600MW发电机封闭母线局部过热原因分析及措施
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际应 用中政 得 了 良好 效 果 关键 词 ： 闭母 线 ； 部 过热 ：献 标 识 码 ： Ｂ
１ ０ Ｍ 发电机封闭母线情况 简介 ．０ Ｗ ６ 台山发 电厂 ６０ Ｗ 发 电机 出口至主变低 ０Ｍ 压侧阃采用全连式分相封 闭母线连接 。每相母 线各装在单独的外壳内 ，外壳两端用短路板连 接起来。一端在发电机垂直下引母线处短路连 接， 一端在主变本体低压侧ｍ线 处短路连接 。 整 条封闭母 线外壳对地绝缘 ，在两侧短路连接处 各设一个安全接地点。在发电机 出口至主变低 压侧间设有主要用于发电机并 、解列用的分相 结构的负荷开关 。 主变低压侧至负荷开关 间、 发 电机三相引出线至负荷开关间的封闭母线外壳 为铝制 ， 制造 ， 时各段之 间焊接 为一个 分段 安装 整体。由于安装 、 的需要 ， 负荷 开关 外 榆修 每相 壳分为三段 ， 各段水平 巾分为上下两半 。 各段之 间的上 两侧接合 面安装 时用螺 栓紧固连接 。 Ｆ、 负荷开关外 壳与两侧封闭母线外壳之间采用环 形均匀分布的螺栓紧固连接 ，在各螺栓连接处 用铝制短路条跨接接合面 。 ２ 封闭母线外 壳连接处局部严重过热问题 ． 分析 ２ 封 闭母线外 壳连接 处局部 严重过热 问 ． １ 题及危害 。台山 发电厂 ＃ 机组在 设 备调试 期 ｌ 间． 存在着 封闭母 线外壳 连接处 在大负荷Ｔ 况 下局部严重过热的问题。尤其 在发电机出 口封 闭母线外壳连接处显得特别突 出， 出现 １０ 有 ０￣ Ｃ 以上的局部高温现象 ， 时 ， 严重 在局部过 热点 测 得的最高温 度曾达到 ３ ， 成封母 外壳支 撑 ８ 造 紧固螺栓发红 ． ． ２ 封 闭母线外壳过热的危害为 ： ． ２ ２ ．封闭母 线外壳过热严重时 ， 使封 闭 ．１ ２ 将 母 线外壳 变形产生应力 ， 作用在 固定其 上的支 撑绝 缘子 ， 能造成支撑绝缘子位移 ， 时导 可 严重 致支撑绝缘子破碎 ， 引起发 电机单相接地。 ２ 长期 过热导致封 闭母 线外壳变形严 重 ２２ 时， 可能使外壳 与 母线 间距离 变小 ， 引起 外 容易 壳与母线 间放 电． 引起单相接地 。 ２ ＿ 局部 高温 可能 导致 封闭母 线 铝制 外 ．３ ２ 壳、 短路条局部融化 ， 引起单相接地。 ２ ．封闭母线外壳 过热严 重时 ，导致封 闭 ．４ ２ 母线 内部 温度升高 ， 电机 引出母线冷却条 件 发 恶化 。 ２．封 闭母线外壳严 重过 热区域 附近的绝 ．５ ２ 缘 子长期受 到高温的作 用 ， 绝缘 材料将 逐步变 脆和老化 ， 以致绝缘夫 去弹性 和绝缘性 能下降 ， 使用 寿命大 为缩短 ２ ． 制 封 闭 母 线 外 壳 温度 长期 超 过 ． ２ ６铝 ｌｏ ｑ 抗拉 强度急剧 下降 ， 用 寿命 大大 降 ｏ％Ｎ ， 使 低 ２ 封闭母 线外 壳发热 的原 『 ： ３ 大 能引起封闭 １ 母线 外壳 的发热 的因素有两个 ： 、 的封闭 一 铝制 母线 外壳处 在母 线所产 牛的交变磁场中 ，产生 电流 ， 引起发热 ； ：封闭母 绂 体 大 电流产 一、
