量的不斷加大，相應(yīng)的發(fā)電機(jī)額定電流也在不斷增大，大容量機(jī)組需要選用封閉母線來解決母線周圍鋼構(gòu)件發(fā)熱問題以及故障時(shí)母線間巨大的短路電動(dòng)力需求的問題，使用中的防結(jié)露措施就顯得尤為重要。防止封閉母線內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)露是保證封閉母線安全可靠使用亟待解決的問題。

1 防止封閉母線內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)露的傳統(tǒng)運(yùn)行方式

某廠采用發(fā)電機(jī)變壓器組單元接線，高壓廠用工作變壓器由離相封閉母線支接。離相封閉母線采用QLFM型全連式自冷微正壓充氣式，特點(diǎn)是將各相母線導(dǎo)體分別用絕緣子支撐并封閉于各自的外殼之中，外殼本身在電氣上連通，并在首末端用短路板將三相外殼短接，構(gòu)成三相外殼回路。

當(dāng)母線導(dǎo)體流過電流時(shí)，外殼上將感應(yīng)環(huán)流及渦流，對(duì)母線電流磁場(chǎng)產(chǎn)生屏蔽作用，使殼外磁場(chǎng)大大減小。為了提高設(shè)備運(yùn)行的安全和可靠性，杜絕封閉母線內(nèi)絕緣子結(jié)露，封閉母線采用了微正壓的運(yùn)行方式，配備了一套獨(dú)立的微正壓裝置，在封閉罩內(nèi)充有一定壓力的干燥空氣。封閉母線微正壓充氣機(jī)由氣路系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成，兩部分均安裝于機(jī)柜中，空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣罐置于柜外，通過管路與機(jī)柜右側(cè)下部的輸入氣口相連。干燥氣輸出口和母線氣壓采樣輸入口均置于機(jī)柜頂部。

2 封閉母線微正壓運(yùn)行方式存在的問題

在使用過程中，離相封閉母線以安全、可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)曾起到重要作用。微正壓充氣裝置由于供氣量較小，對(duì)封閉母線的密封情況要求很高，在多年使用后，由于密閉性及環(huán)境、運(yùn)行溫差等各種因素造成微正壓裝置頻繁地啟動(dòng)。微正壓裝置內(nèi)的空壓機(jī)和空氣干燥凈化設(shè)備長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致母線內(nèi)的正壓力很難維持較長(zhǎng)的時(shí)間或根本不能建立足夠的正壓力，從而使母線內(nèi)部結(jié)露，大大降低絕緣水平及可靠性，直接影響到發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。

3 封閉母線內(nèi)結(jié)露問題的解決

經(jīng)綜合比較分析，應(yīng)用了空氣循環(huán)干燥法解決封閉母線內(nèi)結(jié)露。通過提高空氣溫度的方法，提高飽和絕對(duì)濕度，降低相對(duì)濕度，從分子絕對(duì)濕度入手，降低封閉母線里空氣的絕對(duì)濕度，使其始終小于同等溫度下的飽和絕對(duì)濕度，就能以較小的能耗達(dá)到母線內(nèi)不結(jié)露的目的。其特點(diǎn)是：采用大流量空氣閉式循環(huán)干燥方式，對(duì)母線內(nèi)空氣循環(huán)不斷地進(jìn)行干燥，可使母線內(nèi)濕度保持很低的水平，同時(shí)對(duì)母線的密封要求相對(duì)不高，干燥裝置采用分子篩作吸附劑。

4 封閉母線空氣循環(huán)干燥裝置原理

空氣循環(huán)干燥裝置原理如圖1所示，運(yùn)行方式如圖2所示。

4.1 空氣循環(huán)干燥法原理

空氣循環(huán)干燥法原理是：使用羅茨風(fēng)機(jī)將封閉母線內(nèi)的空氣抽出，混合經(jīng)過過濾的室內(nèi)補(bǔ)充空氣進(jìn)入經(jīng)過空氣干燥設(shè)備的干燥，排出水分后重新注入封閉母線，循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到控制封閉母線內(nèi)空氣濕度的目的。

空氣循環(huán)干燥法有效利用了封閉母線的A、B、C三相封閉母線段作為空氣流通的管道，避免增加附加空氣管道的難度。為了使主變、廠高變、勵(lì)磁變各處都進(jìn)行循環(huán)，并且各處空氣流量分配均勻，采取在主變、廠高變和近發(fā)電機(jī)處連通管的形式，并且使用節(jié)流裝置，通過計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來達(dá)到要求。

