火山巖無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽在抽水蓄能電站的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)介紹

李俊霖 ，王承堯 ，欒宇東 ，李偉豪

（1.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林省長(zhǎng)春市 130021；2.水利部寒區(qū)工程技術(shù)研究中心，吉林省長(zhǎng)春市 130021）

1 無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽在荒溝抽水蓄能電站的布置

黑龍江荒溝抽水蓄能電站低壓母線(xiàn)槽分別布置在主副廠(chǎng)房公用配電屏室、保安配電屏室、電熱配電屏及檢修配電屏室、主副廠(chǎng)房各系統(tǒng)配電變壓器室，由主副廠(chǎng)房配電變壓器室至主副廠(chǎng)房走線(xiàn)的母線(xiàn)槽均布置在主副廠(chǎng)房電纜夾層走線(xiàn)，自用電母線(xiàn)槽及母線(xiàn)層檢修母線(xiàn)槽布置在母線(xiàn)層主機(jī)間上游側(cè)走廊、水輪機(jī)層檢修母線(xiàn)槽布置在水輪機(jī)層主機(jī)間水輪機(jī)層上游側(cè)走廊、蝸殼層檢修母線(xiàn)槽布置在蝸殼層主機(jī)間上游側(cè)走廊。尾閘洞滲漏集水井配電室共設(shè)置兩臺(tái)滲漏排水泵變壓器400V側(cè)與同層滲漏配電盤(pán)用滲漏母線(xiàn)槽連接，總長(zhǎng)約22m。500kV地面開(kāi)關(guān)站副廠(chǎng)房500.60m高程電氣配電室設(shè)置兩臺(tái)變壓器與同層配電盤(pán)之間用母線(xiàn)槽連接，總長(zhǎng)約34m見(jiàn)圖1。

圖1 500kV地面開(kāi)關(guān)站母線(xiàn)槽布置Figure 1 500kV ground switch station busbar arrangement

2 無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽的優(yōu)勢(shì)分析

以往電站中發(fā)電廠(chǎng)配電系統(tǒng)主要采用共箱封閉母線(xiàn)設(shè)計(jì)，應(yīng)用于廠(chǎng)用變壓器、備用變壓器低壓側(cè)與開(kāi)關(guān)柜的連接，受自身結(jié)構(gòu)限制，共箱封閉母線(xiàn)整體密封性能一般，隨著使用年限的增加，密封件（尤其是戶(hù)外部分）逐漸老化，整體密封性更加得不到有效保證，從而影響共箱母線(xiàn)導(dǎo)體的絕緣性能，引發(fā)絕緣事故，造成設(shè)備損壞以及機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，給發(fā)電廠(chǎng)帶來(lái)巨大的損失。[1]使用火山巖無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽可完美解決以上缺點(diǎn)，極大地提升抽水蓄能電電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，降低故障率。現(xiàn)從以下幾個(gè)方面分析，介紹無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽的優(yōu)勢(shì)。

2.1 接口溫升

母線(xiàn)的接口處溫升是影響導(dǎo)體導(dǎo)電性能和供電穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。因此，用紅外線(xiàn)攝影儀對(duì)運(yùn)行中的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽的溫升進(jìn)行測(cè)量。[2]

在圖2中，區(qū)域2位母線(xiàn)槽接口處，區(qū)域1和區(qū)域3均為母線(xiàn)槽直線(xiàn)段。表1列出這3個(gè)區(qū)域中最高溫度和平均溫度，數(shù)據(jù)表明，連接頭處溫度均低于直線(xiàn)段。圖2為紅外成像儀分析軟件的水平線(xiàn)測(cè)溫功能所成圖像，可以更加直觀地看出無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽接口溫度相對(duì)于直線(xiàn)段明顯偏低，說(shuō)明段間接口處的設(shè)計(jì)及安裝工藝具有突出優(yōu)勢(shì)。

圖2 無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽紅外成像圖Figure 2 Infrared imaging of inorganic mineral full cast bus duct

表1 無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽溫升比較表Table 1 Comparison table of temperature rise of inorganic mineral full casting busway

2.2 電氣絕緣能力

對(duì)無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)試，其絕緣電阻數(shù)值高達(dá)400000MΩ，而以往所用的共箱封閉母線(xiàn)僅20MΩ左右。[3]無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽的絕緣電阻數(shù)值是共箱封閉母線(xiàn)絕緣電阻的20000倍。而且，共箱封閉母線(xiàn)受濕氣塵埃影響，隨著時(shí)間的積累，容易引發(fā)故障。[4]

2.3 體積

選用載流量為3200A的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽與相同載流量的共箱封閉母線(xiàn)作對(duì)比。無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽的截面尺寸為360mm×200mm，而共箱封閉母線(xiàn)的截面尺寸達(dá)1060 mm×800mm。無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽的體積不足共箱封閉母線(xiàn)的1/10。其尺寸對(duì)比見(jiàn)圖3。[5]

圖3 共箱封閉母線(xiàn)和無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)尺寸對(duì)比圖Figure 3 Comparison of the size of the enclosed busbar and the inorganic mineral full-cast busbar

與共箱封閉母線(xiàn)體積相比，使用無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)可以增加廠(chǎng)房空間利用靈活度，優(yōu)化設(shè)計(jì)，且更為美觀。除此之外，由于其節(jié)省支架、空間，可以節(jié)約投資費(fèi)用。[6]

2.4 防護(hù)等級(jí)

無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)在連接處對(duì)銅排使用200%接續(xù)工藝，[7]可以完全消除接觸電阻，再用無(wú)機(jī)礦物質(zhì)自然澆筑對(duì)其進(jìn)行鎖固。接合后可以實(shí)現(xiàn)全段IP68防護(hù)等級(jí)，永不松脫，免維護(hù)。有實(shí)驗(yàn)記載，侵入1m的水中，可安全連續(xù)通電長(zhǎng)達(dá)48h。而共箱封閉母線(xiàn)連接處僅以鐵板封鎖，故防護(hù)等級(jí)只能達(dá)到IP54。因此，在潮濕的抽水蓄能電站應(yīng)用中，共箱封閉母線(xiàn)在連接處易發(fā)生短路故障。

3 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)除以上的優(yōu)勢(shì)外，還具有免維護(hù)、防火、防爆、防腐蝕、耐撞擊等優(yōu)點(diǎn)。因此，無(wú)機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線(xiàn)槽可推廣應(yīng)用到其他抽水蓄能電站、變電站和常規(guī)電站。