微增壓在離相封閉母線中的應用

余祖良，汪 健，張 彪，李滿紅

（1.華東桐柏抽水蓄能發電有限責任公司，浙江 天臺317200；2.杭州富春江電力工程有限公司，浙江 桐廬311500）

1 引言

近幾年，隨著抽蓄機組的大量投產運行，機組的離相封閉母線微增壓裝置的應用越來越受到重視。由于離相封閉母線相對密封性比較好，一般不會進入水分和其他灰塵雜質，但隨著周圍溫度的降低或者負荷電流的減少，因空氣的熱脹冷縮，封閉母線內的氣壓也會隨著下降，密封性良好的離相封閉母線也會吸收外界的空氣來保持母線內氣壓穩定。但外界空氣一般含有水分和些許雜質，吸入的空氣就會使母線潮濕以及結露，導致其絕緣性下降，嚴重影響了抽蓄電站機組的安全穩定運行。為了防止離相封閉母線周圍空氣進入母線內，采用微增壓裝置對其進行補氣增壓，保證母線內的壓力略微高于周圍大氣壓形成的氣封，從而保證封閉母線的整體絕緣水平。但如果離相封閉母線的套管破損或者微增壓裝置控制回路異常，導致母線內微增壓壓力值出現異常報警，就會對母線的絕緣性產生直接的影響。

2 微增壓裝置組成以及控制流程

2.1 微增壓裝置的組成

如圖1所示，微增壓系統由低壓壓縮空氣氣機、儲氣罐裝置系統、安全閥及減壓閥等閥門組件系統、微增壓裝置控制系統、壓力表計系統等組成。

圖1 微增壓裝置的組成

某廠18 kV母線為離相封閉母線，包括主母線、廠用電及SFC分支輸入電源母線、電動工況啟動母線，主母線至壓變分支，主母線至電氣制動分支，主母線至拖動被拖動分支，主母線至勵磁分支，離相封閉母線微增壓正常壓力一般控制在5～20 mbar之間。機組微增壓氣源采用低壓氣系統，額定氣壓為0.8 MPa，低壓氣系統由2臺空氣壓縮機和2個5 m3的儲氣罐組成，其中1臺為工作空壓機，1臺為備用微增壓機。機組微增壓的閥門組包括減壓閥、旁通閥、電磁補氣閥、手動進氣閥等，壓力表計為壓差式傳感器，直接向監控系統輸出模擬量，由監控系統根據模擬量設定開關微增壓閥門系統，其微增壓閥門組件系統見圖2。

2.2 微增壓控制邏輯

微增壓裝置控制系統由氣壓系統和閥門控制邏輯系統組成。普通空氣經過低壓氣機進行加壓得到0.8 MPa的壓力，經過濾系統得到干燥無雜質的空氣，然后通過減壓閥、旁通閥、電磁補氣閥、手動進氣閥等組合閥門控制向離相封閉母線注入微增壓氣體，使母線內的微增壓保持在5～20 mbar之間，從而保證封閉母線的整體絕緣水平。圖3是微增壓的控制邏輯圖。

圖2 微增壓閥門組件系統

圖3 微增壓控制邏輯圖

由圖3微增壓控制邏輯圖可得：

（1）正常情況下，當壓力降低到5 mbar時，壓力開關Pr動作，1常閉接點接通、2常閉接點接通，時間繼電器Rt的15、16接點常閉，從而電磁補氣閥Ev動作開始補氣。

（2）當壓力達到5 mbar時壓力開關Pr動作，1常閉接點斷開，2常閉接點保持接通，2、3組成自保持回路繼續補氣。

（3）當壓力達到20 mbar時，2常閉接點斷開，斷開補氣回路。時間繼電器Rt的延時為12 min，若補氣超過12 min而壓力開關Pr仍未動作，則其常閉接點15、16斷開，15、18接通，點亮“壓力低”報警指示燈，輔助繼電器R動作，送壓力低報警至上位機。

