共箱母线温度偏高及振动偏大原因分析与处理

共箱母线温度偏高及振动偏大原因分析与处理 【摘 要】共箱母线由于结构紧凑、安装容易、维护简便、运行可靠等优点，己在电力中得到广泛应用。但是在某些发电站中，由于选型、安装、维护等原因，常有共箱母线温度升高和振动幅度过大的现象发生。本文以某发电站为例，分析共箱母线在使用过程中出现温度偏高和振动偏大的原因，并根据相关的问题提出了相应的解决办法。 【关键词】共箱母线;振动;温度;分折; 1 共箱母线的概念及特点 所谓共箱母线，指的是封闭在电箱中的电缆母线和铜铝母线排，主要包括不隔相共箱封闭母线，隔相共箱封闭母线和交直流励磁共箱母线。广泛用于发电厂、工业民用电源等的引线中。其主要特点表现为以下两点，其一，因为母线导体采用的是铜铝母排，其结构相当紧凑，方便搬运，且对其进行维护时工作量较小，正常情况下，防护等级达到IP54，基本上可消除外界的灰尘和接地故障。其二，母线外壳采用铝板材质，其防腐性能较之一般材料要好，避免了在设备运行时产生的额外损耗，同时，外壳电气各环节均可靠接地，防止出现人身触电等危险事故的发生。 2 工程概况 本工程主要以防洪为主，电站多年平均气温在19.5?，湿度介于80%-90%之间，地震烈度为5度。电站采用混流式水轮发电机组，共装有3台机组，装机总容量为3×44MW。安装场和发电机层在同一高程，位于主厂房左边，在电站发电机电压侧为一个二机一变扩大单元接线和一个一机一变单元接线，在220KV升高电压侧设置有“二进一出”单母线接线。 3 问题的提出 发电机组在运行过程中，常发现共箱母线温度偏高，时而伴有较大的振动现象，并发生很大的噪声。相关工作人员通过红外点温仪对导体和母线的外壳进行了温度检测，结果显示，在机组负荷均为44MW，环境温度为27?的情况下，1号母线的外壳温度为57?，2号母线外壳稳定为59?，1号母线A组、B组、C组导体温度分别为78?，79?，73?，2号母线A组、B组、C组导体温度显示为78?，84?和75?。共箱母线温度过高和振动幅度过大影响到设备的正常安金运行。针对这个问题，工作人员查阅了相关资料，并进行认真分析，提出相应的解决。 4 异响及振动的原因分析及处理 4.1 原因分析 当电流经过导体时周边会产生交变磁场，而共箱母线各母线之间会产生电磁力的相互作用，母排所受到的电磁力的方向一致时就会相互叠加，达到一定数值时母线就发生振动，母线振动发出声音。当母排的振动频率和电磁波的振动频率一致时，就发生共振，母线的振动声音达到最大。检查还发现，每组母排两绝缘子支点之间的间距过长，不能有效的将整个母排固定住，特别两支点中间处，以致使母线像古筝弦一样，一动就容易产生共振。 4.2 振动和异响的处理方案 磁场力是客观存在的，无法消除。问题是如何减少力的叠加，减小振动，防止共振。首先由于原件母线上的普通弹垫在高温作用下，逐步老化，弹性减使母线松动。所以首先将原母线上的普通弹垫换上具有一定缓冲作用的蝶形弹垫。通过加大对蝶形弹垫的施压，使母线一直处于紧绷状态，对导体预施一定的压力，这个力使导体在受电磁力作用时起平衡作用，这样不仅能够维持导体的稳定性，还能够让导体在母线内实现正常伸缩。其次，在两组绝缘子中间额外添加一组母线夹，以使两绝缘子中间各母线间隔固定，避免发生琴弦一样的振动。 在安装过程中，应使每组母排能够可靠固定。最后，利用环氧树脂绝缘夹板将A、B、C三相进行互联固定，进一步减少母线产生振动的可能。 5 温度偏高原因分析及处理 5.1 温度偏高的原因分析 导体本身有电阻，通过电流时会有热产生。但是导体本身的电阻相对很小，其引起的发热量也不大。经过检查分析发现，母线温度异常、偏高，是另有原因的。首先，在进行母线安装时，其导线的接口处未涂抹导电膏，导致电流在传输过程中接触电阻过大。同时，对机器内部进行维修或安装时，未采用专门的扳手对螺栓进行紧固，使得螺栓松紧程度不一，螺栓有松动处电阻大，发热也较大。其次，发电机在运行过程中会造成母线接头处的弹簧垫被压缩，电流大，温度高，使得弹簧垫弹性逐步变小，产生松动，也加大了电阻。母线的振动加速了螺栓的松动，进一步加大了电阻。最后，母线截面较小，尚未达到相应的技术要求，而母线散热条件较差，动、热稳定性不足，一旦运行温度较高，热胀冷缩会使螺栓松动，会导致硬母线和软连接之间的压紧度不匀，一般若接触良好的地方通过的电流较大，发热较为明显，因此振动是造成母线发热的另一原因。 5.2 温度偏高的处理措施 经检查分析后，认为对共箱母线的一些元件、设备需要更换。购入这些元件、设备，必须符合共箱母线技术条件的相关要求，必须严格经过各项检验试验合拾才能使用。 在母线检修前应采用电阻测试仪测量每个导电处以及母线的电阻值，相应的数据。对母线的导电接头补修时需采用锉刀进行处理，并辅有金相砂纸进行打磨。为保证母线接头的干净，打磨后需用酒精将导电部位认真清洗干净，再涂抹导电膏，尽量减小母线接头的电阻，确保母线导电性能。最后，注意对导电连接部位进行电阻检查，确保每个连接点的数据偏差在0.1μΩ以内，避免出现导电连接地方的电阻大于检测之前线路中电阻的测量值。此外，还需对装修后的螺栓进行加固，保证其松紧度达到标准要求，避免再次出现因螺栓力度不够导致母线局部发热。 6 处理后的设备运行情况 经过相关工作人员的共同研究、探讨，确定2000A密集型母线导体应选用170×4.5铜排，每相一根;而4000A导体应选用125×10铜排，每相两根;6300A导体选用150×65×7槽铜，每相两根。同时共箱母线外壳选用1060铝质材料，密集型母线外壳选用铝镁合金材料。经过对共箱母线材料的改良以及相关技术处理后，共箱母线的温度、噪声、和振动均得到很大程度上的改善，在调幅范围内，共箱母线各功能运转正常，即使机组长时间进行超负荷运行，仍然能够保证外壳温度处于正常状态，比之前温度明显下降。 7 结语 对防止共箱母线温度过高和振动过大的问题，关键在于将母线可靠地固定和尽量减小母线局部过大的电阻。可靠固定可减小振动，防止共振，防止由于振动过大引起接头松动而增加的接触电阻。局部电阻过大，引起发热，这是共箱母线温度偏高的根本原因。振动影响发热，发热影响振动，两者是共生兄弟。归根到底，是共箱母线设备、元配件的质量和安装、维护工作是否做好的问题。 参考文献: [1]许莎.低压大电流母线桥振动噪声分析与控制.机械工程学报，2012(9). [2]侯大为.大电流低压成套设备震动和发热问题研究.科技向导2011(06). [3]封闭母线行业标准JB/T9639-2010.