圖1 空氣循環(huán)干燥裝置原理圖

圖2 空氣循環(huán)干燥裝置運(yùn)行圖

4.2 工藝流程

空氣循環(huán)干燥裝置的工藝流程分為干燥流程與再生流程。封閉母線B相母線內(nèi)空氣至裝置內(nèi)羅茨風(fēng)機(jī)，送至吸附筒A(B)，經(jīng)干燥后的空氣回沖入A、C相母線。吸附筒A(B)在每個(gè)循環(huán)工作周期中，每8小時(shí)互換一次。在自動(dòng)模式下，當(dāng)濕度監(jiān)測(cè)器測(cè)得的B相母線內(nèi)(發(fā)電機(jī)出線B相處)濕度超過50%(可設(shè)定)，則系統(tǒng)進(jìn)入A筒干燥吸附，B筒再生排氣，打開或關(guān)閉相關(guān)電動(dòng)閥門后，啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)，然后再啟動(dòng)B筒內(nèi)的加熱器，當(dāng)筒內(nèi)溫度超過230℃，則停止，降至150℃重新啟動(dòng)。當(dāng)排氣口溫度超過120℃，則加熱器在該周期內(nèi)不再加熱，B筒再生結(jié)束，8小時(shí)后A、B筒互換，裝置進(jìn)入B筒干燥吸附，A筒再生排氣；16小時(shí)后，一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束。若濕度監(jiān)測(cè)器測(cè)的B相母線內(nèi)(發(fā)電機(jī)出線B相處)濕度超過20%，則整套裝置停止運(yùn)行，否則，裝置進(jìn)入下一個(gè)工作周期。

5 封閉母線空氣循環(huán)干燥系統(tǒng)的改造

封閉母線空氣循環(huán)干燥系統(tǒng)的改造分為裝置本體的安裝、本體和母線外殼之間進(jìn)出口空氣組件的安裝、母線外殼上連通管路的改造和安裝等三部分。

在封閉母線發(fā)電機(jī)出口B相母線外殼的內(nèi)側(cè)配置了濕度傳感器。由于建立空氣循環(huán)通道的需要且考慮到廠高變、主變低壓側(cè)與母線的接口位于戶外，運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣，如果母線凝露嚴(yán)重或由于下雨等原因比較容易在升高座內(nèi)產(chǎn)生積水，將這部分空間也納入空氣循環(huán)的通道中去，與一些設(shè)備接口的位置安裝了三相連通的”E”型三相連通管組件(如圖3所示)。

圖3 廠高變封閉母線”E”型三相連通管組件

6 改造后離相母線使用情況

按照改造方案實(shí)施安裝完畢后，啟動(dòng)干燥裝置時(shí)，使用設(shè)備配套凝露監(jiān)控器測(cè)量B相回來的封閉母線內(nèi)的空氣相對(duì)濕度為87.3%RH，數(shù)值表示母線內(nèi)空氣水分含量很高。經(jīng)過24小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行后，再次測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，封閉母線回氣相對(duì)濕度為0.5%RH。這說明封閉母線內(nèi)空氣的含水量已經(jīng)達(dá)到很低的數(shù)值，母線內(nèi)空氣很干燥，封閉母線空氣循環(huán)干燥裝置在短時(shí)間內(nèi)對(duì)干燥封閉母線空氣起到了很好效果。

分析后發(fā)現(xiàn)，只有干燥塔啟動(dòng)才會(huì)形成壓力，若干燥塔不啟動(dòng)則無壓力，封閉母線內(nèi)空氣就不會(huì)進(jìn)行流動(dòng)，這點(diǎn)需要在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行考慮。

7 結(jié)語(yǔ)

本文提出用空氣干燥循環(huán)法解決封閉母線內(nèi)結(jié)露，相對(duì)目前常用的其他防結(jié)露措施有以下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)封閉母線密封性要求低，可靠性更好，節(jié)省能源，經(jīng)濟(jì)性好。

封閉母線在長(zhǎng)時(shí)間投運(yùn)后，由于檢修和密封件老化等原因，密封性會(huì)有所下降，導(dǎo)致微正壓充氣裝置無法建立正壓，其使用效果下降。封閉母線空氣干燥裝置是以較大流量的干燥空氣為基礎(chǔ)，即使該段封閉母線有所泄漏，泄漏進(jìn)來的濕空氣也會(huì)被較大流量的干燥空氣稀釋、混合并帶走。封閉母線空氣干燥裝置采用PLC控制、觸摸屏直觀顯示，并且應(yīng)用凝露監(jiān)控器連續(xù)監(jiān)測(cè)封閉母線內(nèi)空氣濕度。在安全范圍內(nèi)時(shí)，封閉母線空氣干燥裝置處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)濕度超過所設(shè)定上下限時(shí)自動(dòng)起動(dòng)，使封閉母線的絕緣水平得到較大提高，從而能確保機(jī)組的正常運(yùn)行，安全發(fā)電。