摘要：发电机交、直流励磁母线改造不仅提升了电力行业的生产及作业效率，同时也凸显其在领域内的经济和社会效益，但是随着使用程度及广度的不断扩展，发电机交、直流励磁母线改造过程中存在较多的问题，基于此，本文以珠海天然气发电有限公司为例，分析其燃气联合循环热电联产机在改造过程中存在的相关问题，并针对性提出相关解决措施，期望能够给相关领域技术人员提供一定理论参考。
关键词：发电机交；直流励磁母线；改造；问题；措施
引言
针对日常工作中的相关内容，应明确其基础性的理论内容，才能够开展对应的工作，如发电机交、直流励磁母线的概念，主要指的是：燃机发电机在使用的环节中，对应励磁变低压侧，导致励磁间段的交流封闭母线形成；其次，汽车发电机的励磁变低压侧至励磁间段的交流封闭系统中，封闭母线形成；最后是燃机发电机励磁间到燃机发电机转子的直流封闭母线的形成。以上几部分内容都是汽机发电机中的励磁封闭母线的形成分类过程，在实际的生产作业环节，需要针对此内容进行发电机交、直流励磁母线的改造工作。
1项目改造概况
珠海天然气发电有限公司的机组组成由2套M701F4一拖一分轴燃气联合循环热电联产机组组成，#1、#3燃机发电机为东方电机有限公司生产的型号为QFR-320-2-16全氢冷发电机。发电机组为单元制接线，经双绕组主变压器接入220kV系统，发电机与变压器间设发电机出口断路器作为并网点。高压厂用变从主变压器低压侧接入，励磁变从发电机出口端接入。#2、#4汽机发电机由东方电机有限公司生产的QF-150-2-15.75型空冷汽轮发电机。汽轮发电机为三相二极同步发电机，由汽轮机直接拖动，发电机采用整体机座、地坑布置冷却器、座式轴承和自并励静止励磁系统。主要设备的参数如下表1和2。
表1 励磁变参数
表2 励磁装置参数
对应的机组设备中，燃机和汽机的对应发电、直流励磁封闭式的母线结构，主要采购厂商为北京电力设备总厂，对应共箱母线的型号为BGFM-1/6000- Z，其在其结构的测面中存在通风孔，内部结构材料使用的时环氧树脂绝缘板结构，并由此结构进行支撑，发电机刷结构是由东方电机配套生产商生产的，绝缘支撑体系为黄色的环氧树脂。
2 发电机交、直流励磁母线改造存在问题分析
（1）受地理环境影响。由于本企业项目位于珠海，珠三角地带，环境湿润，温度常年较高，且处于高盐气候环境中，由于机组停留且运行的时间和周期较长，因此在启动的环节和对应的过程中，交直流励磁封母线结构容易受潮，或者凝露，造成绝缘性逐步的降低。严重时励磁母线的绝缘值仅为10 kΩ，远远小于 DL/ T1164-2012《汽轮发电机运行导则》中不小于500 kΩ的要求，导致发电机不满足机组启动条件，严重影响机组启动。同时运行中，在珠海3-4月份回南天季节时，有时甚至发生过直流励磁母线绝缘迅速下降，导致励磁系统触发转子一点接地报警（30kΩ）。（2）影响机组开机并网效率，严重时威胁机组安全稳定运行，对公司的安全生产经营工作起到了巨大的困扰。自投产以来，每年因为发电机交、直流励磁母线绝缘低导致无法及时启机并网的次数不低于6次/年，每次延迟并网时间1~3小时/每次。
3发电机交、直流励磁母线改造存在问题原因分析
3.1加工过程中原励磁母线导体支撑板遭到破坏
由于原励磁母线导体支撑板在组装及开发使用的过程中，使用的是3240环氧板制作，因此对应的产品在生产加工的环节中，由于绝缘板面部结构发生损坏，导致环氧层压面结构外露，再加上外界环境及气候条件相对不适宜，如潮湿的空气环境、高污染环境地区等，使得表面结构的绝缘破坏程度大，进而导致绝缘板受潮，造成母线的绝缘水平逐步的下降，达不到使用的要求。由于季节的湿度大，所以绝缘板的表面会发生结露现象，导致其布满了水珠，进而引发短路故障现象。
3.2由于在共箱的封闭空间中，在励磁较小的空间下，励磁间容易受到中央空调调温的控制，进而在室内外温度相关变化的差异性较大的现象下，会影响到外界温度的变化，进而导致经过冷空气的交汇，对于整个的区域性的结露易形成。
