介紹了淮北發(fā)電廠5號發(fā)電機組封閉母線伸縮節(jié)固定法蘭處局部過熱缺陷的發(fā)現(xiàn)過程、原因分析和處理方案，相信對有同類機組的大型發(fā)電廠具有一定的警示和借鑒作用。

關鍵詞：發(fā)電機　封閉母線　伸縮節(jié)固定法蘭　跨接鋁排　過熱處理

     200MW發(fā)電機定子額定電流為8625A，一般情況下，其出線均采用全連式自冷離相封閉母線與升壓變壓器（主變壓器）直接連接（即"單元制"接線）。全連式離相封閉母線鋁質(zhì)外殼對母線能起到很好的密封和隔離作用，基本上消除了外界潮氣、灰塵以及外物所引起的接地和相間短路事故，同時也確保了人身的安全，具有高度地可靠性。全連式外殼回路由于電磁感應而產(chǎn)生的環(huán)流（數(shù)值大約等于母線電流但方向相反），能使殼外的磁場大部分消失，從而消除了殼外鋼結(jié)構(gòu)的感應損耗發(fā)熱。由于它所具有的優(yōu)越性，所以全連式離相封閉母線被廣泛用于定子額定電流在8000A以上的發(fā)電機出線及其廠用分支線上。
     1 提出問題
     1.1  發(fā)現(xiàn)缺陷
2003年4月下旬，淮北發(fā)電廠5號機組電氣運行值班員，在上半夜5號發(fā)電機（已增容改造為220MW）帶200MW有功、25MVAR無功負荷運行時段對設備巡回檢查時，用遠紅外測溫儀測得5號發(fā)電機出線B相（中相）封閉母線可拆伸縮節(jié)軟接箱外法蘭處局部過熱，溫度高達125℃（同法蘭其它部位的溫度也較高,且明顯地高于邊相的相對位置）。高峰負荷后降低機組出力，該區(qū)域溫度隨著下降，但帶150MW有功、15MVAR無功負荷時，過熱處的溫度尚在100℃以上，同法蘭其它部位的溫度也不低于70℃，仍超過部頒"封閉母線外殼的允許溫度為65℃～70℃"的規(guī)定。若惡性循環(huán)，長期過熱將造成橡膠伸縮節(jié)快速老化導致?lián)p壞，從而喪失封閉母線的密封性能。
     1.2  原因分析
（1）有資料表明，由于全連式封閉母線外殼環(huán)流的集膚效應與鄰近效應，三相并排布置圓管載流導體的中相附加電阻與三相平均附加電阻之比接近2倍，因此中相封閉母線外殼的溫升一般情況下都高于邊相。
（2）淮北發(fā)電廠5號發(fā)電機封閉母線伸縮節(jié)處內(nèi)藏12片截面120×10 mm的跨接鋁排（均勻分布），鑒于圓導體的集膚效應損耗系數(shù)Kf = （式中：r是交流電阻，r0是直流電阻），可認為封閉母線外殼回路由于電磁感應而產(chǎn)生的環(huán)流也是均勻分布的，即正常情況下每片跨接鋁排通過的環(huán)流約為發(fā)電機負荷電流的1/12。
（3）該伸縮節(jié)處的跨接鋁排雖為內(nèi)藏式，但可初步判斷過熱處的內(nèi)藏跨接鋁排有接觸不良現(xiàn)象。根據(jù)全連式封閉母線外殼環(huán)流損耗的計算公式
式中  I K -- 外殼環(huán)流（有效值）；
rk0 -- 外殼直流電阻；
Kf -- 外殼的集膚效應損耗系數(shù)，在厚度不大于8 mm時可取為1。
顯見，隨著過熱處內(nèi)藏跨接鋁排的接觸不良，該部位的直流電阻rk0將同步上升，引起該處的環(huán)流損耗Pc成正比例上升，勢必引起局部過熱。且隨著機組負荷的變化，外殼環(huán)流I K相應變化，環(huán)流損耗Pc與外殼環(huán)流（有效值）的平方成正比，溫升必然隨之相應變化。
     2 處理方法
     2.1  運行中處理方案
（1）缺陷未處理前，聯(lián)系省中調(diào)適當降低5號發(fā)電機有無功負荷，電氣運行值班員加強巡檢，做好連續(xù)測溫工作，安裝一臺臨時排風扇，外部吹風降溫，盡量控制過熱處的溫度。
（2）伸縮節(jié)兩端軟接箱外側(cè)每側(cè)法蘭均有24顆固定螺栓，擬在每對螺栓間逐一加裝連接小鋁排，以期對內(nèi)藏式跨接鋁排實施分流，從而降低發(fā)熱（見附圖）。

