電廠離相封閉母線微正壓裝置應(yīng)用探究

國(guó)能常州發(fā)電有限公司 徐珂薇

離相封閉母線目前主要適用于電廠發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)出口位置，對(duì)于防止相間短路、杜絕系統(tǒng)接地安全事故、節(jié)約機(jī)組維護(hù)成本、合理控制鋼結(jié)構(gòu)發(fā)熱、簡(jiǎn)化機(jī)組體系結(jié)構(gòu)具有顯著的影響。然而離相封閉母線的所在空間環(huán)境表現(xiàn)為特殊性，因此決定了封閉式的電廠母線設(shè)備比較容易產(chǎn)生內(nèi)部氣壓減小的運(yùn)行故障，并且還會(huì)造成潮氣與灰塵破壞母線的設(shè)備絕緣系統(tǒng)。由此能夠判出，離相封閉母線的電廠系統(tǒng)設(shè)備不能缺少微正壓裝置的安全防護(hù)手段，電廠企業(yè)的技術(shù)人員針對(duì)微正壓裝置的運(yùn)行使用技術(shù)要點(diǎn)應(yīng)當(dāng)給予準(zhǔn)確了解。

1 簡(jiǎn)介電廠離相封閉母線微正壓裝置

微正壓裝置屬于自動(dòng)化的智能充電系統(tǒng)設(shè)備，其基本功能在于保持封閉母線的微正壓狀態(tài)，確保封閉母線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部能夠保持比較平穩(wěn)的空氣壓力值。對(duì)于電廠企業(yè)的離相封閉母線而言，微正壓裝置能夠在母線外殼的系統(tǒng)內(nèi)部填充足夠的壓縮氣流，進(jìn)而保證了母線裝置內(nèi)部的填充氣流達(dá)到除水過(guò)濾后的良好干燥狀態(tài)。因此，從裝置特征的角度來(lái)講，微正壓裝置可以被用來(lái)替代熱風(fēng)吹掃設(shè)備、硅膠呼吸器設(shè)備以及熱風(fēng)保養(yǎng)設(shè)備。

微正壓裝置在具體的運(yùn)行使用過(guò)程中，可以通過(guò)制造空氣壓差的方式來(lái)保護(hù)離相封閉母線系統(tǒng)，從而形成了較為完整的母線外殼空氣壓差保護(hù)層[1]。在此基礎(chǔ)上，封閉母線的系統(tǒng)外部灰塵、潮濕氣流與鹽霧就會(huì)被隔離，有效保證了電廠設(shè)備系統(tǒng)的外殼部位、絕緣子部位、導(dǎo)體線路部位干燥與清潔。

圖1 電廠封閉母線的微正壓裝置結(jié)構(gòu)圖

例如，GZ45-Ⅱ型封閉母線空氣循環(huán)干燥裝置，采用大流量空氣閉式循環(huán)干燥方式，對(duì)母線內(nèi)空氣循環(huán)不斷地進(jìn)行干燥，可使母線內(nèi)濕度保持很低的水平，同時(shí)對(duì)母線的密封要求相對(duì)較低，是新老電廠離相封閉母線防結(jié)露的理想升級(jí)產(chǎn)品。干燥裝置采用精密溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加熱桶內(nèi)以及排濕氣口的溫度，并在觸摸屏上顯示，觀察方便。并通過(guò)設(shè)定上、下限，自動(dòng)控制加熱器的啟停。電廠企業(yè)人員對(duì)于離相封閉母線應(yīng)當(dāng)配備微正壓裝置的重要保護(hù)設(shè)施，切實(shí)預(yù)防杜絕電廠母線存在閃絡(luò)、絕緣性能減損、氫氣泄漏等典型事故風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)了電廠發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)可靠性能優(yōu)化提高。

2 電廠離相封閉母線微正壓裝置中顯現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 系統(tǒng)控制靈敏度低下

