论文部分内容阅读
【摘 要】提出了封闭母线、微正压装置的应用，说明改善封闭母线内空气质量的重要性，论证了封闭母线外壳的密闭性，叙述了封闭母线安全运行对提高机组安全稳定性的重要意义。
【关键词】封闭母线;微正压装置;安全;电流;稳定;运行
引言
随着电力工业的发展，科技的进步，高电压技术的发展和新绝缘材料的应用，火电机组单机容量越来越大，发电机输出电流越来越高。封闭母线以其优越的性能得到了广泛的应用，发电机出口与主变压器之间连接的母线由起初的敞开式发展到今天的封闭式，其目的就是要使机组更安全稳定运行，避免机组因发电机出口母线发生闪络、接地故障而引起的机组跳机。
1、微正压装置的应用
虽然封闭母线有运行维护工作量小、使用方便、安全可靠性高、受外界环境和外物影响小、能减少相间短路电动力（当发生短路、很大的短路电流流过母线时，由于外壳的屏蔽作用，使相间导体所受的短路电动力大为降低）等优点，但是同时也存在散热性能差、容易受外界入侵的潮气和粉尘影响母线绝缘、发电机漏氢进入封闭母线、闪络、母线损耗大等缺点。
常出现的是由于潮气进入封闭母线造成母線支撑绝缘子结露导致母线绝缘电阻下降，极端情况可发生闪络、接地故障。防止此类情况发生的主要措施就是防止潮气和粉尘进入到封闭母线内，这就要求封闭母线要有良好的密闭性以减少潮气和粉尘进入到封闭母线内。目前，国内发电企业的大中型机组，采用的均为吸附式微正压装置。吸附式微正压装置大多为母线厂的配套装置，该装置采用分子筛除湿。东方电厂机组采用了封闭母线，并在汽机房6.3m层发电机出口PT柜旁边安装了微正压装置，除封闭母线检修外，正常都应投入微正压装置，对封闭母线的绝缘起到了一定的保护作用。
2、吸附式微正压装置工作原理
吸附式微正压装置其工作原理为;压缩空气进入控制柜后，首先通过一充气电磁阀，然后进入一汽水分离器，在汽水分离器中，压缩空气中的水分被初步分离出来，经人工手动排出。经初步分离以后的压缩空气然后进入一减压阀，在减压阀内，压缩空气被减为低压，低压空气随后又进入吸附式干燥器，干燥器有两个充填了分子筛的吸附筒，压缩空气通过吸附筒上的电磁阀由吸附筒的下端充入，通过分子筛层流到上部，在此过程中，空气中的水分被分子筛吸收，成为干燥的空气，大部分由输出口输出，进入封闭母线。这样母线便可源源不断的得到干燥，洁净的空气。
3、地理环境
东方电厂地处海南东方市小洲塘工业园内，西临北部湾，北临中海油化工厂。如下是东方市的气象统计：
多年极端最高气温 36.5 ℃
多年平均气温 25.0 ℃
多年极端最低气温 5.0 ℃
多年平均相对湿度 79 %
多年最小相对湿度 21 %
污秽等级： IV 级
盐密试验污秽等级： Ⅲ 级
由此看出我厂所处的环境相对湿度较大，空气中含盐量较大，由于地处东方工业园区，与中海化工厂为邻，空气中含有化工气体，污秽物较多。这就要求我厂的封闭母线要有良好的密封性，才能更好地为机组安全稳定运行提供保障。
4、环境影响
机组停运时，封闭母线内温度骤降，如果密封性不好，空气中的潮气、雨水、雾气、化工气体容易进入封闭母线内，造成母线绝缘下降。封闭母线的密封性极为关键，封闭母线的密封性不好，外界的灰尘、杂质和潮气便会通过各种缝隙进入母线从而引发母线闪络。封闭母线闪烙主要有污闪和雾闪两种。污闪主要是因为外界的灰尘和杂质进入母线，并在母线内逐渐沉积下来，久之形成较厚的积灰层，这些灰尘在遇到敲击、震动等特殊情况时易引发污闪;雾闪主要是因为封闭母线外壳由于自身原因或外力作用产生裂缝，导致雨水、盐雾、化工气体或浓雾进入母线外壳。当母线内水蒸气、盐雾或其他化工气体达到一定百分比浓度时，就易引发雾闪现象。因此，密闭性是封闭母线安全稳定运行的关键。