3 微增壓在離相封閉母線中應用所遇到的問題

3.1 離相封閉母線套管漏氣

離相封閉母線套管如有損壞，即使有微小的裂痕，都會導致母線內的微增壓壓力值異常。由于離相封閉母線焊接問題或者自身結構的缺陷，隨著運行時間的增長和缺乏例行的維護，母線套管金屬部分氧化、密封墊受力不均、焊縫開裂等，都會使母線套管漏氣，微增壓裝置就會補氣頻繁，甚至套管內微增壓壓力達不到正常值，出現壓力低報警信號。

某廠運維人員在進行主變系統精細巡檢時，聽到某臺主變室有漏氣聲，遂進行仔細排查。經檢查發現，該主變低壓側B相套管氣隔橡膠密封有裂縫，長約2.5 cm，若不進行處理，裂縫可能進一步擴大，導致主變低壓側套管絕緣水平降低，威脅主變壓器安全運行。該處密封位于主變低壓側套管與機組出線連接處，屬于微增壓離相封閉母線系統，漏氣點位于主變低壓側B相套管與機端母線套管連接密封處靠近主變側，位置在套管中間偏上處，套管漏氣點見圖4，套管裂縫見圖5。

圖4 套管漏氣點

圖5 套管裂縫

現場發現缺陷后運維人員立即開展消缺工作，現場采用粘貼包扎法臨時處理漏氣點，減少漏氣量，保證微增壓裝置氣壓正常，設備可以臨時投運。若徹底處理需進行更換，但由于漏氣點位于主變低壓側與離相封閉母線軟連接處，屬于高壓帶電設備，需將主變壓器停電方能更換。為確保離相封閉母線的正常運行，避免缺陷擴大，運維人員臨時調整微增壓裝置壓力定值，將原20 mbar上限停止補氣值修改為15 mbar，經充氣試驗、氣密性檢查試驗，試驗結果正常，表明漏氣點已消除。我廠已投運有15年，密封件老化破損是本次事件的直接原因，對離相封閉母線套管進行正常維護與及時更換相關老化的配件是必要的。

3.2 微增壓壓力低、壓力高報警信號同時出現

某廠某號機微增壓裝置幾乎同時報出壓力低、壓力高等信號，一般離相封閉母線微增壓壓力大于20 mbar出現壓力高報警，小于5 mbar出現壓力低報警，而同時出現壓力低、壓力高報警信號這是一種異常信號。

11：03：06，某號機微增壓裝置柜壓力出現壓力高報警，而11：03：14，某號機微增壓裝置柜壓力出現壓力低報警，后面的信號一直出現壓力高報警，會出現如此信號，是因為微增加的上限值調高了或者繼電器邏輯出現問題。

根據微增壓控制邏輯圖3可得，微增壓壓力正常值為5～20 mbar，假如上限值調高了，當微增壓補氣達到20 mbar時，還會一直補氣，超過20 mbar，就會發出壓力高報警信號，而同時時間繼電器Rt的延時為12 min，若補氣超過12 min而壓力開關Pr仍未動作，微增壓則其常閉接點15、16斷開，15、18接通，點亮“壓力低”報警指示燈，輔助繼電器R動作，送壓力低報警至上位機，因此會發出壓力低報警信號，同時Ev（電磁補氣閥）回路斷開停止補氣。因此會出現壓力低、壓力高信號同時送出。運維人員進行消缺工作時，將微增壓的上限值調整至20 mbar，壓力高報警信號就消失了，可見造成此類信號的關鍵在于微增壓的上限值調高了。

4 結束語

本文對微增壓裝置系統的組成以及控制邏輯流程進行了詳細的介紹，主要包括微增壓的功能、作用、原理、運行過程等幾個方面，并結合微增壓在離相封閉母線運用中所遇到的問題進行了分析處理，為機組的安全、穩定、可靠運行提供了一些借鑒經驗。我們有必要更深入、更詳細研究微增壓裝置在離相封閉母線的應用，為保證設備設施的運行安全，防止設備性能劣化或降低設備失效概率提供基礎。