微正壓裝置在使用過(guò)程中，經(jīng)常容易出現(xiàn)觸摸屏顯示故障報(bào)警，從而導(dǎo)致裝置不能正常啟動(dòng)的現(xiàn)象。微正壓裝置的控制靈敏程度將會(huì)直接關(guān)系到電廠母線設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，因此體現(xiàn)了裝置靈敏度指標(biāo)優(yōu)化的必要性。然而目前一些電廠企業(yè)人員針對(duì)微正壓裝置的控制靈敏程度數(shù)據(jù)指標(biāo)沒(méi)有實(shí)施科學(xué)的監(jiān)測(cè)判斷，因此就會(huì)容易表現(xiàn)為裝置控制靈敏性降低的不良后果[2]。微正壓裝置如果無(wú)法達(dá)到快速響應(yīng)以及實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的狀態(tài)，電廠封閉母線的灰塵污染以及氣流壓力失衡缺陷就很難得到準(zhǔn)確地控制調(diào)整。由此可見(jiàn)，存在較差靈敏度的微正壓電廠裝置設(shè)備將會(huì)增大電廠母線的運(yùn)行故障概率，并且還會(huì)造成電廠企業(yè)產(chǎn)生額外的成本資源消耗。

2.2 電磁閥不合理

電磁閥構(gòu)成了離相封閉母線必不可少的控制保護(hù)結(jié)構(gòu)部件，企業(yè)技術(shù)人員在全面設(shè)計(jì)微正壓裝置中的電磁閥組件設(shè)備時(shí)，關(guān)鍵應(yīng)當(dāng)在于合理選擇電磁閥的所在位置[3]。電廠技術(shù)人員針對(duì)電磁閥的設(shè)備部件如果沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)合理的布置設(shè)計(jì)，容易造成電磁閥的控制失靈，進(jìn)而導(dǎo)致了電廠母線系統(tǒng)的封閉結(jié)構(gòu)存在不嚴(yán)格的缺陷。目前，電廠企業(yè)的某些封閉母線裝置結(jié)構(gòu)已經(jīng)表現(xiàn)為設(shè)備老化的不良傾向，根源主要在于母線設(shè)備系統(tǒng)的橡膠波紋管以及密封膠存在破損現(xiàn)象，甚至還會(huì)造成粉塵與外部潮濕氣流融入于母線封閉裝置系統(tǒng)內(nèi)部。某些企業(yè)封閉母線的裝置系統(tǒng)甚至缺少絕緣保護(hù)部件，或者由于絕緣皮存在破損腐蝕狀況而產(chǎn)生電流泄漏事故。

2.3 設(shè)備更新慢

加熱器不工作的狀態(tài)下，溫度顯示數(shù)值始終不變化，根源主要在于熱電阻沒(méi)有連接妥善。加熱器等關(guān)鍵組成部件在離相封閉母線，以及電廠微正壓裝置中應(yīng)當(dāng)定期更新，電廠企業(yè)人員對(duì)于目前現(xiàn)有的裝置結(jié)構(gòu)部件如果沒(méi)有實(shí)施全面的定期維護(hù)更新，則會(huì)比較容易造成微正壓裝置本身存在程度較為顯著的運(yùn)行故障風(fēng)險(xiǎn)。但是實(shí)際上，很多電廠企業(yè)的設(shè)備管理負(fù)責(zé)人員針對(duì)微正壓裝置中的系統(tǒng)關(guān)鍵組件，沒(méi)有進(jìn)行必要的定期更換處理，造成了現(xiàn)有的系統(tǒng)設(shè)備部件表現(xiàn)為嚴(yán)重腐蝕或者破損老化的特征。較為緩慢的設(shè)備裝置更新速度就會(huì)增加設(shè)備運(yùn)行故障的產(chǎn)生概率，阻礙了電廠企業(yè)的良好經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

2.4 保護(hù)系統(tǒng)過(guò)于單一

電廠封閉母線的現(xiàn)有保護(hù)形式存在單一性的弊端，導(dǎo)致了電廠封閉母線無(wú)法得到更加全面完整的保護(hù)。企業(yè)技術(shù)人員沒(méi)有做到結(jié)合系統(tǒng)設(shè)備的微正壓保護(hù)功能，以及空氣干燥循環(huán)保護(hù)功能，導(dǎo)致比較單一的裝置設(shè)備保護(hù)模式。目前，一些電廠企業(yè)的現(xiàn)有裝置設(shè)備規(guī)模正在快速擴(kuò)展。電廠企業(yè)人員針對(duì)單一的傳統(tǒng)設(shè)備保護(hù)工藝模式如果沒(méi)有進(jìn)行必要的整改，電廠企業(yè)現(xiàn)有的龐大規(guī)模設(shè)備裝置就會(huì)難以得到更高層次的安全運(yùn)行保障[4]。