生的热量以辐射 、空气对流的方式传递到封闭 母线外壳 ， 导致其温度逐渐升高 。显然 ， 上述两 个因素 中， 在机组正常运行工况下 ， 线发热辐 母 射 、 流到封 闭母线外 壳的热 量 ， 引起封闭 对 不会 母线外壳温度超过 １０ ０％。 根据电磁学的有关理论 ， 运行 中的每相母 线的交流电流在其周围空间内产 生呈正弦规律 变化 的磁场 。该磁 场在铝 制的封闭母线外壳上 产生感 应电势 ，由于全连式 分相 封闭母线 三相 间在两端短路连接 ， 回路 ， 构成 该感应 电势在封 闭母线 外壳 上产生感应电流。感应 电流的大小 为其产 生的磁 场能抵 消母 线上的交流电流产生 的磁场 。 感应电流的大小基本上与发电机负 即： 荷 电流相等 。该感应 电流纵 向流过 整条 封闭母 线外壳 ， 引起封闭母 线外壳发热 。 对整个封闭母 线外壳 而言 ， 电机负荷 电流越 大 ， 闭母 线整 发 封 体发热 越严重 。而对 于封 闭母线外 壳连接处的 局部 区域 而言 ， 该部位 的发 热量 与其电阻的大 小、 流过此处 的电流 的平方成正 比。即 ： 电阻越 火、 电流密度越 高的地方 ， 发热越严重 。一 旦某 连接 处出现 温度 过高现象时 ， 接触连 接面会 发生 强烈氧化 ， 使得接触 电阻增 大 ， 温度进 一步 上升 ， 导致接触处松动或烧熔 。同时 ， 由于每相 封 闭母线外壳上感应 电流 的磁场 与母线 电流的 磁场不 可能完 全抵 消 ， 会产生一定 的漏 磁通 ， 在 其他相 的外壳上产 生涡流 ，引起封 闭母线 外壳 发热 。 由于漏磁通较小 ， 但 涡流引起 的封闭母线 外壳发热程度并不严 重。 ２ 封闭母线外壳连接处局部过热 的原因 ． ４ ２． ．１连接处导流面积 不足， ４ 电流密度大 在封 闭母线安装 施工 时 ， 首先将 主变低 压 侧 、 电机三相引 出线侧封 闭母线 外壳各 段之 发 间进行 焊接 ， 形成一个整体 ， 提高封闭母 线的 为 密封性 能，安装时在结合 面之 间采 用了焊接方 式。 这样 ， 发电机负荷电流在封闭母线外壳上产 生 的感应 电流在外 壳两侧 与其两侧封闭母线连 接处 只能流经 支撑 紧固螺 栓及短路条。由螺栓 及短路条形成 的导 流面积 与整个 封闭母 线外壳 的接合 面面积 相比相差悬殊 ，因此 各螺栓 及短 路条上 的电流 密度 大大高于整个 封闭母 线外壳 其它地方 的电流密 度 ， 引起 螺栓及 短路 条在大 负荷工况下过热。 ２． ．２ ４ 连接处接触 电阻大 封 闭母线 外壳 两侧与其两侧封闭母线连接 时使用 的螺栓 与压紧垫片 、 紧垫片与短路条 、 压 短路条 与封 闭母线外壳间 ，不可避免地会形成 定的接触 电阻 ， 接触 电阻的阻值必然会远 该 远高于封 闭母 线外 壳其他部位 的铝材 电阻 ， 造 成负荷开关 外壳与封闭母线外壳连接处 的发热 量明显高于其他地方 。该接触 电阻 的阻值虽在 定范围内可 以通过调整螺栓 紧力 、平整压 紧 垫片 、 平整 短路条降低一些 ，但不可能完 全消
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一
Ｃ ｉ ａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐｏ ｕ ｔ ｈｎ ｗ Ｆ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒ ｄ ｃｓ
工 业 技 术
６０ ０ ＭＷ 发 电机封 闭母线局部过热 原 因分析 及 措 施
唐 海 军
（ 东 火 电Ｘ程 总公 司 ， 东 广 州 ５ ０ ３ ） 广 － 广 １７ ０ 摘 要 ：本 文从理 论¨ 定性分 析 了发 电机 封 闭母 线 外壳连接 处局 部过 热产 生的原 因 ，并依 据 有 关技 术数据 进行 了定量计 算 分析验 卜 ＿ 证 ． 到 ｒ发电机封 闭母 线 外 壳连接 处局部 过 热的根 本 原 因 ， 出了解决发 电机 封 闭母 线外 壳连接 处局 部过 热 问题 的措施 ， 找 提 并在 实
