共箱母線在西北口水電站的應用

田波

【摘 要】西北口電站的6.3kV母線長期存在著安全隱患，影響電站的正常運行。本次通過對母線的改造來解決安全隱患問題。改造方案是采用共箱母線取代了傳統裸鋁排走線方式。共箱母線除具有結構緊湊、外觀整潔、安裝簡單、使用安全、維護量小等優點，還可以消除高壓電纜因電流分配不平衡帶來的問題，能夠確保了電站的安全運行。

【關鍵詞】電站 共箱母線 安裝應用

1 西北口水電站基本情況

西北口水電站建于80年代末90年代初，于1992年正式并網發電。電站裝機容量18900kW（3×6300kW），作為宜昌地方電網的主要骨干電站，特別是在枯水期承擔著調峰任務。電站有效利用水頭范圍在51.70m-76.10m之間，多年實際平均發電量約為4630萬kW·h，水電站建設至今創造了巨大的經濟效益和社會效益。

站內裝設3臺立軸混流式水輪發電機，發電機出口6.3kV母線采用單母分段接線方式，兩段6.3kV母線采取母線聯絡。6.3kV母線采用裸鋁排走線方式。裸鋁排沿廠房側墻安裝固定，通過地下電纜廊道與兩臺主變連接。

經過多年的運行發現有母線采用裸鋁排走線方式有影響母線的正常運行的安全問題，一是在雨季電纜廊道墻壁有多處經常滲、漏水，易造成母線接地；二是電站處于山區，一些動物（如蛇、鼠、貓）鉆進母線防護網內造成設備事故跳閘。這些情況嚴重影響電站的安全生產和經濟效益。

2 共箱母線的構成與優點

共箱母線導體采用銅母排，母排上套熱縮套管，安裝于箱體內絕緣子上。結構緊湊安裝方便，運行維護工作量小，防護等級為IP54 可基本消除外界潮氣灰塵以及外物引起的接地故障。箱體外殼采用鋁板制成，具有很好的防腐性能，并且避免了其它材質的外殼所引起的附加渦流損耗，箱體外殼上通過并多點接地，杜絕人身觸電危險并且不需設置防護網。

其優點：

（1）共箱母線的應用減少接地故障，避免相間短路。封閉母線因有外殼保護，可基本消除外界潮氣、灰塵以及外物引起的接地故障，提高發電機運行的安全性；（2）消除鋼構發熱。敝漏的大電流母線使得周圍鋼構和鋼筋在電磁感應下產生渦流和環流，發熱溫度高、損耗大，降低構筑物強度。封閉母線采用外殼屏蔽可以根本上解決鋼構感應發熱問題；（3）減少相間短路電動力。當發生短路很大的短路電流流過母線時，由于外殼的屏蔽作用，使相間導體所受的短路電動力大為降低。

3 共箱母線的安裝

西北口電站采用的是GFM-2000A/6.3kV共箱封閉母線。采取穿墻安裝的方式，由高低壓開關室穿墻，經過休息室和中控室頂部到達主變低壓側。

（1）所有材料均檢驗合格后進場；（2）根據共箱母線設計走向，現場制作安裝支架及箱體：箱體由非磁性優質鋁合金板制作，為全封閉型，箱體內部表面涂無光澤黑漆。箱體可靠接地，在每節箱體上部都設有檢修孔，方便以后檢查和維護。（3）絕緣支柱與母線的安裝：母線采用T2電解銅作為導體，導體截面為10mm×80mm，每節長度為3m，表面套絕緣材料。每相母線間距為240mm，連接處全部采用鍍銀、打麻點處理。每段母線按序號、方向和安裝標志正確文置，節與節連接時，相鄰段母線箱體連接處夾放橡膠墊對準鎖緊，使箱體不承受機械應力。在與變壓器低壓側連接時，采用軟銅編連接，接頭處采用鍍銀處理，箱體端頭出口用環氧玻璃纖維板封住；（4）緊固、清掃：母線連接完成后，需再從起點到終點將所有的連接螺栓檢查緊固，使其接觸良好，最后母線將內部清理干凈后再封蓋。

6.3kV母線改造前后對比（如圖1）。

改造前 改造后

圖1

4 試運行

共箱母線安裝完成后，按國家標準GB/8349-2000進行電氣試驗，其溫升試驗、絕緣電阻、短時工頻耐壓試驗、雷電沖擊耐壓試驗及動熱穩定試驗全部合格，符合國家標準。

GFM-2000A/6.3kV共箱封閉母線檢驗數據（如表1）。

檢驗項目 檢驗數據

額定電壓 10kV

最高工作電壓 12kV

額定電流 2000A

額定短時耐受電流 63kA

額定峰值耐受電流 160kA

額定短時耐受電流持續時間 4s

額定短時工頻耐受電壓 42kV

額定雷電沖擊耐受電壓 76kV

表1

各項試驗合格后，現場土建及其他工程全部完工，并清理干凈，能夠滿足對母線進行充電的條件。斷開與母線連接的開關，使母線處于空載狀態。將母線試充電3次，無異常現象后進行24小時空載運行。運行狀況良好。

5 總結及建議

從共箱母線投運至今，運行正常，達到設計技術要求。共箱母線結構緊湊、安裝簡單、維護量小，解決了原裸鋁排走線方式存在的安全隱患問題，對西北口電站的運行安全和工作效率都得到了提高。

西北口電站在共箱母線的應用中也有不足的地方，若共箱母線的材料、安裝工藝問題，長年運行橡膠墊老化等原因會引起共箱母線內部結露，母線應采用微正壓方式運行，防止結露，提高運行安全可靠性，為母線采用通風冷卻方式創造了條件。

參考文獻：

[1]侯保軍，史永果.封閉式共箱母線的應用[J].電氣時代，2009（1）：92-94.

[2]黃文宏.共箱母線溫度偏高及振動偏大原因分析與處理[J].華東科技：學術版，2014（11）：111-111.

[3]GB/T8349-2000.金屬封閉母線[S].

[4]GB/T 4208-1993.外殼防護等級（IP代碼）[S].