大容量发电机出线封闭母线的作用与降温降耗措施探讨

大容量发电机出线封闭母线的作用与降温降耗措施探讨 大容量发电机出线封闭母线的作用与降温 降耗措施探讨 2005年6月 第6卷第6期 电力设备 ElectricalEquipment Jun.2o05 VOI.6NO.6 大容量发电机出线封闭母线的作用与 降温降耗措施探讨 陈尚发 (浙江长兴发电有限责任公司,浙江省长兴县313100) 摘要:随着大容量发电机的普遍应用,发电机出线的大电流封闭母线也被广泛采用.但从设 计,制造和运行都较少 考虑母线本身的发热和损耗.因此,采用封闭母线后虽具有磁屏蔽,防止发电机出口短路,提 高母线的动稳定能力 和可以防止发生母线绝缘子污闪事故等很多优点,但也存在母线损耗增大,发电机出线箱在 正常运行中温度较高的 问题.文章提出了在封闭母线外壳轴线方向焊上相同材质的铝排作为散热片来降温,降耗的 建议.这一建议的实 际效果还有待进一步论证与实践检验. 关键词:大容量发电机;出线;封闭母线;降温;降耗 中图分类号:TM31;TM645.11 0引言 由于发电厂单机容量的增大,在发电机与变压器 之间的联接母线中会流过高达数万安培的大电流. 这样,除了母线本身发热的问题外,还存在母线大电 流产生的强大交变磁场x,-J-周围钢构件和混凝土内钢 筋的感应涡流所引起的局部过热问题;随着单机容量 的增大,发电机出口的短路电流亦增大,母线短路时 电动力也非常大,所以一般的母线和绝缘子的机械强 度难以满足 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ,一旦发生故障便会对电力系统的安 全稳定造成较为严重的威胁.~_x.-J-发电机与变压器 之间联接母线的安全性和可靠性提出了更高的要求. 采用封闭母线是解决这一问题的有效方法之一.根 据DL5000--2000((火力发电厂 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 技术规程》中的 规定,200Mw及以上的发电机的引出线应采用全连 式封闭母线. 1封闭母线的结构和类型 封闭母线,就是将载流导体用非磁性金属(一般 用铝合金板)制成的外壳加以保护.如果三相载流导 体合用一个金属外壳,就称为合相封闭母线(也称为 共箱母线);如果每相各有一个单独的金属外壳,则称 为分相封闭母线.采用分相封闭母线有利于通风散 热,也便于安装和检修,还可以减少相邻相间磁场的 相互影响和相间短路的可能性. 分相封闭母线又可分为非全连式分相封闭母线 和全连式分相封闭母线.前者是外壳的相邻段在电 气上相互绝缘,以防止轴向电流通过外壳的连接 处,同时另一段外壳只允许一点接地,以防止产生 高电压危害人身安全,并可避免外壳上感应电流形 成环流造成的附加损耗.后者是每相外壳各段在电 气上连接在一起,在母线装置两边将三相外壳用短 路板短接并接地,允许保护外壳中流过轴向的感应 电流(环流). 2封闭母线的作用 (1)磁屏蔽作用.大容量发电机出线中会流过 高达数万安培的大电流,如此强大的交流电流流 过,形成的交变磁场会导致母线周围的钢结构件和 混凝土内的钢筋产生涡流而造成局部过热,甚至烧 红.为防止这种过热现象,可采取用非磁性金属的 铝制外壳将母线封闭起来的措施.对于全连式分相 封闭母线,其正常工作时三相负荷电流在每相导体 周围产生交变磁场,并在外壳中产生感应环流,根 据电流互感器工作原理(电磁感应原理和磁势平衡 原理),每相外壳中的环流与该相母线电流的大小 相近,方向相反,所以这两个电流所产生的磁场几 乎可完全抵消,因此起到了磁屏蔽作用,故其三相 负荷电流x,-J-附近钢结构件不会引起局部过热.而x,-J- 于非全连式分相封闭母线,由于其保护外壳是分段 绝缘的,外壳中没有轴向环流,因此在壳外中仍有 磁场存在,起不到磁屏蔽作用,它会使附近的钢构 件发热.故非全连式分相封闭母线仅适用于电流较 小,不会造成附近钢构件发热的场合,如高压厂用 分支母线. (2)防止发电机出口短路.大容量发电机出 口发生短路时,短路电流特别大,其短路电流来自 于大系统和发电机本身,即使在发电机出口发生 三相短路时能及时切除故障,强大的短路电流对 发电机和主变压器本身也会产生巨大的危害;另 外,目前大容量发电机的励磁方式随着电力电子 58电力设备第6卷第6期 技术的发展多采用静止自并励励磁系统,而自并 励励磁系统的弱点是励磁电源受机端电压变化的 影响较大,当电力系统发生故障时,特别是发生机 端三相短路时,将会影响励磁系统的强励能力,不 利于系统的安全稳定运行,并可能由于短路电流 的衰减而使后备保护不能正确动作.将发电机出 线采用分相封闭母线后,就可基本排除发电机出 口发生三相短路的可能性. (3)提高母线的动稳定能力.当短路电流通 过分相封闭母线时,由于封闭母线外壳磁屏蔽的 作用,其相间的电动力可以减少到普通母线的 1/3,1/4,因此一般母线和绝缘子的机械强度也 能满足要求. (4)可以防止母线绝缘子污闪事故的发生.