１ ０ Ｍ 发电机封闭母线情况 简介 ．０ Ｗ ６ 台山发 电厂 ６０ Ｗ 发 电机 出口至主变低 ０Ｍ 压侧阃采用全连式分相封 闭母线连接 。每相母 线各装在单独的外壳内 ，外壳两端用短路板连 接起来。一端在发电机垂直下引母线处短路连 接， 一端在主变本体低压侧ｍ线 处短路连接 。 整 条封闭母 线外壳对地绝缘 ，在两侧短路连接处 各设一个安全接地点。在发电机 出口至主变低 压侧间设有主要用于发电机并 、解列用的分相 结构的负荷开关 。 主变低压侧至负荷开关 间、 发 电机三相引出线至负荷开关间的封闭母线外壳 为铝制 ， 制造 ， 时各段之 间焊接 为一个 分段 安装 整体。由于安装 、 的需要 ， 负荷 开关 外 榆修 每相 壳分为三段 ， 各段水平 巾分为上下两半 。 各段之 间的上 两侧接合 面安装 时用螺 栓紧固连接 。 Ｆ、 负荷开关外 壳与两侧封闭母线外壳之间采用环 形均匀分布的螺栓紧固连接 ，在各螺栓连接处 用铝制短路条跨接接合面 。 ２ 封闭母线外 壳连接处局部严重过热问题 ． 分析 ２ 封 闭母线外 壳连接 处局部 严重过热 问 ． １ 题及危害 。台山 发电厂 ＃ 机组在 设 备调试 期 ｌ 间． 存在着 封闭母 线外壳 连接处 在大负荷Ｔ 况 下局部严重过热的问题。尤其 在发电机出 口封 闭母线外壳连接处显得特别突 出， 出现 １０ 有 ０￣ Ｃ 以上的局部高温现象 ， 时 ， 严重 在局部过 热点 测 得的最高温 度曾达到 ３ ， 成封母 外壳支 撑 ８ 造 紧固螺栓发红 ． ． ２ 封 闭母线外壳过热的危害为 ： ． ２ ２ ．封闭母 线外壳过热严重时 ， 使封 闭 ．１ ２ 将 母 线外壳 变形产生应力 ， 作用在 固定其 上的支 撑绝 缘子 ， 能造成支撑绝缘子位移 ， 时导 可 严重 致支撑绝缘子破碎 ， 引起发 电机单相接地。 ２ 长期 过热导致封 闭母 线外壳变形严 重 ２２ 时， 可能使外壳 与 母线 间距离 变小 ， 引起 外 容易 壳与母线 间放 电． 引起单相接地 。 ２ ＿ 局部 高温 可能 导致 封闭母 线 铝制 外 ．３ ２ 壳、 短路条局部融化 ， 引起单相接地。 ２ ．封闭母线外壳 过热严 重时 ，导致封 闭 ．４ ２ 母线 内部 温度升高 ， 电机 引出母线冷却条 件 发 恶化 。 ２．封 闭母线外壳严 重过 热区域 附近的绝 ．５ ２ 缘 子长期受 到高温的作 用 ， 绝缘 材料将 逐步变 脆和老化 ， 以致绝缘夫 去弹性 和绝缘性 能下降 ， 使用 寿命大 为缩短 ２ ． 制 封 闭 母 线 外 壳 温度 长期 超 过 ． ２ ６铝 ｌｏ ｑ 抗拉 强度急剧 下降 ， 用 寿命 大大 降 ｏ％Ｎ ， 使 低 ２ 封闭母 线外 壳发热 的原 『 ： ３ 大 能引起封闭 １ 母线 外壳 的发热 的因素有两个 ： 、 的封闭 一 铝制 母线 外壳处 在母 线所产 牛的交变磁场中 ，产生 电流 ， 引起发热 ； ：封闭母 绂 体 大 电流产 一、
