离相封闭母线微正压装置改进分析

欧玮

（福建省鸿山热电有限责任公司，福建 石狮 362700）

目前发电厂中，随着机组容量的增大，发电机出口一般采用封闭式母线来满足其高可靠性要求。封闭式母线具有减少接地故障、避免相间短路、消除周围钢构的发热、维护工作量小、结构简单等优点。但由于环境温度下降、机组负荷降低至母线温度下降或机组停运时，离相封母内气压降低，就会从封闭母线的泄漏点吸入空气，会带进粉尘和潮气，造成母线的绝缘值降低隐患。为防止上述情况发生，需配置微正压装置保证母线的安全运行。但不同电厂配置的微正压装置功效上存在差异，故近年的封母受潮结露事故时有发生。

1 离相封闭母线结露的原因

（1）温度、气候引起的湿度变化。某热电厂地理位置处于沿海，常年湿度较大，平均50%～75%左右，再碰到机组在潮湿多雨的季节停备或检修，湿度更大。机组正常运行时，封闭母线内部的温度在50～70℃左右，当机组停运后，封母内温度与环境温度一致，用焓湿表对照，以环境温度为25℃为例，空气湿度达到70%时，露点值为19.1℃。当温度低于露点温度，在封母内部、绝缘子表面便出现结露，大大降低了母线的绝缘水平。

（2）封闭母线的密封性能差。封闭母线主要由母线导体、支持绝缘子和防护屏蔽外壳组成，且连接部位有发电机出线箱、主变低压侧升高座、厂用变高压侧升高座、出口PT分支、励磁变压器分支等，首先有施工工艺导致的焊缝焊接不良；其次机组在运行中，由于机组的抖动、土建基础的位移，致使密封结构受到破坏；其次机组运行年限的增加，导致支持绝缘子上的密封圈、各部位的密封胶、橡胶波纹管的老化。这些因素致使离相封母密封不严，导致外界的潮湿空气和粉尘进入封母内部。

（3）微正压装置不能正常运行。大部分同类型机组对离相封母的保护均采用微正压装置。某热电厂的发电机出口离相封闭母线是由江苏大全封闭母线有限公司生产的QLFN-22/23000型封闭母线，原发电机离相封闭母线配套一台MQ-04型微正压装置，该装置空气经过过滤、干燥、减压后向母线供气，维持母线内部微正压。

本套微正压装置自投入运行后，出现较多的问题和局限性。

（1）由于上述提到封闭母线密封性能的下降，导致母线内部的微正压无法长时间保留或者根本就不能满足足够的压力，这会导致微正压装置频繁启动，装置的压缩机和空气干燥净化设备长期处于超负荷运行状态，导致微正压装置故障率增加，装置不能正常运行。

（2）压缩机的疏水设计不合理，疏水阀为手动阀门，要有运行人员配合定期手动开门疏水，人员的行为不可控，若疏水不及时，导致进入封闭母线空气的含水份变大。

（3）即使装置处于工作状态，但因沿海空气的湿度大，其输送至封闭母线内空气的干燥度往往很不理想，实际很可能是送入湿度较大的空气；同时在母线检修后，微正压装置投入也不能快速有效驱除母线内潮气，降低了母线绝缘，影响机组顺利启动，该热电厂2#机组2013年大修启机前曾出现此情况。表1是该热电厂两台机组原微正压装置投运5年以来的缺陷数量。该热电厂原微正压装置的高缺陷率，使得装置常态化停运检修，不能保证封闭母线的持续加压，不利于封闭母线的安全运行。大多数电厂的微正压装置问题不尽相同，故原微正压装置需要改进。

表1

2 离相封闭母线防结露装置类型

目前同类型电厂离相封闭母线防结露装置有以下几种。

（1）电加热器。通过加热装置，提高母线内部空气温度，使空气温度高于露点温度；并不能改变母线内部空气的湿度且加热器数量较多，降低了母线的密封性能。

（2）热风保养装置。在机组启动前投入，向封母内部通入干燥的热风，置换出封母内的潮气。该装置也不能提高封母内部空气的干燥度，当母线长度较长时，距加热点较远的封母内部因温度差可能降低到露点温度，造成母线分段绝缘不合格。

