800MW發(fā)電機封閉母線局部過熱原因分析

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-235編號：_800MW發(fā)電機封閉母線局部過熱原因分析審核：_時間：_單位：_800MW發(fā)電機封閉母線局部過熱原因分析用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運行中起到指導作用，包括確定問題目標和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進行快速編輯。綏中發(fā)電有限責任公司2臺800 MW機組，是目前全國單機容量最大的火電機組。其發(fā)電機出口至主變低壓側(cè)采用全連式分相封閉母線連接

2、。每相母線各裝在單獨的外殼內(nèi)，外殼兩端用短路板連接起來。一端在發(fā)電機垂直下引母線處短路連接，一端在主變本體低壓側(cè)出線處短路連接。整條封閉母線外殼對地絕緣，在兩側(cè)短路連接處各設一個安全接地點。在發(fā)電機出口至主變低壓側(cè)間設有主要用于發(fā)電機并、解列用的分相結(jié)構(gòu)的負荷開關。主變低壓側(cè)至負荷開關間、發(fā)電機三相引出線至負荷開關間的封閉母線外殼為鋁制，分段制造，安裝時各段之間焊接為一個整體。由于安裝、檢修的需要，每相負荷開關外殼分為3段，各段水平中分為上下兩半。各段之間的上下、兩側(cè)接合面用螺栓緊固連接。負荷開關外殼與兩側(cè)封閉母線外殼之間采用環(huán)形均勻分布的螺栓緊固連接，在各螺栓連接處用鋁制短路條跨接接合面。2

3、臺800 MW機組相繼投運以后，存在封閉母線外殼連接處在大負荷工況下局部嚴重過熱的問題，經(jīng)常出現(xiàn)100以上的局部高溫現(xiàn)象。嚴重時，在局部過熱點測得的最高溫度曾達到420，造成緊固螺栓燒紅，鋁制短路條開裂，熔化。1 封閉母線外殼發(fā)熱的原因引起封閉母線外殼發(fā)熱的因素有：(1) 鋁制的封閉母線外殼處在母線所產(chǎn)生的交變磁場中，產(chǎn)生電流，引起發(fā)熱；(2) 封閉母線導體上大電流產(chǎn)生的熱量以輻射、空氣對流的方式傳遞到封閉母線外殼，導致其溫度逐漸升高。顯然，在機組正常運行工況下，磁場引起的發(fā)熱是封閉母線外殼發(fā)熱的主要因素。根據(jù)電磁學的有關理論，流經(jīng)每相母線的交流電流在其周圍空間產(chǎn)生呈正弦規(guī)律變化的磁場，該磁場

4、在鋁制的封閉母線外殼上產(chǎn)生感應電勢。由于全連式分相封閉母線三相間在兩端短路連接，構(gòu)成回路，該感應電勢在封閉母線外殼上產(chǎn)生感應電流，其大小基本上與發(fā)電機負荷電流相當。該感應電流縱向流過整條封閉母線外殼，引起封閉母線外殼發(fā)熱。對整個封閉母線外殼而言，發(fā)電機負荷電流越大，封閉母線整體的發(fā)熱越嚴重。而對于封閉母線外殼連接處而言，該部位的發(fā)熱量與其電阻的大小及流過此處的電流有關，即電阻越大、電流密度越高的地方，發(fā)熱越嚴重。一旦某一連接處溫度過高，該接觸連接面就會發(fā)生強烈氧化，使接觸電阻增大，溫度進一步上升，導致接觸處松動或燒熔。2 封閉母線外殼連接處局部過熱的原因從實際運行經(jīng)驗看，綏電公司2臺800 M

5、W發(fā)電機負荷開關外殼的各個連接處局部過熱現(xiàn)象并不嚴重。但在運行中也出現(xiàn)過幾次連接螺栓附近區(qū)域過熱的現(xiàn)象，這是由于設備安裝時各連接螺栓緊固力不均勻，造成局部接合面翹曲，接觸不良，或運行中振動及過熱導致連接螺栓松動、螺栓壓緊墊片變形，造成局部接觸不良。經(jīng)采取對連接螺栓重新緊固、在接合面外側(cè)加裝用鋁條制作的短路條等措施處理后，局部過熱現(xiàn)象得到了較好的解決。負荷開關外殼與發(fā)電機出口封閉母線外殼連接處、負荷開關外殼與主變低壓側(cè)封閉母線外殼連接處局部過熱現(xiàn)象一直比較嚴重，雖經(jīng)采取對連接螺栓重新緊固、更換銅墊片、更換白鋼螺栓、加大接合面外側(cè)的短路條等措施，過熱程度得以緩解，但一直未能得到徹底解決，具體原因為

6、：(1) 連接處導電面積不足，電流密度大在封閉母線安裝施工時，首先將主變低壓側(cè)、發(fā)電機三相引出線側(cè)封閉母線外殼各段之間進行焊接，形成一個整體后，再與裝配好的負荷開關進行對接。受施工工藝水平所限，在負荷開關外殼兩側(cè)與兩側(cè)封閉母線連接處留下的安裝尺寸誤差較大。為提高封閉母線的密封性能，安裝時在結(jié)合面之間錯誤地加裝了橡膠密封墊，使2個結(jié)合面不能直接接觸。這樣，發(fā)電機負荷電流在封閉母線外殼上產(chǎn)生的感應電流只能流經(jīng)緊固螺栓及短路條。由于螺栓及短路條的導電面積與整個封閉母線外殼的接合面面積相差懸殊，使各螺栓及短路條上的電流密度大大高于封閉母線其他部位的電流密度，引起螺栓及短路條在大負荷工況下過熱。(2)

7、連接處接觸電阻大負荷開關外殼兩側(cè)與其兩側(cè)封閉母線連接時使用的螺栓與壓緊墊片、壓緊墊片與短路條、短路條與封閉母線外殼間有一定的接觸電阻，其阻值遠高于封閉母線外殼其他部位的鋁材電阻，造成負荷開關外殼與封閉母線外殼連接處的發(fā)熱量明顯增高。該接觸電阻值雖可通過調(diào)整螺栓緊力、平整壓緊墊片、平整短路條降低一些，但不可能完全消除。3 解決封閉母線外殼連接處過熱的措施(1) 將負荷開關外殼兩側(cè)與兩側(cè)封閉母線外殼連接處的橡膠密封墊換成鋁制密封墊，增加導電面積，減小電流密度。(2) 應將各接合面加工平整，保證各接合面間緊密接觸，在各接合面上涂上導電膏，盡量減小接觸電阻。(3) 短路條與壓緊墊片、短路條與封閉母線外殼間的接觸面應平整，并在各接合面上涂導電膏，盡量減小接觸電阻。(4) 各螺栓緊力應均勻，不出現(xiàn)接合面局部翹曲，防止局部區(qū)域接觸電阻過大。(5) 定期對