全绝缘封闭管母线在HDBT水电站中的应用

陈玉东

（新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

全绝缘封闭管母线在HDBT水电站中的应用

陈玉东

（新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

通过对比各类发电机出口母线优缺点，合理进行HDBT水电站发电机电压母线设备选型，并介绍其在该工程中的具体应用和需要重点关注的方面，为水电站采用该种母线进行设计提供一些参考。

管型绝缘屏蔽母线；地下厂房；布置

1 工程概况

HDBT水电站位于新疆阿勒泰地区，电站装机容量4×50MW，多年平均年发电量6.04亿kW·h，保证出力13.2MW，采用引水式开发。电站引水系统由进水口、压力洞、调压井及压力管道组成。电站以发电为主，在系统中承担调峰等任务。

2 发电机电压母线选型

HDBT水电站可研阶段推荐采用地面厂房，发电机电压采用10.5kV，发电机变压器组合方式为扩大单元接线方式，发电机出口最大工作电流为3736A，主变低压侧最大工作电流为7472A。根据当时国内发电机母线产品实际情况，选择了离相封闭母线作为发电机电压母线。在可研核准过程中，由于厂区枢纽布置不尽合理，存在较大高边坡处理工程量，并担心受冲沟洪水影响，最终调整为地下厂房，主接线形式不变。

该电站地下厂房布置采用“一”字型洞室，即主厂房、副厂房、主变室成“一”字排列。这就要求发电机母线需要贯穿主厂房下游侧引至副厂房主变室，业主要求总宽度不超过18.5m。为压缩整个厂房的开挖宽度，原设计每两台机离相封闭母线水平排列无布置位置，四台机母线依次上下排列空间也不足，为此我们需重新对发电机母线进行选择。第一阶段原计划发电机出口段母线改为共箱封闭母线，布置完后很紧凑，但留有空间很小，安装需要依次进行。检修、更换设备需要将其他机组母线依次拆除方可进行，彼此干扰大，且影响彼此间散热，同时开关柜既和共箱母线连接，又与离相封闭母线连接，接口处理困难，此方案缺点较多。后想到减小发电机额定电流从而减小母线规格，但该项目主机招标时间早，发电机电压已确定，厂家提出的调整费用较高，业主难以接受，故额定电流不能调整。为解决母线布置问题，我们重新对市场中成熟的母线资料进行收集，适用该电站的产品包括全绝缘封闭管母线、共箱封闭母线、敞开式裸母线，对三种发电机电压母线进行了比较，比较结果见表1。

表1 发电机电压母线比较表

通过对上述三种母线的比较，全绝缘封闭管母线性能优越，安全性好。虽然其本体价格较敞开式设备高，与共享封闭母线基本一致，但所需空间最小，布置方便，厂房宽度可调至最低，总体费用较低，故选择其作为该工程发电机电压母线。

3 全绝缘管型母线的结构及特点

（1）导体采用铜管，导体与绝缘层间设有缓冲，端部焊接板式端子。

（2）绝缘为固体全绝缘，介质为环氧树脂浸渍纸，在固体绝缘层的两端部绝缘层内分别设有均压用电容，使得绝缘母线端部轴向和径向场强均匀，绝缘可靠性高。

（3）沿整个母线全长外部设有接地屏蔽导体，人可触摸，确保安全可靠。避免裸母线受人、动物及其他因素接触而发生接地和短路现象。接地导体外面是防护层，由于防护层可随母线的形状做任意改变，所以防护层实现固体绝缘层无模具浇注工艺。

（4）母线单根长度最长可达8m，超过时采用多段母线进行机械连接，两根母线之间的连接处采用绝缘母线连接装置进行连接。由于固体绝缘层的无模具浇注工艺使得母线的形状及尺寸可根据现场布置及母线的电压等级随意调整，所以母线的弯曲角度及弯曲半径完全根据工程母线走向决定，不受任何限制。

（5）绝缘母线有户内和户外两种结构，户外母线外套不锈钢波纹管或户外型热缩材料，端部套硅橡胶伞裙，可用于污秽地区。

4 全绝缘管型母线在该电站中实际应用

（1）电站主厂房上游侧设有球阀吊物孔和机旁屏，空间太小，故将该母线布置在主厂房下游侧，四台发电机母线依次上下排列。发电机管母线外径为130mm，相间中心距为400mm，四台机母线上下层间中心距500mm。预埋件直线段每隔5.5m布置一个，其余在母线与其他设备接头位置和转弯处增设预埋件。

（2）因发电机层楼板下部原设计电缆桥架先于管母线安装，且安装时高程降低，占据了1号发电机出口母线的位置，为满足施工进度，只能调整1号发电机母线布置，将其在发电机机端处转弯布置在原位置上游侧，与2号发电机母线平行敷设。因该类母线转弯较其他成品母线方便，占用空间小，所以较好的解决了设备布置冲突问题。

（3）该电站管型母线两端均采用软铜带与设备相连，具有伸缩作用，可分散母线在短路和地震状态下的应力，故取消了支吊架处的减震器。为避免引发涡流损耗和金属构件发热，管型母线安装托架及支撑件形成闭合回路，其中一根方管采用不锈钢方管，避免形成闭合磁路。

（4）发电机中性点CT和横差用CT布置在发电机风圈外部，部分连接导体裸露在空气中，需要增设该部分的防护外壳该防护外壳由管母线厂现场测量后制作完成，这一点较之共箱母线不便。

5 结束语

全绝缘管型母线在变电所中采用时间较早，且应用较为普遍，但在水电厂中应用较少，其具备的用料少、布置紧凑灵活等优点不失为水电厂发电机母线的一种选择，目前HDBT电站四台机全绝缘管母线已安装、试验完毕，一切正常。随着全绝缘管母线在水电厂应用逐渐增多，将会提供更多经验供大家参考。

TM645

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1672-5387（2014）02-0032-02

2014-02-26

陈玉东（1976-），男，高级工程师，从事水电站电气设计工作。