5、封闭母线安全运行的措施
改善封闭母线性能的主要措施有：①封闭母线外壳内通自然风;②封闭母线外壳内充热风;③封闭母线外壳加装恒温加热装置;④憎水性绝缘子;⑤封闭母线外壳内充微正压干燥空气;⑥加强封闭母线的密封性能等。由于前三种措施的建设成本和维护运行成本高加上自动化控制要求高，不适用于我厂的实际要求。我厂机组的封闭母线选用DMC憎水性绝缘子，封闭母线外壳内充微正压干燥空气进行封闭母线性能改善和保证。
我厂一期投产时，采用的是一台普通空气压缩机压缩的空气经过减压、吸潮干燥后通过软管进入到封闭母线外壳内，空气的质量无法保证，且我厂的封闭母线密封不是很好，漏气量比较大，造成空压机频繁启动，缩短空压机的寿命增加运行维护成本。由于采用的压缩空气质量无法保证，加上我厂的发电机漏氢量都比较大，这样就容易把带有氢气的压缩空气充入到封闭母线外壳内，而二十五项反措要求封闭母线内氢气含量不得超过1%。二期工程时，为了提高压缩空气的质量，全厂统一改用了仪用压缩空气做为充入封闭母线外壳的气源。汽机房6.3m层的压缩空气，由于离供气中心远，压力会有一定的下降，而空气压力下降将伴随着水分的析出。压缩空气经过一段较长距离的金属管道，质量难免有所降低，可能会含有金属颗粒，仪用压缩空气进入封闭母线外壳之前进一步进行了处理。
首先是减压，从供气中心来的气源压力一般在530Kpa左右，但是充入封闭母线外壳的空气压力最大也不过2.5Kpa，这就要求必须控制进入封闭母线外壳的空气压力，用一个减压阀把压力减到2.5Kpa。其次是将压缩空气过滤、干燥。为了进一步保证进入封闭母线外壳的压缩空气质量，采用只可通过直径小于0.05mm的颗粒的滤网，过滤后的压缩空气再经过可再生的吸附剂，除去压缩空气中的水分。进入封闭母线的压缩空气经过除尘、除水、除油处理后，其微尘直径小于0.05mm，油份含量低于15ppm，质量已经相当好了，这样进入封闭母线外壳内的压缩空气质量就得到了保证。 装置包含有：球阀、压力表、电磁阀、逆止阀、压力自动控制等设备，流程图：
当净化装置需要维护或检修时，只需关闭前端的球阀，排除了逆止阀之前设备的泄漏影响，封闭母线外壳内的空气压力只与其自己的封闭性能有关，其他环节的泄漏不会影响其内部压力。
6、确保封闭母线的安全运行
无论封闭母线结露还是闪络，封闭母线的密封性能是最重要的因素，封闭母线的密封是其运行的首要任务。目前，国内封闭母线外壳泄漏普遍偏大，曾有多家电厂因为封闭母线密封不严，造成雨水进入封闭母线外壳，使封闭母线发生闪络造成机组解列。2015年7月27日，由于接连下雨，东方电厂运行人员巡回检查，对#1主变低压侧A相套管排污时，发现A相套管排污水量很大，对其它变压器各相进行排污，发现除#1主变低压侧A相套管外，其它变压器排污量很少或没有，检查#1机微正压装置运行情况，发现#1机微正压装置的压力偏低，#1机微正压装置未打压，经检查发现#1机微正压装置的电磁阀有故障。由于及时发现#1主变压器低压侧A相套管由于雨天导致积水严重，及时排水，避免了积水严重导致#1主变压器低压侧A相套管接地短路故障。
