三峡左岸电厂20kV封闭母线安装工艺综述

作者：葛洲坝集团机电建设公司 李林 汪浩

欢迎访问e展厅 展厅 6 配电输电设备展厅 电力电缆, 电气控制柜, 配电箱, 电抗器, 断路器, ... 摘要：三峡左岸站厂20kV封闭母线是国内目前容量最大的母线，母线系统安装工程具有母线容量大，跨距长，安装空间小，施工困难的特点。施工场地狭窄，主要采用卷扬机吊装，导链配合调节，多工种立体交叉作业；封闭母线导体与外壳接头连接方式多重性，分别采用焊接接头及螺栓连接方式；并对外壳绝缘和共振等问题提 出了改进措施和建议。 关键词：20kV封闭母线；安装；工艺；三峡电厂 三峡水利枢纽左岸电厂安装有单机容量70MVA的水轮发电机组14台，发电机发出的电流经20kV封闭母线至主变压器，升压后由550 kVGIS配电装置，向国内主要电网供电。三峡左岸电厂20kV封闭母线采用的是QZFM一24／2600一 Z一1全连式离相封闭母线，是国内目前容量最大的母线，母线外壳直径1 510mm，壁厚12mm，导体直径950mm，壁厚 l7mm，每相分别由6组组成，采用现场装配安装方式。三峡左岸电厂20kV封闭母线具有以下特点：①占据空间小，支撑结构简单，跨距较大；②采用微正压运行方式，绝缘子不受环境潮湿和灰尘影响，安全可靠性能好。 施工过程中，产品的特点和施工区域的特殊性对安装工作带来了一定的难度，提出了更高的技术要求，表现为：①施工场地狭窄，主要采用卷扬机吊装，导链配合调节，多工种立体交叉作业，施工作业安全问题突出；②封闭母线导体与外壳接头连接方式多重性，分别采用焊接接头及螺栓连接方式，施工难度大，技术要求高。 1 20kV封闭母线安装工艺流程 单机20kV封闭母线安装工艺流程见图1。 2 母线结构安装 2.1 施工准备 首先将施工区域清理干净，由专业测量人员复测发电机主升压变压器的实际座标和高程。根据测量结果对偏差给予适当的修正，修正误差为±3mm/m，整体不大于±10mm，放出封闭母线安装样线。 对到货设备进行开箱清点，检查母线外壳是否变形、划伤，母线导体是否串位，绝缘子是否损坏，母线实际尺寸是否与图纸相符。对母线外壳和导体焊接端子进行打磨清理，清除防腐油漆及氧化物，为下一道工序焊接作好准备。 清扫完毕后，将母线端门封闭，以防尘、防潮。根据施工现场实际情况，合理布置卷扬机，清理一期预埋吊点。 2.2 钢结构屏蔽板安装 由于大电流母线的周围空间存在着强大的交变磁场，位于其中的钢构件，如导体和绝缘子的金具、母线结构的承重钢梁等，会由于涡流和磁滞损耗而发热，并可能因感应产生环流而发热，从而增加母线系统的损耗，因此三峡左岸电厂20kV封闭母线分别在发电机出口处、主变接口及3、4段母线处采用高导电率材料——纯铝，制作安装屏蔽板，利用封闭母线导体感应电流的去磁作用，削弱附近的磁场。在发电机出口处，为了便于发电机组散热，发电机出口母线三相之间采用了屏蔽栅，而主变处则采用屏蔽板进行封闭。 在施工过程中，由于受现场施工条件的限制，屏蔽板安装一般先根据土建工程的实际情况，对发电机出口处及主变处墙体屏蔽板先行放样、下料安装，然后在母线安装完毕后再进行封闭，母线中部屏蔽板自下而上依次安装。 20kV封闭母线构架共设有水平吊架、水平支架、垂直穿楼支架各两组，1组垂直母线三角支撑架，在具体施工中，根据母线吊装的顺序跟进安装。 2.3 母线吊装、调整 针对施工场地狭小和具体施工部位的特殊性，在20kV母线安装过程中，首先吊装调整第6段、5段。