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發(fā)電機(jī)組封閉母線外殼局部過熱原因分析及處理

  
評(píng)論: 更新日期:2010年11月16日

???? 200MW發(fā)電機(jī)定子額定電流為8625A,一般情況下,其出線均采用全連式自冷離相封閉母線與升壓變壓器(主變壓器)直接連接(即"單元制"接線)。全連式離相封閉母線鋁質(zhì)外殼對母線能起到很好的密封和隔離作用,基本上消除了外界潮氣、灰塵以及外物所引起的接地和相間短路事故,同時(shí)也確保了人身的安全,具有高度地可靠性。全連式外殼回路由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的環(huán)流(數(shù)值大約等于母線電流但方向相反),能使殼外的磁場大部分消失,從而消除了殼外鋼結(jié)構(gòu)的感應(yīng)損耗發(fā)熱。由于它所具有的優(yōu)越性,所以全連式離相封閉母線被廣泛用于定子額定電流在8000A以上的發(fā)電機(jī)出線及其廠用分支線上。

???? 1 提出問題

???? 1.1? 發(fā)現(xiàn)缺陷
2003年4月下旬,淮北發(fā)電廠5號(hào)機(jī)組電氣運(yùn)行值班員,在上半夜5號(hào)發(fā)電機(jī)(已增容改造為220MW)帶200MW有功、25MVAR無功負(fù)荷運(yùn)行時(shí)段對設(shè)備巡回檢查時(shí),用遠(yuǎn)紅外測溫儀測得5號(hào)發(fā)電機(jī)出線B相(中相)封閉母線可拆伸縮節(jié)軟接箱外法蘭處局部過熱,溫度高達(dá)125℃(同法蘭其它部位的溫度也較高,且明顯地高于邊相的相對位置)。高峰負(fù)荷后降低機(jī)組出力,該區(qū)域溫度隨著下降,但帶150MW有功、15MVAR無功負(fù)荷時(shí),過熱處的溫度尚在100℃以上,同法蘭其它部位的溫度也不低于70℃,仍超過部頒"封閉母線外殼的允許溫度為65℃~70℃"的規(guī)定。若惡性循環(huán),長期過熱將造成橡膠伸縮節(jié)快速老化導(dǎo)致?lián)p壞,從而喪失封閉母線的密封性能。
???? 1.2? 原因分析
(1)有資料表明,由于全連式封閉母線外殼環(huán)流的集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng),三相并排布置圓管載流導(dǎo)體的中相附加電阻與三相平均附加電阻之比接近2倍,因此中相封閉母線外殼的溫升一般情況下都高于邊相。
(2)淮北發(fā)電廠5號(hào)發(fā)電機(jī)封閉母線伸縮節(jié)處內(nèi)藏12片截面120×10 mm的跨接鋁排(均勻分布),鑒于圓導(dǎo)體的集膚效應(yīng)損耗系數(shù)Kf = (式中:r是交流電阻,r0是直流電阻),可認(rèn)為封閉母線外殼回路由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的環(huán)流也是均勻分布的,即正常情況下每片跨接鋁排通過的環(huán)流約為發(fā)電機(jī)負(fù)荷電流的1/12。
(3)該伸縮節(jié)處的跨接鋁排雖為內(nèi)藏式,但可初步判斷過熱處的內(nèi)藏跨接鋁排有接觸不良現(xiàn)象。根據(jù)全連式封閉母線外殼環(huán)流損耗的計(jì)算公式
式中? I K -- 外殼環(huán)流(有效值);
rk0 -- 外殼直流電阻;
Kf -- 外殼的集膚效應(yīng)損耗系數(shù),在厚度不大于8 mm時(shí)可取為1。
顯見,隨著過熱處內(nèi)藏跨接鋁排的接觸不良,該部位的直流電阻rk0將同步上升,引起該處的環(huán)流損耗Pc成正比例上升,勢必引起局部過熱。且隨著機(jī)組負(fù)荷的變化,外殼環(huán)流I K相應(yīng)變化,環(huán)流損耗Pc與外殼環(huán)流(有效值)的平方成正比,溫升必然隨之相應(yīng)變化。

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