(国网新源新安江水力发电厂 浙江杭州 311600)
摘要：本文主要分析了封闭母线绝缘下降的原因，封母的特点及其干燥装置的原理、作用、运行方式，以及现封母干燥装置存在的优缺点，最后针对其缺点提出了相应的建议。
关键词：封闭母线 绝缘 干燥装置
引言：随着电力系统的迅速发展，单机容量不断增大，30万千瓦发电机的额定电流已达一万一千多安培，这样大的电流通过发电机与变压器之间的连接母线时，将引起一系列问题，如母线短路时产生巨大电动力；母线本身发热及母线对附近钢构件的感应发热，母线故障对系统的影响。为此，国内外已普遍采用封闭母线的方法。为了提高封闭母线整体健康运行水平，使封闭母线外壳与导体间的环境始终保持洁净、干燥状态，提高母线绝缘强度，大部分封闭母线都装有封母干燥装置。
一、封闭母线运行的缺点
封闭母线具有许多运行优势，但封闭母线绝缘下降导致机组跳机事故时有发生，尤其是在沿海地区，非沿海地区的机组在湿度大的天气里，绝缘下降也很明显。这严重影响了机组的正常启动，不利于电厂的安全生产。因此，解决封闭母线绝缘下降的问题，对各发电公司来说具有深远的意义。
二、封闭母线绝缘下降的原因分析
导致封闭母线绝缘下降的原因主要分为4类：封闭母线密封性能下降；封闭母线内部结露；绝缘子或绝缘支架的绝缘性能不良；以及固体物在封闭母线内部形成搭接桥。
2.1密封性能下降
当封闭母线的密封性能下降之后，外部环境中的粉尘、污秽、潮气和水分等就会通过外壳上的渗漏点进入封闭母线内部。污染物使空气中的导电物质成分增多，同时腐蚀母线导体、绝缘子和结构件等，在绝缘子表面慢慢形成污秽层。当污秽层中具有导电性能的成分较多时，吸收潮气后，就会在绝缘子表面形成一层导电膜，导致封闭母线的绝缘水平降低，严重时会在运行电压下就发生闪络故障。
2.2内部结露
当封闭母线密封性能下降后，空气中大量的水分会通过封闭母线的渗漏点进入封闭母线内部。同时，当与封闭母线配套的冷凝式微正压装置的干燥系统损坏后，会导致水分随着压缩空气被充入到封闭母线中。封闭母线运行过程中，内部的热空气吸收这些水分后，就可能成为饱和空气。国标中规定，封闭母线的导体温度不得超过90℃，外壳温度不得超过70℃。假设封闭母线满负荷时内部空气温度为85℃，而且空气中水蒸气含量已饱和。当负荷下降时，导体上的负载电流和导体温度会下降，空气中的饱和水蒸气密度也会相应降低。这时会析出过量的水分，即封闭母线内发生结露现象。如果机组由运行状态直接到停机状态，则封闭母线中析出的水分会更多。冬季可能还会发生结冰现象。这些将严重影响封闭母线的绝缘水平。
2.3绝缘子或绝缘支架的绝缘性能不良
目前，封闭母线制造厂提供的绝缘支架多是由环氧树脂板切割而成，也有使用酚醛树脂和聚氯乙烯等有机绝缘材料的。环氧树脂板在切割后，如果绝缘处理不到位，易吸入水分，使绝缘性能下降。酚醛树脂和聚氯乙烯价格低，可以有效降低成本，但是存在抗老化性差和抗潮性不良的缺点，对封闭母线的安全运行非常不利。
三、水力发电厂封母的特点
某电厂现使用的封闭母线属于国内早期产品，封母密封经验不足，先天密封不严，如封闭母线未端密封，方式是在封母外壳末端内壁焊接一法兰,通过法兰上的螺栓将盘式绝缘子固定在该法兰上,使母线成为内外两部分。
在法兰与盘式绝缘子之间及盘式绝缘子与母线导体之间的过度连接处,加装橡胶垫和橡胶“O”型圈,利用橡胶的弹性应力在两种不同的材质之间作为过度密封材料使用(母线导体及外壳为铝材,盘式绝缘子多为环氧树脂材料)，经多年运行，这些密封件普遍出现老化迹象，由于设计经验不足，这些密封很难更换（如厂房母线层母线室检修手孔，镶在墙内，根本无法打开），