由 于封闭母线的母线和绝缘子都在金属保护外壳内,且 外壳内配有微正压装置,因此灰尘和有害气体等物质 不容易进入,这样就可有效防止母线绝缘子污闪 事故的发生. 3全连式分相封闭母线的缺点 由于全连式封闭母线的母线和外壳都有几乎相 等的电流流过,所以产生的损耗和热量是敞露式母线 的2倍左右.外壳的存在使母线的自然冷却条件恶 化,所以在相同负荷电流下,封闭母线的截面要相应 加大,以减少母线上的损耗. 理论和实践 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 ,发电机出线箱在正常运行中温 度最高,一般要高出分相母线外壳二十几度,其原因是 出线箱内有发电机的出线端子,端子的发热要比母线 大,而出线箱的散热面积却相对比母线外壳小.出线 箱还起到了分相母线发电机侧短路板的作用,短路环 流也会引起出线箱外壳发热,所以使其温度相对较高. 4建议 在目前电能短缺的大环境下,开展降耗,节能工 作是十分必要的.为了解决当前全连式分相封闭母 线损耗大,出线箱温度高等问题,建议采取在封闭母 线外壳上增加散热片.具体做法是在封闭母线外壳 轴线方向焊上相同材质的铝排作为散热片,其高度 (即铝排的宽度)为10cm以下为宜,数量视封闭母线 外壳发热程度而定;同理在出线箱~l-tg可以焊上散热 片.散热片可以在现场安装完成后再焊上去,以避免 其在运输途中被损坏.从理论上分析,散热片可以起 到以下作用:?增/Jt1~l”闭母线和出线箱的散热面积, 降低其 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面温度;?分流封闭母线外壳和出线箱的环 流,减少损耗;?散热片可起到加强筋的作用,增/Jt1~l” 闭母线外壳和出线箱的机械强度. 5结束语 对于大容量发电机的出线,采用封闭母线后具有 磁屏蔽,防止发电机出口短路,提高母线的动稳定能 力和可以防止发生母线绝缘子污闪事故等很多优点, 但也存在母线损耗增大,发电机出线箱在正常运行 中温度较高的问题.全连式分相封闭母线应用在大 容量水电机组中的效果可能比应用在汽轮发电机 中的效果更为明显,因为水轮发电机的母线比汽轮 发电机的母线要长得多,为此其母线外壳上的环流 损耗相对较大.本文提出了在封闭母线外壳轴线方 向焊上相同材质的铝排作为散热片来降温,降耗的 建议.这一建议的实际效果还有待进一步论证与 实践检验. 收稿日期:2004-10—11 作者简介: 陈尚发(1943.),男,工程师,从事发电厂电气设备检修和 运行工作. (责任缡辑罗翠兰) 1)~ussionOilRoleotEndosedBusandMeasuresotReducedTemperature andLossforOutgoingLineofLargeGenerator CHENShang盈 (ZhejiangChangxingElectricityGenerationCo.Ltd.,Changxing313100,China) Abstmet:Alongwiththeunive~alapplicationofl~geg~nellltor,theenclosedbuswithbigoarr~tforgene ratoroutgoinglineisadopt- edextensively.Buttheheatandthelossesofbusareless~omidemt?mpiVe重 yfromdesign,productionandq’el扯i0n.Thereare manyadvantagestoadoptmdosedbus,suchasmagneticshield,prevmtingshortcircuitofgelaeratoroutl et,raisingbusdyn~cstabili- tyandpreventing~aslaoverfaultoccurred013.businsulator,butalsotherearesomeproblems.suchasinc reasingbuslossesandhigher temp蛾 inoutletcascofgeneratorinnormaloperation.Thepaperputsforwardthesuggestion,thealuminumrOWis weldedwithi. dmticalmaterialqualityinaxisdirectionofmdosedbusshellasradiatingintol~lCethetempc国 tIlreaI1dlosses.Theactualeffectof thissuggestionstillremaimto~poundandproveinprdcticalinspectionfurther. IKeywordls:largegenerator;,outgoingline;enclosedbus;reducedteml~’ature;reduc~loss.