3.3在发电系统的处理中，发电机的中性点母线结构，采用较多的时绝缘子支撑体系，相关型号的绝缘子材质与其增水性能相对较差，尤其是在珠海的3-4月份，由于是“回南天”季节，因此会导致空气中的湿度较大，在吸收到空气中的水分的过程中，容易导致绝缘子的材质绝缘性能下降。
4发电机交、直流励磁母线改造存在问题解决措施
4.1提高环氧支撑板防潮等级
如下图1所示，母排与环氧支撑板接触部位采用3M 2228防水绝缘胶带缠绕，缠绕圈数不得低于4圈，缠绕宽度宽度不低于20mm；环氧支撑板凹槽固定部位扩宽，能镶嵌和固定母排即可，凹槽扩宽后浸渍环氧树脂清漆并经烘烤合格后方可投入使用。
同时在#3、#4发电机励磁交直流封母内加装板式型号为：DJR-100W的电加热器（220V，100W），每一个50CM隔离段安装一个加热器，要求当投入加热器时共箱式母线内部温升达到5℃以上；
通过多次试验我们得出，我们得出了加热器投入时间与封闭母线室内温度上升的曲线，从曲线中我们可以确认当加热器时间投入3小时以上时，封闭母线室内温升基本保持在5~7℃左右。
图1 母排与环氧支撑板接触部位示意图
4.2采用穿墙套管，促使温度、通风等气候条件的转换
交、直流励磁母线在励磁间冷、热空气交汇处（励磁间穿墙处），采用穿墙套管，中间采用穿墙隔板进行固定和隔离冷热空气交换，如下图2所示：新型共箱母线穿墙结构，穿墙隔板为SMC材料，穿墙套管为SMC材料。同时对励磁房间部分的共箱母线采取保温措施全部包裹起来，其可借鉴管道保温作业程序。增设穿墙隔板，其目的：一是起到隔断作用，防止火灾波及其他设备，造成更大损失。
图2 穿墙套管安装模式
此外，应在发电机中性点母线支撑绝缘子喷涂FW-IV型复合绝缘长效防污闪涂料（纳米型PRTV）；纳米型PRTV采用先进纳米改性技术，大大延长了涂料的使用寿命，运行时间可达20年。涂料的各项物理、化学、电气性能比FW-III型涂料有很大提高。设备的耐污闪电压被大幅度提高，在高盐密封环境下，污闪电压可被提高至300%及以上。而且，该涂料的附着力优越，不起皮、不龟裂、不脱落，可承受设备预试检修踩踏。有共箱式封母侧面散热孔处加装滤网、封母盖板密封处加装密封胶条处理。
对应经济效益的简单分析如下：在本项目原预算60万的基础上，针对改造方案，主要涉及到的改造产生的费用主要包含有：
（1）加热器费用50只*50.00=2500元；
（2）SMC穿墙套管及绝缘隔板5*1000+2*1000=7000元；
（3）加热器电源线（该长度与封闭母线长度一致）110*20=2200元；
（4）防潮滤网50平方米*15.00元/平方米=750元，总计需要12450元/单套机组，直接节约经济效益58.76万元，有效地达到了降本增效的作用。通过此项改造项目的逐步深入，每年可以节约间接的经济损失约285万元。
5结论及展望
就当前电改的形势来分析，对于发电企业来说，逐渐减少了对应准入条件的限制，“绿色售电”应用前景光明，参与的用户的用电量持续上升，对应直接的交易规模也会持续扩大；发电企业可以依据自身的运营实力，设计限价开放+全电量交易的模式，提升用电经济效益，转移成本。在实际的机组改造过程中，应明确机组启停成功率和机组的安全稳定运行效率，进而结合电力系统的市场交易，优化电力系统使用性能，并结合直流励磁母线的改造，提升机组并网的时效性，并结合可靠性的原理和内容，促进机组降本增效的相关内容，进而为提升安全运营及生产效率，实现机组改造的重要意义。
参考文献：
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论文作者:张佳展
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/14
标签：母线论文; 发电机论文; 励磁论文; 机组论文; 穿墙论文; 结构论文; 珠海论文; 《电力设备》2019年第11期论文;