2.5 運(yùn)行工藝存在問(wèn)題

裝置設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，濕度始終沒(méi)有下降。某些電廠企業(yè)人員經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)微正壓裝置無(wú)法達(dá)到正常使用運(yùn)行的狀態(tài)，其中最為關(guān)鍵的產(chǎn)生根源因素就是裝置設(shè)備的運(yùn)行工藝存在弊端缺陷。如對(duì)于發(fā)電機(jī)裝置的封閉母線組成結(jié)構(gòu)來(lái)講，位于裝置出口的配套母線保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)具備實(shí)時(shí)性的空氣干燥處理，以及氣流過(guò)濾處理功能。但實(shí)際上，封閉母線的系統(tǒng)內(nèi)部氣流由于缺少必要的過(guò)濾凈化處理，因此就會(huì)造成母線內(nèi)部的氣流攜帶灰塵與雜質(zhì)，并且還會(huì)導(dǎo)致封閉母線由于長(zhǎng)期受到鹽類物質(zhì)的侵蝕而發(fā)生缺損情況。

3 電廠離相封閉母線微正壓裝置應(yīng)用與優(yōu)化對(duì)策

3.1 提高微正壓裝置的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

潮氣持續(xù)侵入到母線的封閉系統(tǒng)內(nèi)部，進(jìn)而明顯影響到母線系統(tǒng)裝置的正常使用功能作用發(fā)揮，加速了母線受潮腐蝕的過(guò)程。電廠微正壓裝置的現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)亟待得到全面的提升，電廠企業(yè)的設(shè)計(jì)技術(shù)人員通過(guò)提升現(xiàn)有的裝置設(shè)計(jì)工藝技術(shù)指標(biāo)，可達(dá)到明顯降低裝置運(yùn)行失靈風(fēng)險(xiǎn)的效果。因此，在具體的工藝改造開(kāi)展過(guò)程中，企業(yè)技術(shù)人員針對(duì)微正壓裝置的疏水設(shè)計(jì)工藝、電磁閥設(shè)計(jì)工藝、管路配置工藝等都要進(jìn)行必要的優(yōu)化完善，確保微正壓裝置的整體工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量獲得較為明顯的提升。企業(yè)技術(shù)人員針對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備規(guī)劃方案圖紙應(yīng)當(dāng)展開(kāi)全方位的詳細(xì)改造，切實(shí)降低電廠企業(yè)裝置的檢修維護(hù)資金投入。

在目前的電廠企業(yè)中，干燥裝置采用“PLC+觸摸屏”控制，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，配合電動(dòng)三通球閥，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無(wú)人值守。智能化的應(yīng)用電子技術(shù)手段可以保障母線設(shè)備的操作人員安全，防止電廠操作與使用人員發(fā)生人身傷害。封閉母線系統(tǒng)的組成元素具有規(guī)格多樣性，電廠母線設(shè)備的使用功能具有明顯差異。母線系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)備之間主要通過(guò)線路來(lái)進(jìn)行連接，在封閉母線故障產(chǎn)生的情況下就會(huì)造成整個(gè)母線系統(tǒng)的運(yùn)行停機(jī)。

電廠系統(tǒng)的操作使用技術(shù)人員如果沒(méi)有做到快速與妥善處理母線運(yùn)行故障，則系統(tǒng)操作人員有可能會(huì)受到人身安全傷害。確保電廠封閉母線系統(tǒng)的安全運(yùn)行使用具有顯著的必要性，包含一體化自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制功能的遠(yuǎn)程操控設(shè)備已全面運(yùn)用于保障電廠設(shè)備系統(tǒng)安全，切實(shí)防止了微正壓裝置的失靈后果發(fā)生。具有自動(dòng)控制特征的遠(yuǎn)程監(jiān)控儀器可以連接于母線系統(tǒng)的各個(gè)重要部件，確保遠(yuǎn)程控制裝置可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)母線運(yùn)行中的異常，進(jìn)而發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警提示數(shù)據(jù)信息。

3.2 管路的合理配置

通常情況下，電廠企業(yè)的離相封閉母線裝置結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)包含絕緣子、母線連接導(dǎo)體、防護(hù)屏蔽層以及支撐底座系統(tǒng)。電廠母線的封閉裝置結(jié)構(gòu)如果要達(dá)到更加平穩(wěn)的運(yùn)行使用狀態(tài)，現(xiàn)階段的工藝改造關(guān)鍵思路就是要合理配置系統(tǒng)管路。因此，電廠設(shè)計(jì)人員目前針對(duì)微正壓裝置的內(nèi)部管路走向規(guī)劃圖應(yīng)當(dāng)進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，切實(shí)避免裝置內(nèi)部的管路存在交叉與碰撞現(xiàn)象[5]。現(xiàn)階段，電廠設(shè)計(jì)技術(shù)人員針對(duì)立體化的空間結(jié)構(gòu)模型能夠全面運(yùn)用于管路配置方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程，進(jìn)而做到了有效確保電廠裝置設(shè)備的管路分布形式科學(xué)合理。