鉴于水电厂地理环境及电站性质，封母所处的环境湿度较高，温度较低，因此造成封母绝缘下降的重要原因就是封闭母线内的结露严重。该电厂01、03号封母安装了循环干燥装置，由于本厂封母长，落差大，存在较大的漏气现象，干燥空气未能在封母内完全循环，没有取得预期效果。该电厂采用3机1变扩大单元接线方式，发电机出口采用矩形封闭母线，3机汇流后通过离相封闭母线引至坝顶主变，封母具有长斜段，长垂直段的特点，原内部干燥采用热风保养形式迄今运行已超过10年，装置自身缺陷增多，用风量极大，对厂空压机造成很大压力，有些固有缺陷如风中油量多，加热装置加热不均匀，难以消除，原装置已不适合现场需要。
因此，针对上述问题，该电厂采用了EBD-600封母干燥装置来降低母线内湿度，向母线充入的洁净、干燥的“不饱和压缩空气”，在母线的三相中流动,将母线内过量的水份吸收,成为“饱和空气”,以提高母线的固体绝缘。
四、封母干燥装置简介
01-03号母线共设有两套封闭母线干燥装置。该装置将来自厂内工业用风系统的压缩空气进行低温干燥处理，再分别送入各相封闭母线中，降低各相封闭母线内的空气相对湿度。
第一套和第二套封母干燥装置的各相出风口并接于106高程的01-03号母线各相的进风管路。01-03号母线只设进风管路，不设出风管路。 01、02、03号母线在▽106及▽115分别装有A、B、C三相温湿度探头，供两套封闭母线干燥装置自动起停以及就地、远方监视用。
第一套和第二套封母干燥装置（人机对话为1、2号机）共用第一套人机对话管理机（兼数据采集）。
装置的运行模式可以分为湿度控制模式和时间运行模式两类。在湿度控制模式下，由湿度传感器控制设备运行，当任意湿度传感器湿度值大于“湿度控制启动湿度”设定值时启动，当所有湿度小于“湿度控制启动湿度”设定值时停止，PLC每2分钟读取一次湿度传感器数据，当PLC持续5分钟检测到湿度高于设定值后将设备置于运行状态。为了防止频繁启动，湿度大于停止整定值的支路也将开放充气。时间控制模式下，设备运行时所有供气电磁阀都将开启，每运行120分钟后待机360分钟。两套封闭母线干燥装置正常均放“湿度控制”方式，装置根据湿度变化自动启停，启动之前比较两套装置的累计运行时间，时间较短的优先启动。
五、总结和建议
总体来说，该水电厂的封母干燥装置采用复合型微正压装置，气源直接采用厂风系统，消耗了一部分廉价能源,从而保证整个封闭母线的安全运行。装置能接入电厂监控系统，提高远程监测控制能力，便于运行值班人员快速发现设备存在的缺陷和故障，减小巡视工作量，便于设备统一管理。对于其存在的不足，本文提出以下参考建议：
1、为了防止微正压装置在充气过程中因电磁阀烧毁而导致装置失控，充气电磁阀宜选用高质量的双电控电磁阀。这类电磁阀设置 2 个线圈分采用脉冲信号进行“开”和“关”的控制，线圈仅仅在触发时带电，完成“开”和“关”的控制任务后即刻断电，因此杜绝了长期带电烧毁线圈的风险。
2、在干燥塔前加装一只精密过滤器，用于过滤压缩空气中的油污和杂质，这样干燥剂的更换周期可以延长，从长远来看，减少了成本，也保障了封闭母线的安全运行。
3、加强设备维护保养工作，定期检查设备的进出口管路、各压力开关及所有安全报警装置的动作，清洁冷干机过滤网，检查仪表精度等。
参考文献：
[1]封闭母线干燥装置维护安装操作手册.重庆恒峰电力设备制造有限公司.
[2]陈思源，孙帆，桑振海，冯汉夫. 水电厂封闭母线防结露装置综述. 西北水电.2014(1).
[3]豆占良，张立功，宋柏阳. 电厂封闭母线绝缘下降的原因分析与处理措施. 电力科学与工程.2016(2).