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800MW发电机封闭母线局部过热原因分析 |
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| 800MW发电机封闭母线局部过热原因分析 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 20:20:34  |
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绥中发电有限责任公司2台800MW机组，是目前全国单机容量最大的火电机组。其电机'>发电机出口至主变低压侧采用全连式分相封闭母线连接。每相母线各装在单独的外壳内，外壳两端用短路板连接起来。一端在电机'>发电机垂直下引母线处短路连接，一端在主变本体低压侧出线处短路连接。整条封闭母线外壳对地绝缘，在两侧短路连接处各设一个安全接地点。在电机'>发电机出口至主变低压侧间设有主要用于电机'>发电机并、解列用的分相结构的负荷开关。主变低压侧至负荷开关间、电机'>发电机三相引出线至负荷开关间的封闭母线外壳为铝制，分段制造，安装时各段之间焊接为一个整体。由于安装、检修的需要，每相负荷开关外壳分为3段，各段水平中分为上下两半。各段之间的上下、两侧接合面用螺栓紧固连接。负荷开关外壳与两侧封闭母线外壳之间采用环形均匀分布的螺栓紧固连接，在各螺栓连接处用铝制短路条跨接接合面。
2台800MW机组相继投运以后，存在封闭母线外壳连接处在大负荷工况下局部严重过热的问题，经常出现100℃以上的局部高温现象。严重时，在局部过热点测得的最高温度曾达到420℃，造成紧固螺栓烧红，铝制短路条开裂，熔化。
1封闭母线外壳发热的原因
引起封闭母线外壳发热的因素有：
(1)铝制的封闭母线外壳处在母线所产生的交变磁场中，产生电流，引起发热；
(2)封闭母线导体上大电流产生的热量以辐射、空气对流的方式传递到封闭母线外壳，导致其温度逐渐升高。显然，在机组正常运行工况下，磁场引起的发热是封闭母线外壳发热的主要因素。
根据电磁学的有关理论，流经每相母线的交流电流在其周围空间产生呈正弦规律变化的磁场，该磁场在铝制的封闭母线外壳上产生感应电势。由于全连式分相封闭母线三相间在两端短路连接，构成回路，该感应电势在封闭母线外壳上产生感应电流，其大小基本上与电机'>发电机负荷电流相当。该感应电流纵向流过整条封闭母线外壳，引起封闭母线外壳发热。对整个封闭母线外壳而言，电机'>发电机负荷电流越大，封闭母线整体的发热越严重。而对于封闭母线外壳连接处而言，该部位的发热量与其电阻的大小及流过此处的电流有关，即电阻越大、电流密度越高的地方，发热越严重。一旦某一连接处温度过高，该接触连接面就会发生强烈氧化，使接触电阻增大，温度进一步上升，导致接触处松动或烧熔。
2封闭母线外壳连接处局部过热的原因
从实际运行经验看，绥电公司2台800MW电机'>发电机负荷开关外壳的各个连接处局部过热现象并不严重。但在运行中也出现过几次连接螺栓附近区域过热的现象，这是由于设备安装时各连接螺栓紧固力不均匀，造成局部接合面翘曲，接触不良，或运行中振动及过热导致连接螺栓松动、螺栓压紧垫片变形，造成局部接触不良。经采取对连接螺栓重新紧固、在接合面外侧加装用铝条制作的短路条等措施处理后，局部过热现象得到了较好的解决。
负荷开关外壳与电机'>发电机出口封闭母线外壳连接处、负荷开关外壳与主变低压侧封闭母线外壳连接处局部过热现象一直比较严重，虽经采取对连接螺栓重新紧固、更换铜垫片、更换白钢螺栓、加大接合面外侧的短路条等措施，过热程度得以缓解，但一直未能得到彻底解决，具体原因为：
(1)连接处导电面积不足，电流密度大
在封闭母线安装施工时，首先将主变低压侧、电机'>发电机三相引出线侧封闭母线外壳各段之间进行焊接，形成一个整体后，再与装配好的负荷开关进行对接。受施工工艺水平所限，在负荷开关外壳两侧与两侧封闭母线连接处留下的安装尺寸误差较大。
为提高封闭母线的密封性能，安装时在结合面之间错误地加装了橡胶密封垫，使2个结合面不能直接接触。这样，电机'>发电机负荷电流在封闭母线外壳上产生的感应电流只能流经紧固螺栓及短路条。由于螺栓及短路条的导电面积与整个封闭母线外壳的接合面面积相差悬殊，使各螺栓及短路条上的电流密度大大高于封闭母线其他部位的电流密度，引起螺栓及短路条在大负荷工况下过热。
(2)连接处接触电阻大
负荷开关外壳两侧与其两侧封闭母线连接时使用的螺栓与压紧垫片、压紧垫片与短路条、短路条与封闭母线外壳间有一定的接触电阻，其阻值远高于封闭母线外壳其他部位的铝材电阻，造成负荷开关外壳与封闭母线外壳连接处的发热量明显增高。该接触电阻值虽可通过调整螺栓紧力、平整压紧垫片、平整短路条降低一些，但不可能完全消除。
3解决封闭母线外壳连接处过热的措施
(1)将负荷开关外壳两侧与两侧封闭母线外壳连接处的橡胶密封垫换成铝制密封垫，增加导电面积，减小电流密度。
(2)应将各接合面加工平整，保证各接合面间紧密接触，在各接合面上涂上导电膏，尽量减小接触电阻。
(3)短路条与压紧垫片、短路条与封闭母线外壳间的接触面应平整，并在各接合面上涂导电膏，尽量减小接触电阻。
(4)各螺栓紧力应均匀，不出现接合面局部翘曲，防止局部区域接触电阻过大。
(5)定期对封闭母线的发热情况进行检查，及时消除因运行中振动及过热导致的螺栓松动、螺栓压紧垫片变形等故障。
2002年绥电公司1，2号机组在小修中，采用上述技术措施对负荷开关外壳与封闭母线连接处进行了处理，均取得满意的效果。
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