李俊霖 ，王承堯 ，欒宇東 ，李偉豪

（1.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林省長(zhǎng)春市 130021；2.水利部寒區(qū)工程技術(shù)研究中心，吉林省長(zhǎng)春市 130021）

1 無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽在荒溝抽水蓄能電站的布置

黑龍江荒溝抽水蓄能電站低壓母線槽分別布置在主副廠房公用配電屏室、保安配電屏室、電熱配電屏及檢修配電屏室、主副廠房各系統(tǒng)配電變壓器室，由主副廠房配電變壓器室至主副廠房走線的母線槽均布置在主副廠房電纜夾層走線，自用電母線槽及母線層檢修母線槽布置在母線層主機(jī)間上游側(cè)走廊、水輪機(jī)層檢修母線槽布置在水輪機(jī)層主機(jī)間水輪機(jī)層上游側(cè)走廊、蝸殼層檢修母線槽布置在蝸殼層主機(jī)間上游側(cè)走廊。尾閘洞滲漏集水井配電室共設(shè)置兩臺(tái)滲漏排水泵變壓器400V側(cè)與同層滲漏配電盤用滲漏母線槽連接，總長(zhǎng)約22m。500kV地面開關(guān)站副廠房500.60m高程電氣配電室設(shè)置兩臺(tái)變壓器與同層配電盤之間用母線槽連接，總長(zhǎng)約34m見圖1。

圖1 500kV地面開關(guān)站母線槽布置Figure 1 500kV ground switch station busbar arrangement

2 無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽的優(yōu)勢(shì)分析

以往電站中發(fā)電廠配電系統(tǒng)主要采用共箱封閉母線設(shè)計(jì)，應(yīng)用于廠用變壓器、備用變壓器低壓側(cè)與開關(guān)柜的連接，受自身結(jié)構(gòu)限制，共箱封閉母線整體密封性能一般，隨著使用年限的增加，密封件（尤其是戶外部分）逐漸老化，整體密封性更加得不到有效保證，從而影響共箱母線導(dǎo)體的絕緣性能，引發(fā)絕緣事故，造成設(shè)備損壞以及機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，給發(fā)電廠帶來巨大的損失。[1]使用火山巖無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽可完美解決以上缺點(diǎn)，極大地提升抽水蓄能電電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，降低故障率?，F(xiàn)從以下幾個(gè)方面分析，介紹無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽的優(yōu)勢(shì)。

2.1 接口溫升

母線的接口處溫升是影響導(dǎo)體導(dǎo)電性能和供電穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。因此，用紅外線攝影儀對(duì)運(yùn)行中的無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽的溫升進(jìn)行測(cè)量。[2]

在圖2中，區(qū)域2位母線槽接口處，區(qū)域1和區(qū)域3均為母線槽直線段。表1列出這3個(gè)區(qū)域中最高溫度和平均溫度，數(shù)據(jù)表明，連接頭處溫度均低于直線段。圖2為紅外成像儀分析軟件的水平線測(cè)溫功能所成圖像，可以更加直觀地看出無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽接口溫度相對(duì)于直線段明顯偏低，說明段間接口處的設(shè)計(jì)及安裝工藝具有突出優(yōu)勢(shì)。

圖2 無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽紅外成像圖Figure 2 Infrared imaging of inorganic mineral full cast bus duct

表1 無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽溫升比較表Table 1 Comparison table of temperature rise of inorganic mineral full casting busway

2.2 電氣絕緣能力

對(duì)無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)試，其絕緣電阻數(shù)值高達(dá)400000MΩ，而以往所用的共箱封閉母線僅20MΩ左右。[3]無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽的絕緣電阻數(shù)值是共箱封閉母線絕緣電阻的20000倍。而且，共箱封閉母線受濕氣塵埃影響，隨著時(shí)間的積累，容易引發(fā)故障。[4]

2.3 體積

選用載流量為3200A的無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽與相同載流量的共箱封閉母線作對(duì)比。無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽的截面尺寸為360mm×200mm，而共箱封閉母線的截面尺寸達(dá)1060 mm×800mm。無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽的體積不足共箱封閉母線的1/10。其尺寸對(duì)比見圖3。[5]

圖3 共箱封閉母線和無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線尺寸對(duì)比圖Figure 3 Comparison of the size of the enclosed busbar and the inorganic mineral full-cast busbar

與共箱封閉母線體積相比，使用無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線可以增加廠房空間利用靈活度，優(yōu)化設(shè)計(jì)，且更為美觀。除此之外，由于其節(jié)省支架、空間，可以節(jié)約投資費(fèi)用。[6]

2.4 防護(hù)等級(jí)

無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線在連接處對(duì)銅排使用200%接續(xù)工藝，[7]可以完全消除接觸電阻，再用無機(jī)礦物質(zhì)自然澆筑對(duì)其進(jìn)行鎖固。接合后可以實(shí)現(xiàn)全段IP68防護(hù)等級(jí)，永不松脫，免維護(hù)。有實(shí)驗(yàn)記載，侵入1m的水中，可安全連續(xù)通電長(zhǎng)達(dá)48h。而共箱封閉母線連接處僅以鐵板封鎖，故防護(hù)等級(jí)只能達(dá)到IP54。因此，在潮濕的抽水蓄能電站應(yīng)用中，共箱封閉母線在連接處易發(fā)生短路故障。

3 結(jié)束語

無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線除以上的優(yōu)勢(shì)外，還具有免維護(hù)、防火、防爆、防腐蝕、耐撞擊等優(yōu)點(diǎn)。因此，無機(jī)礦物質(zhì)全澆筑母線槽可推廣應(yīng)用到其他抽水蓄能電站、變電站和常規(guī)電站。