（3）由于封閉母線外殼是三相短路并接地的，鋁外殼上感應的軸向電動勢與大地等電位，故可在不停機的條件下實施安裝連接小鋁排方案。
     2.2  停機后處理過程
一周后恰逢省際聯(lián)絡口子受限，省中調(diào)調(diào)停5號機組備用，淮北發(fā)電廠利用此契機停機后進行了徹底消缺。
（1）解體伸縮節(jié)橡膠套，經(jīng)查各跨接鋁排的固定螺栓雖無嚴重的松動現(xiàn)象，但部分緊固螺絲有明顯的電化腐蝕造成接觸不良而導致過熱的痕跡，特別是過熱處所對應的固定螺絲狀況尤甚，確證了本文1.2原因分析第（3）條的初步判斷。解開12塊跨接過渡鋁排，對過熱、電化腐蝕部位的氧化物進行打磨后涂抹增強導電性和防氧化性的電力脂，以消除接觸面電阻大造成的發(fā)熱。
（2）考慮到5號發(fā)電機組已運行多年（1981年投運），為增強B相封閉母線伸縮節(jié)連接處的載流量，仍執(zhí)行本文2.1運行中處理方案，在B相伸縮節(jié)兩端軟接箱外法蘭間加裝24根截面50×5mm連接小鋁排，以期對12塊內(nèi)藏式跨接鋁排進行分流，同時增大表面散熱能力。
     3 效果檢測
（1）2003年5月初，5號發(fā)電機帶200MW有功、25MVAR無功負荷運行時，用遠紅外測溫儀測得封閉母線B相原過熱處的溫度為50℃，同法蘭其它部位的溫度也降至50℃以下。夏季高溫天氣5號發(fā)電機帶210MW有功、30MVAR無功負荷時，B相封閉母線伸縮節(jié)法蘭處溫度也在65℃以下，降溫效果明顯，5號發(fā)電機組圓滿地完成了迎峰度夏任務。
（2）5號發(fā)電機帶210MW有功、30MVAR無功負荷時，用鉗型電流表測得新加裝的B相封閉母線伸縮節(jié)處連接小鋁排每根通過的電流均在25A左右，達到了預期的分流目的。
     4 結(jié)束語
     通過以上200MW發(fā)電機組封閉母線伸縮節(jié)軟接箱外側(cè)法蘭局部過熱的發(fā)現(xiàn)、分析與處理，建議有大型機組的發(fā)電廠應重視以下事項：
（1）遠紅外測溫儀用于電氣專業(yè)運行現(xiàn)場的巡檢是非常必要和重要的；
（2）應將發(fā)電機的封閉母線伸縮節(jié)列入電氣專業(yè)巡檢設備，將發(fā)熱作為重要巡檢內(nèi)容；
（3）一旦發(fā)現(xiàn)伸縮節(jié)外法蘭處有超溫現(xiàn)象，在短期無停機的機會時，可采用本文2.1運行中處理方案，減少機組的非計劃停運；
（4）機組檢修時，應針對發(fā)電機封閉母線運行中溫升高的具體情況，將伸縮節(jié)處內(nèi)藏跨接鋁排的接口作為"應修"設備去"必修"，且要做到"修必修好"，以充分保障發(fā)電機組的可用性。