摘要：目前1000MW发电机组励磁交直流母线的结构大都采用每相4根铜排分两层布置，中间用固定于与箱体两侧的环氧树脂板进行绝缘支撑的结构，这种结构在一定程度上存在弊端。本文通过对运行1000MW机组励磁母线可靠性的分析，提出可行的解决办法。旨在从根本上解决停机时励磁母线受潮造成绝缘电阻降低，给机组启机、运行造成极大的安全隐患。达到提高母线绝缘水平的目的。同时通过换相改变励磁直流母线的极性可以平衡正负极集电环的磨损，达到提高发电机转子集电环使用寿命的目的。
关键词：励磁母线；绝缘低；改造
1 设备概述
华润电力（贺州）有限公司2台1000MW机组励磁系统交、直流励磁母线均采用北京电力设备厂生产的共箱封闭母线。励磁交、直流母线采用铜排做为导体，环氧树脂绝缘板做为母排支撑固定的绝缘材料。每台机组交流共箱母线长度为15米，铜排导体4（TMY-10*125），箱体规格700*500；每台机组直流共箱母线长度为13米，铜排导体4（TMY-10*125），箱体规格500*500。
设备电气参数：
2、存在问题及原因分析
2.1 我司位于广西地区终年潮湿多雨，年平均相对湿度80%。励磁封闭母线安装运行环境为低电压大电流、正常运行与停机后温差大。正常运行母排温度最高可达80℃，母线箱体内气体迅速膨胀，形成正压，外界空气无干扰；一但停机温度急剧下降，母线箱体内气体收缩，形成负压，潮湿气体立即进入，作为支撑的环氧树脂板受潮，绝缘性能降低。
2.2 直流励磁母线与发电机碳刷架连接部分的通风口与排风口，刚好位于励磁母线下方，在运行过程中有少量碳粉、灰尘吹进励磁母线箱内，由于现有励磁母线绝缘支撑采用环氧树脂板，环氧树脂绝缘板相间爬距小，憎水性差，母线相间放电或单相接地风险增大。母线采用每相4根铜排分两层布置，中间用支撑于箱体两侧的环氧树脂板进行绝缘支撑的结构，由于共箱母线壳体为3-4mm铝板，在电动力和导体热胀冷缩的情况下，环氧树脂板有断裂风险。
2.3 直流励磁母线从励磁盘柜到发电机励磁刷架均采用铜排硬连接，无法实现正负极定期换相（在发电机运行维护手册中集电环极性要求至少每年调换一次）。负极集电环在电流的作用下表面大量金属蒸发，损蚀严重。同时这些金属粒子易附于碳刷磨损面上，使得碳刷表面硬度增加，磨损严重。根据我厂碳刷更换记录，负极碳刷更换频率远远大于正极（2013～2014年碳刷更换情况统计见下表）。为了保证两端集电环磨损基本一致，通过换相改变励磁直流母线的极性可以实现。
3、技术方案
综合以上几个方面的原因分析，优化方案方案如下：
3.1 将环氧树脂绝缘板更换为憎水性、机械性、绝缘、耐电性能更高的全工况DMC绝缘子。为减少线损，避免形成闭合磁路，绝缘子固定件采用优质不导磁合金铝及不锈钢螺栓，并在绝缘子底端加装橡胶防振垫。
3.2 共箱母线每500mm安装一组绝缘子，满足电动力的要求。
3.3 绝缘子固定方法：箱体底部打孔，安装全工况DMC绝缘子，并考虑原箱底铝板太薄，在箱体下面增加相应的Ω型槽铝，增加机械强度，。
3.4 为有效预防母排爬电，所有铜排采用MPG热缩材料，每段铜排只能用一根热缩管。导体螺栓连接处加装同样材料的可拆装热缩盒。
3.5 交、直流励磁母线导体由共用绝缘支撑，改为相间独立支撑。
3.6 改造的难点：我公司现有励磁母线布置为每相4根铜排分上下层布置。改造时母排的固定造成一定的难度，经过测算拟将原母排布置改为下图水平布置方式。
5 实施后应用评价
改造后启机前用2500kV摇表测试励磁母线绝缘均达到250GΩ以上，绝缘合格。
5.1 将原有的环氧树脂板绝缘改为全工况DMC绝缘子，提高了绝缘材料的憎水性、增加了爬电距离。彻底解决了停机时励母线受潮造成绝缘电阻降低给机组及时启机和安全运行造成的安全隐患。
5.2 增加发电机励磁母线换相箱，达到了发电机运行维护说明中要求的每年换相一次的要求。通过换相改变励磁直流母线的极性可以平衡正负极集电环的磨损，达到提高发电机转子集电环使用寿命的目的。
5.3 厂用共箱、发电机离相封闭母线，也可参照此思路来进行改造，进一步提升设备的可靠性；
5.4 为其他在建项目设计提供新的方案和思路。
参考文献：
[1]《火力发电厂设计技术规程》 DL5000-2000
[2]《导体和电器选择设计技术规定》 DL/T 5222-2005
[3]《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》GBJ 149-90
[4]大田电气设计图纸
作者简介：
谢文超，华润电力（贺州）有限公司技术支持部电气高级工程师，邮箱：chinamet@163.com；
王飞宇，华润电力（贺州）有限公司技术支持部电气主任工程师，邮箱：wangfeiyu22@126.com。
论文作者:谢文超,王飞宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
标签：母线论文; 励磁论文; 集电环论文; 环氧树脂论文; 箱体论文; 绝缘子论文; 碳刷论文; 《电力设备》2017年第8期论文;