在国内发电企业中，普遍存在一种现象，认为如果投入微正压装置，必须保证封闭母线的气密性，否则，封闭母线无法维持微正压，从而无法保证母线的绝缘及闪烙、漏氢等现象。但在实际运行中，封闭母线密封过于严密，并不能提高母线的绝缘性能，反而会阻碍绝缘的提高。其原因为：微正压装置虽然能将干燥、洁净的空气吹入封闭母线，但由于封闭母线过于严密，无法将母线内潮湿的空气置换出来，使湿空气长时间滞留在封闭母线内，从而影响到母线的绝缘。微正压装置是依靠母线内的区间压力來工作的（一般为300-2500Pa），如封闭母线内的潮湿空气不能正常排出，从而会影响微正压装置的正常投入，致使微正压装置长时间处于待机状态，无法向母线提供干燥、洁净的空气，无法对封闭母线绝缘提供保证。国标的规定：离相封闭母线的外壳内空气泄露率每小时不超过外壳内容积的6%，封闭母线的保压时间一般在10-30分钟为最佳。如保压时间过长，母线的绝缘值将升高缓慢。如保压时间过短，会使微正压装置启动频繁，不利于微正压装置的正常工作。以哈尔滨第三发电责任有限公司为例，该公司对封闭母线气密性进行技改后，母线保压时间长达接近4小时，但封闭母线绝缘却达不到开机的要求，后将微正压装置上的取样管拔下后，对母线进行长时间充气，将母线内潮湿的空气由微正压装置的取样管排出，经微正压装置的长时间充气后，母线的绝缘值达到了开机的要求。
综上所述，要保证封闭母线的安全稳定运行，除了保证进入到封闭母线外壳内压缩空气的质量和保证封闭母线外壳的密封性能外，还应持续保持封闭母线外壳内的压力在300～2500Pa之间，才能真正起到保护母线的作用。
参考文献：
[1]《华能东方电厂一期工程封闭母线技术协议》
[2]《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国家电力公司2000-9-28发布
（作者单位：华能海南发电股份有限公司东方电厂）
【关键词】封闭母线;微正压装置;安全;电流;稳定;运行
引言
随着电力工业的发展，科技的进步，高电压技术的发展和新绝缘材料的应用，火电机组单机容量越来越大，发电机输出电流越来越高。封闭母线以其优越的性能得到了广泛的应用，发电机出口与主变压器之间连接的母线由起初的敞开式发展到今天的封闭式，其目的就是要使机组更安全稳定运行，避免机组因发电机出口母线发生闪络、接地故障而引起的机组跳机。
1、微正压装置的应用
虽然封闭母线有运行维护工作量小、使用方便、安全可靠性高、受外界环境和外物影响小、能减少相间短路电动力（当发生短路、很大的短路电流流过母线时，由于外壳的屏蔽作用，使相间导体所受的短路电动力大为降低）等优点，但是同时也存在散热性能差、容易受外界入侵的潮气和粉尘影响母线绝缘、发电机漏氢进入封闭母线、闪络、母线损耗大等缺点。
常出现的是由于潮气进入封闭母线造成母線支撑绝缘子结露导致母线绝缘电阻下降，极端情况可发生闪络、接地故障。防止此类情况发生的主要措施就是防止潮气和粉尘进入到封闭母线内，这就要求封闭母线要有良好的密闭性以减少潮气和粉尘进入到封闭母线内。目前，国内发电企业的大中型机组，采用的均为吸附式微正压装置。吸附式微正压装置大多为母线厂的配套装置，该装置采用分子筛除湿。东方电厂机组采用了封闭母线，并在汽机房6.3m层发电机出口PT柜旁边安装了微正压装置，除封闭母线检修外，正常都应投入微正压装置，对封闭母线的绝缘起到了一定的保护作用。
2、吸附式微正压装置工作原理