（3）微正压装置。向离相封母内充入干燥洁净的空气，并维持母线内部一定的微正压，防止外界潮气和粉尘进入封母内部，控制母线内部湿度在较低的水平。由于该装置存在的问题和局限性，设备故障率增大，检修维护量增大。

（4）空气循环干燥装置。借助离相母线外壳内的空间和相关连通管路所形成的闭环通道，通过罗茨风机的工作，建立起一个内部的空气循环。利用装置内部的干燥装置，最终实现降低封闭母线内的湿度。

3 某热电厂微正压装置的改进探讨

某热电厂将两台机组的微正压装置改造成具备空气循环干燥功能和微正压功能的新型防凝露装置。

（1）防凝露装置工作原理。防凝露装置在空气循环干燥功能模式下，当检测到母线内湿度大于70%（可调节）时，采用复合式单风循环除湿方式，把封母内的潮湿空气从中间相抽出，通过罗茨鼓风机、储气罐、干燥机、后置加热后重新送入两边相母线。在装置运行过程中，由于母线内部的空气不断地被循环干燥，快速使母线内空气湿度降低到较低的水平，这样就从根本上消除了凝露现象的出现，进而也使母线的绝缘维持在较高的水平。当装置检测到母线内湿度低于设定值40%（可调节）时，自动切换到微正压保护模式，当检测到母线内压力小于0.3kPa时，通过外接仪用气经减压阀减压至0.3MPa，再经电磁阀、油水分离器、干燥再生筒至三相封母，当母线压力大于3kPa时，电磁阀关闭补气，使封母内压力在0.3～2kPa范围内，从而保证了装置在循环干燥过程中母线内的空气压力始终维持在微正压的水平。

（2）防凝露装置的改造。装置从B相抽出封闭母线内的空气，干燥后的空气重新送入A相和C相。装置配置了湿度传感器，该传感器安装B相回气口的位置，是因为该位置处于整套母线内最长的一个空气循环流程的末端，该处的湿度值一般是整套母线外壳中湿度最高的地方。它的高低可以反映整套系统运行的效果。由于建立空气循环通道的需要，在母线上安装三相连通的“E”型连通管组件。这样从母线A相和C相流来的空气可以通过该组件汇集后进入B相母线，从而实现空气的循环。现场两台机组汽机房6.9m层离相封母旁有一路仪用气管，从此处增加一路仪用气管至防凝露装置作为微正压补充气源。装置如图1。

图1

（3）防凝露装置的主要优点。防凝露装置的直接着眼点是母线内部的空气湿度，即造成凝露出现的根本原因；防凝露装置采取的是一种主动的方式，即对已经位于封母内的空气进行循环干燥。而微正压装置采取的是一种被动的方式，即尽量不让外部的湿空气进入母线内，而对母线内已经存在的潮湿空气往往作用有限，防凝露装置补充气源采用仪用气，装置对封闭母线的密封要求相对较低，细小的空气漏点不会影响装置的运行效果，且仪用气含水量小、品质好、可靠性高；装置就地设置湿度监控仪表，可以就地观察，并可以将湿度值变送远传；装置采用技术可靠、运行稳定的罗茨风机，相对于微正压装置使用的普通活塞式空气压缩机，稳定性和可靠性大大提高。此外，由于装置自动状态的启停是根据相对湿度来完成的，相对于微正压装置全天24小时不间断的工作方式，整套系统更加高效可靠，故障率低，极大地减少了检修维护工作量。该热电厂防凝露装置改造后投入的两年多时间来，缺陷的发生率几乎为零，且未发生母线绝缘降低事件。

4 结语

某热电厂改进的防凝露装置，在机组的正常运行中，能利用空气循环干燥功能和微正压功能相结合，保证封闭母线防尘、结露隐患；在机组停运时（母线不检修），继续保持装置的运行，降低母线内空气湿度。对于沿海地区高湿度的电厂，该装置运行稳定且维护量少，有效地保证着母线的安全运行状态。