干燥裝置集成度高，現(xiàn)場(chǎng)施工方便。干燥裝置采用分子篩作吸附劑，吸濕能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。電廠微正壓裝置運(yùn)行控制的成本較高，電廠微正壓裝置系統(tǒng)的基本組成部分都必須要得到實(shí)時(shí)性的監(jiān)管。自動(dòng)化PLC 技術(shù)手段在根本上突破了電廠運(yùn)行過(guò)程中的人工控制模式缺陷，確保電廠運(yùn)行的系統(tǒng)控制監(jiān)管實(shí)踐成本得到更大限度的優(yōu)化。

企業(yè)人員針對(duì)管路運(yùn)行參數(shù)應(yīng)當(dāng)確保合理性，電廠微正壓裝置的最大化效益目標(biāo)是否得到完整的實(shí)現(xiàn)，主要決定于電廠元件的運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程。電廠微正壓裝置系統(tǒng)的元件設(shè)備在頻繁操作使用之后，電廠元件很難避免就會(huì)產(chǎn)生磨損以及過(guò)度腐蝕老化。電廠系統(tǒng)電壓如果存在瞬時(shí)增加，那么快速升高的電廠系統(tǒng)溫度將會(huì)灼燒母線，引發(fā)電廠系統(tǒng)的設(shè)備短路。電廠企業(yè)在人工進(jìn)行電廠基礎(chǔ)設(shè)備的元件運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)模式下，工程設(shè)計(jì)人員通常無(wú)法確保電廠元件的基礎(chǔ)設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)達(dá)到最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)。目前，由于受到智能化的現(xiàn)代技術(shù)儀器輔助影響，因此電廠元件的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)將會(huì)達(dá)到更加準(zhǔn)確與科學(xué)的程度。電廠運(yùn)行管理技術(shù)人員對(duì)于電廠基礎(chǔ)設(shè)備運(yùn)行中的參數(shù)錯(cuò)誤現(xiàn)象可以做到準(zhǔn)確進(jìn)行判斷，實(shí)現(xiàn)了全面優(yōu)化以及合理改造微正壓裝置的目標(biāo)。

3.3 控制柜的合理配置

母線控制柜應(yīng)當(dāng)達(dá)到絕緣性能良好、線路連接布局合理、反應(yīng)靈敏度較高的基本設(shè)計(jì)要求，因此決定了電廠企業(yè)人員目前應(yīng)當(dāng)全面致力于裝置控制柜的科學(xué)優(yōu)化配置。電廠母線保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)人員首先必須準(zhǔn)確選擇控制柜的設(shè)備規(guī)格型號(hào)，全面審查與核對(duì)控制柜內(nèi)部的線路部件型號(hào)。在此前提下，電廠企業(yè)的技術(shù)人員針對(duì)控制柜的線路組合布局形式應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的優(yōu)化設(shè)計(jì)，嚴(yán)格確保控制柜的系統(tǒng)內(nèi)部氣流干燥與清潔。此外，企業(yè)技術(shù)人員還要著眼于母線絕緣保護(hù)層以及防凝露設(shè)備的合理配置改造，通過(guò)實(shí)施自動(dòng)式的空氣干燥循環(huán)處理模式來(lái)確保經(jīng)由裝置內(nèi)部的氣流干燥性，防止母線受到潮濕氣流的侵蝕損壞。

目前，在電廠企業(yè)中，干燥裝置通過(guò)濕度監(jiān)控器測(cè)得母線內(nèi)濕度。當(dāng)母線濕度高于設(shè)定上限時(shí)，PLC 裝置就會(huì)根據(jù)程序啟動(dòng)裝置，從而達(dá)到自動(dòng)化的控制。如GZ45-Ⅱ型干燥裝置的兩個(gè)分子篩吸附筒互相切換運(yùn)行，一個(gè)筒在實(shí)施干燥吸附操作時(shí)，另一個(gè)筒進(jìn)行再生排氣操作。因此，在一個(gè)工作周期內(nèi)，應(yīng)當(dāng)首先打開(kāi)干燥吸附筒的電動(dòng)閥門(mén)，啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)，然后啟動(dòng)再生筒內(nèi)的加熱器。裝置通過(guò)熱電阻和PLC 監(jiān)測(cè)、顯示筒內(nèi)溫度，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定上限時(shí)，加熱器停止工作。當(dāng)溫度降至設(shè)定下限時(shí)，加熱器重新加熱。再生筒再生結(jié)束后，兩個(gè)吸附筒互換，進(jìn)入下一個(gè)工作周期。

