全絕緣封閉管母線在HDBT水電站中的應用

陳玉東

（新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

全絕緣封閉管母線在HDBT水電站中的應用

陳玉東

（新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

通過對比各類發電機出口母線優缺點，合理進行HDBT水電站發電機電壓母線設備選型，并介紹其在該工程中的具體應用和需要重點關注的方面，為水電站采用該種母線進行設計提供一些參考。

管型絕緣屏蔽母線；地下廠房；布置

1 工程概況

HDBT水電站位于新疆阿勒泰地區，電站裝機容量4×50MW，多年平均年發電量6.04億kW·h，保證出力13.2MW，采用引水式開發。電站引水系統由進水口、壓力洞、調壓井及壓力管道組成。電站以發電為主，在系統中承擔調峰等任務。

2 發電機電壓母線選型

HDBT水電站可研階段推薦采用地面廠房，發電機電壓采用10.5kV，發電機變壓器組合方式為擴大單元接線方式，發電機出口最大工作電流為3736A，主變低壓側最大工作電流為7472A。根據當時國內發電機母線產品實際情況，選擇了離相封閉母線作為發電機電壓母線。在可研核準過程中，由于廠區樞紐布置不盡合理，存在較大高邊坡處理工程量，并擔心受沖溝洪水影響，最終調整為地下廠房，主接線形式不變。

該電站地下廠房布置采用“一”字型洞室，即主廠房、副廠房、主變室成“一”字排列。這就要求發電機母線需要貫穿主廠房下游側引至副廠房主變室，業主要求總寬度不超過18.5m。為壓縮整個廠房的開挖寬度，原設計每兩臺機離相封閉母線水平排列無布置位置，四臺機母線依次上下排列空間也不足，為此我們需重新對發電機母線進行選擇。第一階段原計劃發電機出口段母線改為共箱封閉母線，布置完后很緊湊，但留有空間很小，安裝需要依次進行。檢修、更換設備需要將其他機組母線依次拆除方可進行，彼此干擾大，且影響彼此間散熱，同時開關柜既和共箱母線連接，又與離相封閉母線連接，接口處理困難，此方案缺點較多。后想到減小發電機額定電流從而減小母線規格，但該項目主機招標時間早，發電機電壓已確定，廠家提出的調整費用較高，業主難以接受，故額定電流不能調整。為解決母線布置問題，我們重新對市場中成熟的母線資料進行收集，適用該電站的產品包括全絕緣封閉管母線、共箱封閉母線、敞開式裸母線，對三種發電機電壓母線進行了比較，比較結果見表1。

表1 發電機電壓母線比較表

通過對上述三種母線的比較，全絕緣封閉管母線性能優越，安全性好。雖然其本體價格較敞開式設備高，與共享封閉母線基本一致，但所需空間最小，布置方便，廠房寬度可調至最低，總體費用較低，故選擇其作為該工程發電機電壓母線。

3 全絕緣管型母線的結構及特點

（1）導體采用銅管，導體與絕緣層間設有緩沖，端部焊接板式端子。

（2）絕緣為固體全絕緣，介質為環氧樹脂浸漬紙，在固體絕緣層的兩端部絕緣層內分別設有均壓用電容，使得絕緣母線端部軸向和徑向場強均勻，絕緣可靠性高。

（3）沿整個母線全長外部設有接地屏蔽導體，人可觸摸，確保安全可靠。避免裸母線受人、動物及其他因素接觸而發生接地和短路現象。接地導體外面是防護層，由于防護層可隨母線的形狀做任意改變，所以防護層實現固體絕緣層無模具澆注工藝。

（4）母線單根長度最長可達8m，超過時采用多段母線進行機械連接，兩根母線之間的連接處采用絕緣母線連接裝置進行連接。由于固體絕緣層的無模具澆注工藝使得母線的形狀及尺寸可根據現場布置及母線的電壓等級隨意調整，所以母線的彎曲角度及彎曲半徑完全根據工程母線走向決定，不受任何限制。

（5）絕緣母線有戶內和戶外兩種結構，戶外母線外套不銹鋼波紋管或戶外型熱縮材料，端部套硅橡膠傘裙，可用于污穢地區。

4 全絕緣管型母線在該電站中實際應用

（1）電站主廠房上游側設有球閥吊物孔和機旁屏，空間太小，故將該母線布置在主廠房下游側，四臺發電機母線依次上下排列。發電機管母線外徑為130mm，相間中心距為400mm，四臺機母線上下層間中心距500mm。預埋件直線段每隔5.5m布置一個，其余在母線與其他設備接頭位置和轉彎處增設預埋件。

（2）因發電機層樓板下部原設計電纜橋架先于管母線安裝，且安裝時高程降低，占據了1號發電機出口母線的位置，為滿足施工進度，只能調整1號發電機母線布置，將其在發電機機端處轉彎布置在原位置上游側，與2號發電機母線平行敷設。因該類母線轉彎較其他成品母線方便，占用空間小，所以較好的解決了設備布置沖突問題。

（3）該電站管型母線兩端均采用軟銅帶與設備相連，具有伸縮作用，可分散母線在短路和地震狀態下的應力，故取消了支吊架處的減震器。為避免引發渦流損耗和金屬構件發熱，管型母線安裝托架及支撐件形成閉合回路，其中一根方管采用不銹鋼方管，避免形成閉合磁路。

（4）發電機中性點CT和橫差用CT布置在發電機風圈外部，部分連接導體裸露在空氣中，需要增設該部分的防護外殼該防護外殼由管母線廠現場測量后制作完成，這一點較之共箱母線不便。

5 結束語

全絕緣管型母線在變電所中采用時間較早，且應用較為普遍，但在水電廠中應用較少，其具備的用料少、布置緊湊靈活等優點不失為水電廠發電機母線的一種選擇，目前HDBT電站四臺機全絕緣管母線已安裝、試驗完畢，一切正常。隨著全絕緣管母線在水電廠應用逐漸增多，將會提供更多經驗供大家參考。

TM645

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1672-5387（2014）02-0032-02

2014-02-26

陳玉東（1976-），男，高級工程師，從事水電站電氣設計工作。