三峡左岸电站封闭母线安装

1、二峡左岸电站2#机组封闭母线安装周光荣水电八局机电安装分局（湖南长沙410007）摘 要：三峡左岸电站20KV离相封闭母线由英国 Emform 公司设计、中国长江电器集团公司制造，其外壳直径大， 母线垂直段支撑结构全部设计为弹性结构，母线调整具有相当大的难度，同时，该电站封闭母线设计有微正压装置，对母线的所有螺接部位的密封性要求非常严格。本文以2#机组离相封闭母线的安装情况和最终试验结果为例对该电站VGS机组的20KV离相封闭母线的设计特点及安装工艺作简单介绍。关键词：三峡左岸电站 离相封闭母线氩弧焊微正压1、概述三峡左岸电站的发电机一变压器通过全连式离相封闭母线的连接构成单元接线。主回路封闭

2、母线从发电机的出线端引出，三相水平排列延伸至厂房承重墙外侧后垂直穿过75.3m和 82m楼板再水平延伸至主变压器室与主变压器的低压端子相连，主母线单相长度56m。母线的相关设备励磁变压器、制动开关和厂用变压器分别布置在 67m、 75.3m和 82m高程，主母线通过分支母线与各设备相连。同时，根据设 计要求，三峡左岸电站的离相封闭母线设置有微正压装置。三峡左岸电站的离相封闭母线及与之相连设备的布置图见图1。封闭母线的主要技术参数和主要外形尺寸分别见表1和表2。表1： 封闭母线的主要技术参数额定电压（KV）20额定电流（KA）26频率（Hz）50直流电阻（20C）（gQ /m）0.58247运行

3、温度C）78.94相间距离（m）2.5单相母线长度（m）56冷却方式自然冷却表2： 封闭母线的主要外形尺寸外壳导体直径（mm）厚度（mm）直径（mm）厚度（mm）主母线© 151012© 95017制动开关分支母线© 10356© 47512.7厂用变分支母线© 7355© 17512励磁变分支母线© 7355© 175122、主要安装工艺说明2.1安装程序简述母线安装的简单程序是先安装母线支吊架并将所有设备吊装就位，然后整体调整，调整完毕后进行母线焊接和所有附件安装，然后对母线进行整体耐压试验，试验合格后进行母线

4、与相关设备的连接。图1三峡左岸电站封闭母线及相关设备布置图由封闭母线的布置图 （图1）可以看出，由于运输通道的影响，母线及与之相连设备的吊装就位受到了严格的限制。所有母线及与之相连设备必须按照从低到高的顺序从82高程进场并依次吊装就位。 一般来说,只有母线及与之相连设备全部吊装就位并调整完毕后方可进行母线焊接。但如果因为设备到货的影响或工 期的限制，可以分段调整分段焊接，只不过因为分段调整焊接的最后调节误差不是分摊在各个断口而是集 中到一个或两个母线断口，所以分段调整焊接对设备安装调整尺寸的要求以及设备的制造质量要求更为严 格，三峡左岸电站的 2#机组即采用的就是分段调整、分段焊接的施工工艺。

5、2.2主要安装工艺2.2.1母线支吊架安装在进行母线支吊架安装前，提供标准的三维（高程、X轴向和Y轴向）坐标参考点是非常必要的。母线的固定方式分两种，水平段母线采用鞍型架用螺栓固定在支架上，垂直段母线全部采用弹性结构的支撑固定方式。由于母线的最终三维误差均不得超过土5mm，而两种固定方式的最后调整余量都很小，这就严格限制了母线支吊架的安装误差。支吊架安装前必须先根据提供的标准点定位点焊然后反复检查测量，确 认误差在允许范围内才焊接牢固。弹性结构的支撑安装是一个难点，安装前要先根据图纸计算出弹性结构的弹簧压缩量，然后在工作台不得用于商业用途上用自制模具将弹簧压缩到规定长度并临时用小钢筋将弹簧两端

6、的底座板点焊，完毕后再安装到位，待母 线整体调整完毕后将临时小钢筋割除。采用此种方法既简单又准确。2.2.2 母线吊装就位前面已经提到，所有母线都要从 82m 层母线洞吊放，所以母线进场必须按照从低到高的顺序进行。母 线吊装就位前要作好几项工作，首先，对单节母线进行绝缘电阻测量和 1 分钟工频耐压试验，检查每节母 线在运输过程中的完好性，为以后的整体耐压时一旦出现问题的检查带来方便；第二，清扫母线内壁并在 吊装到位后对断口用防火布临时封闭，以减少以后的整体清扫的工作量；第三，打磨母线焊接端口的氧化 物，为以后的焊接时焊缝的清扫创造条件。同时，母线吊装就位时的安全防护非常重要，吊装时要使用柔 软

7、的吊带以免损坏母线外壳；不得在地面或支吊架上强行拖运母线；确认母线导体与外壳之间的临时支撑 安装完好以避免在吊装过程中导体的滑动等。垂直段母线的吊装是母线吊装过程中的一个难点，吊装垂直段母线时，由于母线直立，而临时支撑和 绝缘子的支撑力根本抵不住母线导体的下滑力，如果不采取措施，吊装过程中，势必会导体下滑，造成事 故。为此，我们采取了临时抱箍固定法，即用一个自制的钢抱箍卡紧母线导体将导体重量全部承放在母线 外壳上，很好地解决了这个问题。2.2.3 母线调整固定每节封闭母线就位后，先对其进行粗略的调整，但不急于螺接或焊接，要将所有母线全部就位完毕且 经过细调确信母线各断口以及母线与主变压器、制动