吸附式微正压装置其工作原理为;压缩空气进入控制柜后，首先通过一充气电磁阀，然后进入一汽水分离器，在汽水分离器中，压缩空气中的水分被初步分离出来，经人工手动排出。经初步分离以后的压缩空气然后进入一减压阀，在减压阀内，压缩空气被减为低压，低压空气随后又进入吸附式干燥器，干燥器有两个充填了分子筛的吸附筒，压缩空气通过吸附筒上的电磁阀由吸附筒的下端充入，通过分子筛层流到上部，在此过程中，空气中的水分被分子筛吸收，成为干燥的空气，大部分由输出口输出，进入封闭母线。这样母线便可源源不断的得到干燥，洁净的空气。
3、地理环境
东方电厂地处海南东方市小洲塘工业园内，西临北部湾，北临中海油化工厂。如下是东方市的气象统计：
多年极端最高气温 36.5 ℃
多年平均气温 25.0 ℃
多年极端最低气温 5.0 ℃
多年平均相对湿度 79 %
多年最小相对湿度 21 %
污秽等级： IV 级
盐密试验污秽等级： Ⅲ 级
由此看出我厂所处的环境相对湿度较大，空气中含盐量较大，由于地处东方工业园区，与中海化工厂为邻，空气中含有化工气体，污秽物较多。这就要求我厂的封闭母线要有良好的密封性，才能更好地为机组安全稳定运行提供保障。
4、环境影响
机组停运时，封闭母线内温度骤降，如果密封性不好，空气中的潮气、雨水、雾气、化工气体容易进入封闭母线内，造成母线绝缘下降。封闭母线的密封性极为关键，封闭母线的密封性不好，外界的灰尘、杂质和潮气便会通过各种缝隙进入母线从而引发母线闪络。封闭母线闪烙主要有污闪和雾闪两种。污闪主要是因为外界的灰尘和杂质进入母线，并在母线内逐渐沉积下来，久之形成较厚的积灰层，这些灰尘在遇到敲击、震动等特殊情况时易引发污闪;雾闪主要是因为封闭母线外壳由于自身原因或外力作用产生裂缝，导致雨水、盐雾、化工气体或浓雾进入母线外壳。当母线内水蒸气、盐雾或其他化工气体达到一定百分比浓度时，就易引发雾闪现象。因此，密闭性是封闭母线安全稳定运行的关键。
5、封闭母线安全运行的措施
改善封闭母线性能的主要措施有：①封闭母线外壳内通自然风;②封闭母线外壳内充热风;③封闭母线外壳加装恒温加热装置;④憎水性绝缘子;⑤封闭母线外壳内充微正压干燥空气;⑥加强封闭母线的密封性能等。由于前三种措施的建设成本和维护运行成本高加上自动化控制要求高，不适用于我厂的实际要求。我厂机组的封闭母线选用DMC憎水性绝缘子，封闭母线外壳内充微正压干燥空气进行封闭母线性能改善和保证。
我厂一期投产时，采用的是一台普通空气压缩机压缩的空气经过减压、吸潮干燥后通过软管进入到封闭母线外壳内，空气的质量无法保证，且我厂的封闭母线密封不是很好，漏气量比较大，造成空压机频繁启动，缩短空压机的寿命增加运行维护成本。由于采用的压缩空气质量无法保证，加上我厂的发电机漏氢量都比较大，这样就容易把带有氢气的压缩空气充入到封闭母线外壳内，而二十五项反措要求封闭母线内氢气含量不得超过1%。二期工程时，为了提高压缩空气的质量，全厂统一改用了仪用压缩空气做为充入封闭母线外壳的气源。汽机房6.3m层的压缩空气，由于离供气中心远，压力会有一定的下降，而空气压力下降将伴随着水分的析出。压缩空气经过一段较长距离的金属管道，质量难免有所降低，可能会含有金属颗粒，仪用压缩空气进入封闭母线外壳之前进一步进行了处理。
