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10kV母排使用母排热缩管进行防护

来源:沃尔兴        时间:2015-10-22          查看次数:

引言
   乌鲁瓦提水力发电厂位于新疆和田河西的支流——喀拉喀什河中游,距和田市71km,总装机容量为4×15MW,是和田电网的主电源。全厂高压分为10kV和110kV等2个电压等级,10kV母线为双母线平行结构。
1、母排原有结构
   水电厂lOkV高压接线为2台发电机配1台变压器,如图1所示。lOkV母线分为2段,I段母线水平长度60m,垂直长度1m;Ⅱ段母线水平长度20m,垂直长度1m。2段母线以U,V,W垂直方式敷设在母线廊道的墙壁上,如图2所示。
 
   母线由ZB-10T型角钢支架支撑,每个角钢支架间距为1.4m,角钢支架口配置有3个ZB-10T型支持绝缘子,用来支持铝母排。支持绝缘子上采用MNP-207型金具。每相母线均采用I。MY(100×10)×2型的铝母排,设计时考虑到母线载流量有可能增加,因此每相母线由2根铝母排平行敷设而成。每片铝母排的间距为1cm。在每套金具处,2片铝母排间装设一个MGJ-03型的铝质间隔垫,用以防止2片铝母排叠加。为了防止铝母排振动过大,拉伤支持绝缘子,用金具固定铝母排时都留有一定的间隙,铝母排可以在金具内活动,而且,铝母排间隔10m设置一组MS-100×10的伸缩节。
2、问题的提出
   2006年以来,随着机组并网发电后负荷的增大,10kV母线开始出现有规律的振动,并伴有嚓嚓的声音,高峰负荷时声音更大,当时现场测量结果如表1所示。
 
   铝母排长时间振动过大,会对支持绝缘子造成损坏,使角钢支架松动,还会损伤金具。螺栓,长期如此运行会造成铝母排变形,伸缩节脱落,给安全生产带来严重隐患。在对这种情况进行有效处理前,加大了对i0kV铝母排的巡查力度,每隔半个月,铝母排退出运行1次,对金具支架、伸缩节及紧固螺栓进行复查,每次停电4h左右,增加了检修人员的工作量,且影响了电厂经济效益,降低了供电质量。
3、振动原因分析
   当2根平行的同相双母排同时通入电流时,会在每根铝母排周围产生磁场,因磁场相互作用而产生电动力。电动力的方向与母排中通过电流的方向有关,电流方向相同时产生吸引力,如图3所示。
 
   电动力的大小与2根平行铝母排的轴线距离有关,每相双母线的总电流等于2根铝母排的电流之和,即,总一J。+J:。由于铝母排正常运行时通过的是正弦交流电,2条母线之间的吸引力是周期变化的,交变电动力也会周期变化,因此,双母排发生振动,产生噪声。在双母排低负荷时,2根平行母线之间的作用力小,双母排左右颤动,随着负荷的增加,通过母排的电流增大,颤动频率变大,噪声也变大。
4、处理过程及结果
   4.1消除噪声的办法由于母排运行过程中电流由小到大或由大到小变化,电动力的大小也随着电流而变化,只要母排在运行,母排间的电动力就会长期存在,不会消失,因此只能处理噪声过大的问题,防止母排间的硬碰撞。对此,可以采用软质材料缓解噪声过大。
   4.2方案的确定考虑以下3种处理方案:1)改变原有母排结构,变双母排为单母排;2)在10kV母线上全部加装母排热缩管;3)只在装有金具的母线处加装母排热缩管。第1种方案可以改变目前母排振动的状况,可以部分消除噪声,但单母排相间仍然会由于电动力而产生轻微振动,要更换全部母排,势必增大母排的尺寸,投资大,浪费大,且更换时间长,影响电能的输出。第2种方案是用加装母排热缩管的方法使振动由金属碰撞变为软材料之间或金属与软材料的碰撞,可以消除噪声,投资也不大。第3种方案是第2种方案的优化,只考虑承载部分的碰撞,悬空部分因2根母排间有约1cm的间距,不会相碰,只要处理了承载支柱部分即可达到满意的效果,且投资不到第2种方案的10%。经比较,决定采用第3种方案,如图4所示。
   4.3需要的材料和工具需要MPG母排绝缘热缩套管、配套平垫片、弹簧垫片、液化气、烤枪、酒精、导电膏、大布,以上材料应根据金具的多少而定。
 
   4.4处理过程分段逐相把铝母排伸缩节断开,将热缩材料根据金具宽度剪成5cm~6cm的短套管,准确安放母排热缩管,左右偏差不可太大。套管套好后,用火均匀烘烤,使热缩套管均匀收缩,表面平整,并防止绝缘套管断裂。烘烤完后静放5min,待套管温度下降到正常环境温度时再进行回装。金具回装时,应注意调节金具与铝母排之间的松紧度,以铝母排与金具之间没有间隙为宜。不宜安装得过紧,以防止铝母排热胀冷缩产生的拉力拉伤支持绝缘子。绝缘热缩套管收缩后,单片厚度为0.15cm,极富弹性,铝母排与金具的接触由硬接触变为软接触,可以缓解冲击,降低噪声。
   4.5处理后的运行情况及存在问题处理后经现场测试,振动和噪声均明显降低。测试结果见表2。由于条件限制,本次只处理了水平段,垂直段未处理。且热缩材料剪得有些短,应再加长些,7cm~8cm比较好。
 
结语
   乌鲁瓦提水电厂10kV母排通过此母排热缩管防护方案处理后,解决了振动大、噪声大的问题。到目前为止,设备已运行半年多时间,母排运行噪声和振动明显降低,达到了预期目标,为电厂的安全运行提供了条件,也为同类型电厂处理母排振动情况提供了参考。

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