用卷扬机将第 6段母线吊到高程67m，利用预埋的吊点将第6段通过母线洞平移至发电机风洞内，然后将试验合格的3相4组CT通过临时小平台送进母线洞内指定位置装好，并套上密封法兰、密封波纹管，然后吊装第5段，将6段插入5段快拆箱中少许点焊固定，调整第6段与发电机出口线断口尺寸，使各项尺寸满足要求，再调整母线水平X轴和垂直Y轴线中心。A相调整完毕后，B、C两相利用焊接断口，以A相为基础，调节各相关尺寸，调整合格后，把基础构架焊接固定并焊接母线鞍形支撑。根据第5段母线偏差，在高程75.3m、82.0m钢构架上修正X、Y轴线，焊接钢构架，利用高程83.7m吊点分别吊装母线第4段、第3段，利用可调节螺栓或木楔子调整、固定，使各断门相间距离、垂直度满足设计要求，然后将第1段吊起，平移至主变室，一端固定，另一端放在带有鞍形支撑的横梁上，利用高程88.70m吊点，吊起第2段，调整第l段与主变断口。第2段与第3段断口尺寸，第1段与第2段断口尺寸，使之满足设计要求，固定。在焊接前，采用增减薄铁片等方法，对母线断口尺寸进行检查和细调，满足焊接要求。 3 母线焊接、探伤 3.1 设备选型 母线导体及外壳采用实芯焊丝富氩保护焊(焊丝由厂家提供)。在母线焊接前，根据业主和监理工程师提出的具体焊接质量要求，进行现场对比焊接试验来选择焊机。通过试验，选中了价格较昂贵但可保证母线安装质量的芬兰肯比焊机。 肯比焊机采用脉冲电源，在焊接过程中，可以控制焊丝的熔滴量，焊接电流的输出电源以一定的频率和幅度变化来控制熔滴有节奏地过渡到熔池，飞溅很小；同时焊缝成型美观，气体使用量为对比焊机的三分之一。 3.2 焊接、探伤技术要求 母线导体及外壳焊接质量的好坏直接影响今后机组能否安全町靠地运行。在焊接前用钢丝刷刷掉外壳和导体两端的氧化物，清理范围为以焊缝为中心，两侧各50mm，再用白布蘸酒精清洗导体和抱瓦，要求抱瓦与导体的搭接长度大于2倍的板材厚度，且上下均匀，用导链调整抱瓦，到位后进行焊接。焊接过程和焊缝满足表l、表2要求。 焊接完成后，清理焊缝，打磨飞溅，根据业主、监理工程师的要求，现场对导体、外壳焊接质量及短路板焊接质量进行超声波探伤检查，Ⅱ级验收，100％合格。 4 母线耐压试验 通过母线耐压试验对20kV封闭母线的设计、施工、整体稳定性及其安全运行所必须承受的电压能力进行验证，对发现的问题予以处理。整体耐压试验证明，20kV封闭母线施工质量达到了设计要求，完全可以满足机组安全运行的要求。 试验采用的设备为：兆欧表KYORl3121DC2500V，试验变YD一50／100，分压器SGB一100A。在此以三峡左岸电厂 5#机为例，试验结果如下。 5 问题及改进意见 (1)外壳绝缘。20kV封闭母线第6段A、B、C三相分别安装了4组CT，其二次回路接线通过母线外壳开口处引出，空间狭小，施工部位隐蔽，其二次接线裸头极易碰到母线外壳，造成母线外壳多点不可靠接地，发生这种情况后，查找十分困难，建议厂家在设计上加以改进。 (2)共振。在目前三峡工程已安装的机组中，6#机在作升流、升压试验中，6#封闭母线系统在发电机输出电流逐步增加到60％时，产生共振现象，发生在主升压变电器短路板处。停机后，对整个封闭母线系统进行排查分析，排除了绝缘子、支撑构架发生共振的可能性。分析认为整个母线系统在输出电流增大的过程中，短路板处磁场逐渐增强，温度升高，而箱式结构的短路板的8块铝板中有2块(下游侧)未进行焊接。在查明原因后，我们向设计、监理工程师申报，建议加焊。后通过对短路板进行补焊、加固，消除了共振现象，消灭了安全隐患。(end)

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