圖2 完善微正壓裝置的設(shè)計(jì)工藝方案

3.4 完善微正壓裝置的保護(hù)

微正壓裝置的系統(tǒng)絕緣保護(hù)模式應(yīng)當(dāng)?shù)玫娇茖W(xué)合理的選擇，通過(guò)實(shí)施全方位的裝置絕緣保護(hù)技術(shù)手段來(lái)防止電廠封閉母線的絕緣層發(fā)生破損情況。目前，一些電廠企業(yè)人員針對(duì)微正壓裝置以及封閉母線系統(tǒng)中的絕緣層沒(méi)有進(jìn)行定期維護(hù)更新，進(jìn)而造成了裝置線路的絕緣外殼損壞情況，導(dǎo)致電流泄漏等事故。由此可見(jiàn)，電廠企業(yè)的管理技術(shù)人員針對(duì)裝置系統(tǒng)的絕緣保護(hù)性能應(yīng)當(dāng)給予更多重視，結(jié)合電廠母線裝置設(shè)備的基本使用需求來(lái)實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化完善，合理延長(zhǎng)微正壓裝置的運(yùn)行使用期限。

4 微正壓裝置的改造方法簡(jiǎn)介

企業(yè)技術(shù)人員針對(duì)電廠企業(yè)現(xiàn)有的微正壓裝置在全面實(shí)施工藝改造時(shí)，關(guān)鍵性的系統(tǒng)改造技術(shù)思路要點(diǎn)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在防凝露設(shè)備。在微正壓裝置的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，防凝露的設(shè)備部件占有非常關(guān)鍵的地位。系統(tǒng)防凝露的重要設(shè)備部件如果表現(xiàn)為運(yùn)行失靈情況，那么微正壓裝置的使用過(guò)程就會(huì)受到非常顯著的破壞影響。在此前提下，電廠企業(yè)的具體負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到微正壓裝置的工藝優(yōu)化改造作用，確保側(cè)重于防凝露的系統(tǒng)部件改造。

具體在改造與優(yōu)化電廠微正壓裝置的實(shí)踐過(guò)程中，企業(yè)技術(shù)人員通過(guò)結(jié)合運(yùn)用微正壓設(shè)備以及空氣循環(huán)干燥設(shè)備的技術(shù)手段，有效防止了封閉母線的外觀結(jié)構(gòu)發(fā)生凝露與灰塵污染的后果。對(duì)于停運(yùn)的電廠機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)備而言，關(guān)鍵應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)母線的系統(tǒng)內(nèi)部氣流潮濕程度，通過(guò)布置單風(fēng)循環(huán)的復(fù)合式除濕設(shè)備來(lái)改進(jìn)電廠現(xiàn)有的防凝露系統(tǒng)使用功能。經(jīng)過(guò)全方位的工藝設(shè)備創(chuàng)新改造以后，電廠企業(yè)現(xiàn)有的自動(dòng)式微正壓裝置能夠保證不間斷的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，明顯促進(jìn)了系統(tǒng)故障概率的降低以及系統(tǒng)可靠性能的提升，節(jié)約了電廠企業(yè)的裝置維護(hù)檢修處理成本。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)分析可知，微正壓裝置對(duì)于確保電廠封閉母線的良好安全使用性能，具有顯著必要性，電廠企業(yè)人員針對(duì)微正壓裝置的現(xiàn)有運(yùn)行工藝流程應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的優(yōu)化更新。目前，從總體角度來(lái)講，微正壓裝置的離相封閉母線供電保護(hù)設(shè)備功能仍然較為單一，微正壓裝置中的關(guān)鍵設(shè)備元件存在較為緩慢的更新速度。為了在根本上促進(jìn)實(shí)現(xiàn)工藝技術(shù)完善目標(biāo)，電廠企業(yè)人員對(duì)于微正壓裝置設(shè)備，應(yīng)當(dāng)全面著眼于合理配置控制柜與管路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并且對(duì)于現(xiàn)有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)予以適當(dāng)?shù)奶嵘?/p>