生的热量以辐射 、空气对流的方式传递到封闭 母线外壳 ， 导致其温度逐渐升高 。显然 ， 上述两 个因素 中， 在机组正常运行工况下 ， 线发热辐 母 射 、 流到封 闭母线外 壳的热 量 ， 引起封闭 对 不会 母线外壳温度超过 １０ ０％。 根据电磁学的有关理论 ， 运行 中的每相母 线的交流电流在其周围空间内产 生呈正弦规律 变化 的磁场 。该磁 场在铝 制的封闭母线外壳上 产生感 应电势 ，由于全连式 分相 封闭母线 三相 间在两端短路连接 ， 回路 ， 构成 该感应 电势在封 闭母线 外壳 上产生感应电流。感应 电流的大小 为其产 生的磁 场能抵 消母 线上的交流电流产生 的磁场 。 感应电流的大小基本上与发电机负 即： 荷 电流相等 。该感应 电流纵 向流过 整条 封闭母 线外壳 ， 引起封闭母 线外壳发热 。 对整个封闭母 线外壳 而言 ， 电机负荷 电流越 大 ， 闭母 线整 发 封 体发热 越严重 。而对 于封 闭母线外 壳连接处的 局部 区域 而言 ， 该部位 的发 热量 与其电阻的大 小、 流过此处 的电流 的平方成正 比。即 ： 电阻越 火、 电流密度越 高的地方 ， 发热越严重 。一 旦某 连接 处出现 温度 过高现象时 ， 接触连 接面会 发生 强烈氧化 ， 使得接触 电阻增 大 ， 温度进 一步 上升 ， 导致接触处松动或烧熔 。同时 ， 由于每相 封 闭母线外壳上感应 电流 的磁场 与母线 电流的 磁场不 可能完 全抵 消 ， 会产生一定 的漏 磁通 ， 在 其他相 的外壳上产 生涡流 ，引起封 闭母线 外壳 发热 。 由于漏磁通较小 ， 但 涡流引起 的封闭母线 外壳发热程度并不严 重。 ２ 封闭母线外壳连接处局部过热 的原因 ． ４ ２． ．１连接处导流面积 不足， ４ 电流密度大 在封 闭母线安装 施工 时 ， 首先将 主变低 压 侧 、 电机三相引 出线侧封 闭母线 外壳各 段之 发 间进行 焊接 ， 形成一个整体 ， 提高封闭母 线的 为 密封性 能，安装时在结合 面之 间采 用了焊接方 式。 这样 ， 发电机负荷电流在封闭母线外壳上产 生 的感应 电流在外 壳两侧 与其两侧封闭母线连 接处 只能流经 支撑 紧固螺 栓及短路条。由螺栓 及短路条形成 的导 流面积 与整个 封闭母 线外壳 的接合 面面积 相比相差悬殊 ，因此 各螺栓 及短 路条上 的电流 密度 大大高于整个 封闭母 线外壳 其它地方 的电流密 度 ， 引起 螺栓及 短路 条在大 负荷工况下过热。 ２． ．２ ４ 连接处接触 电阻大 封 闭母线 外壳 两侧与其两侧封闭母线连接 时使用 的螺栓 与压紧垫片 、 紧垫片与短路条 、 压 短路条 与封 闭母线外壳间 ，不可避免地会形成 定的接触 电阻 ， 接触 电阻的阻值必然会远 该 远高于封 闭母 线外 壳其他部位 的铝材 电阻 ， 造 成负荷开关 外壳与封闭母线外壳连接处 的发热 量明显高于其他地方 。该接触 电阻 的阻值虽在 定范围内可 以通过调整螺栓 紧力 、平整压 紧 垫片 、 平整 短路条降低一些 ，但不可能完 全消
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Ｃ ｉ ａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐｏ ｕ ｔ ｈｎ ｗ Ｆ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒ ｄ ｃｓ
工 业 技 术
６０ ０ ＭＷ 发 电机封 闭母线局部过热 原 因分析 及 措 施
唐 海 军
（ 东 火 电Ｘ程 总公 司 ， 东 广 州 ５ ０ ３ ） 广 － 广 １７ ０ 摘 要 ：本 文从理 论¨ 定性分 析 了发 电机 封 闭母 线 外壳连接 处局 部过 热产 生的原 因 ，并依 据 有 关技 术数据 进行 了定量计 算 分析验 卜 ＿ 证 ． 到 ｒ发电机封 闭母 线 外 壳连接 处局部 过 热的根 本 原 因 ， 出了解决发 电机 封 闭母 线外 壳连接 处局 部过 热 问题 的措施 ， 找 提 并在 实