首先是减压，从供气中心来的气源压力一般在530Kpa左右，但是充入封闭母线外壳的空气压力最大也不过2.5Kpa，这就要求必须控制进入封闭母线外壳的空气压力，用一个减压阀把压力减到2.5Kpa。其次是将压缩空气过滤、干燥。为了进一步保证进入封闭母线外壳的压缩空气质量，采用只可通过直径小于0.05mm的颗粒的滤网，过滤后的压缩空气再经过可再生的吸附剂，除去压缩空气中的水分。进入封闭母线的压缩空气经过除尘、除水、除油处理后，其微尘直径小于0.05mm，油份含量低于15ppm，质量已经相当好了，这样进入封闭母线外壳内的压缩空气质量就得到了保证。 装置包含有：球阀、压力表、电磁阀、逆止阀、压力自动控制等设备，流程图：
当净化装置需要维护或检修时，只需关闭前端的球阀，排除了逆止阀之前设备的泄漏影响，封闭母线外壳内的空气压力只与其自己的封闭性能有关，其他环节的泄漏不会影响其内部压力。
6、确保封闭母线的安全运行
无论封闭母线结露还是闪络，封闭母线的密封性能是最重要的因素，封闭母线的密封是其运行的首要任务。目前，国内封闭母线外壳泄漏普遍偏大，曾有多家电厂因为封闭母线密封不严，造成雨水进入封闭母线外壳，使封闭母线发生闪络造成机组解列。2015年7月27日，由于接连下雨，东方电厂运行人员巡回检查，对#1主变低压侧A相套管排污时，发现A相套管排污水量很大，对其它变压器各相进行排污，发现除#1主变低压侧A相套管外，其它变压器排污量很少或没有，检查#1机微正压装置运行情况，发现#1机微正压装置的压力偏低，#1机微正压装置未打压，经检查发现#1机微正压装置的电磁阀有故障。由于及时发现#1主变压器低压侧A相套管由于雨天导致积水严重，及时排水，避免了积水严重导致#1主变压器低压侧A相套管接地短路故障。
在国内发电企业中，普遍存在一种现象，认为如果投入微正压装置，必须保证封闭母线的气密性，否则，封闭母线无法维持微正压，从而无法保证母线的绝缘及闪烙、漏氢等现象。但在实际运行中，封闭母线密封过于严密，并不能提高母线的绝缘性能，反而会阻碍绝缘的提高。其原因为：微正压装置虽然能将干燥、洁净的空气吹入封闭母线，但由于封闭母线过于严密，无法将母线内潮湿的空气置换出来，使湿空气长时间滞留在封闭母线内，从而影响到母线的绝缘。微正压装置是依靠母线内的区间压力來工作的（一般为300-2500Pa），如封闭母线内的潮湿空气不能正常排出，从而会影响微正压装置的正常投入，致使微正压装置长时间处于待机状态，无法向母线提供干燥、洁净的空气，无法对封闭母线绝缘提供保证。国标的规定：离相封闭母线的外壳内空气泄露率每小时不超过外壳内容积的6%，封闭母线的保压时间一般在10-30分钟为最佳。如保压时间过长，母线的绝缘值将升高缓慢。如保压时间过短，会使微正压装置启动频繁，不利于微正压装置的正常工作。以哈尔滨第三发电责任有限公司为例，该公司对封闭母线气密性进行技改后，母线保压时间长达接近4小时，但封闭母线绝缘却达不到开机的要求，后将微正压装置上的取样管拔下后，对母线进行长时间充气，将母线内潮湿的空气由微正压装置的取样管排出，经微正压装置的长时间充气后，母线的绝缘值达到了开机的要求。
综上所述，要保证封闭母线的安全稳定运行，除了保证进入到封闭母线外壳内压缩空气的质量和保证封闭母线外壳的密封性能外，还应持续保持封闭母线外壳内的压力在300～2500Pa之间，才能真正起到保护母线的作用。
参考文献：
[1]《华能东方电厂一期工程封闭母线技术协议》
[2]《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国家电力公司2000-9-28发布
（作者单位：华能海南发电股份有限公司东方电厂）