8、开关、发电机出口等的断口距离均符合安装说明书和 有关国标的要求后，才进行母线的焊接或螺接工作。调整母线时按以下顺序和原则进行：1) 由于母线及其相关设备布置的特殊性，发电机制动开关必须从82.0m高程的母线洞往下吊，所以安装时将 75.3m以下的封闭母线吊装就位后必须将制动开关吊装就位方可进行75.3m以上母线的吊装;2) 在母线首、尾外壳的顶端各悬吊一个线锤，调整母线，使首、尾的线锤都通过构架上的中心线。相同位置的三相母线的中心调整好后，通过A、C 两相母线外壳的横截面中心紧拉一根钢琴线，测量并调整相邻两相母线间外壳的距离，使之相间距一致，其上下、左右的偏差不大于5mm;3) 调整母线与主变

9、压器低压端子、发电机出口以及快速可拆装置两端端口的距离，使之偏差在规定范 围内。尤其是调整快速可拆装置两端端口的距离时，应将快速可拆装置试装、拆卸、再试装，保证试装和 拆卸快速、安全、可靠;4) 调整母线自身各断口的间距，使之偏差在规定范围内;5) 调整母线时，在保证各接口的距离偏差符合要求的前提下，不应使其中一个或几个接口的相对距离 偏差过大，要将偏差均匀分配在各个断口上。母线调整完毕后，对于水平段母线只需将母线外壳点焊固定在鞍型铝支架上。对于垂直段母线，在调整过程中全部采用临时支架，待母线调整完毕后，只有安装永久弹性支撑后方可将临时支撑割除。2.2.4 母线焊接 三峡左岸电站的离相封闭母线

10、连接除快速可拆装置断口和母线伸缩结构断口用螺栓连接外，其余断口的外壳和导体均采用氩弧焊机进行焊接。焊接工作由通过“DIN EN287 T2，材料 W23 ”焊接考试合格的焊工承担。焊接前对焊工进行严格的现场考试，合格后再正式进行母线的焊接工作。焊工的焊前考试考试在母线安装现场进行，焊接时的外界环境条件与正式焊接母线时的外界环境条件一样。考试的试 品采用型号和规格与母线材料一致的模拟样品，将样品卷成与母线导体直径一样的圆筒后，用抱瓦将两个 圆筒连接起来，然后由焊工进行抱瓦两侧的环缝焊接。每个将承担母线焊接工作的焊工都要进行平焊、立 焊和仰焊三种不同焊接方式的考试。详细记录每条焊缝焊接时的电流并编

11、号。焊接考试完毕后，将试件送 交经业主和监理认可或指定的试验单位进行超声波无损检测探伤试验和切口检查，同时对焊缝进行外观质 量评定。只有以上所有的试验结果和质量评定均满足安装说明书和有关国标的要求后，焊工才能允许进行 母线的正式焊接工作。母线焊接1）焊前准备和要求铝母线的焊接对焊缝的质量要求非常严格，焊接过程中，在焊缝的气孔含量和未焊透的控制上把握难 度很大。为保证焊缝质量，必须作好以下准备工作和满足以下要求：用磨光机装上钢丝轮刷将施焊部位清扫干净，然后用酒精擦拭，消除焊缝及焊缝周围的氧化膜和油垢；母线焊接采用氩弧焊接，氩气纯度要求达99.99%;焊接前必须对焊缝进行预热以驱除焊缝表面的潮气；

12、 将要使用的符合标准的焊丝放入干燥箱内，并将干燥箱的温度控制在国标要求的范围内。2）母线焊接顺序焊接时先焊导体， 导体焊接完毕且超声波无损检测探伤结果和外观检查结果符合安装说明书和有关国 标的要求后再进行外壳焊接，最后进行短路板焊接；导体焊接完毕后，清扫母线筒内部的残留焊渣、脏物，对焊缝进行100%的超声波探伤检查，合格后，对焊缝和抱瓦刷以与导体表面同颜色的油漆，然后进行外壳抱瓦安装和焊接；垂直段母线采取自下而上的顺序， 焊接前将防止导体滑出而设置的钢带拆除， 然后安装铝抱瓦进行焊 接。3）防护措施 焊接时为了防止焊渣及烟尘污染母线筒内部，尤其是有的支撑绝缘子离断口较近，一旦焊渣飞溅到上面，很

13、容易导致瓷瓶损坏，因此焊前用两块特制的封堵板（图2）和石棉布将断口处导体与外壳之间的间隙堵住，以保证母线筒的内部清洁和避免绝缘瓷瓶损坏。1m厚镀锌铁皮mm1522mm图2 母线焊接时断口临时封堵板225现场试验封闭母线的现场试验包括焊缝的超声波无损探伤、绝缘电阻测量、工频耐压试验。绝缘电阻测量和工频耐压试验在封闭母线安装完毕后且与发电机、变压器等设备连接前进行。1 ）超声波无损探伤母线导体和外壳的焊缝除外观检查合格后，还必须进行无损检测探伤检查，对导体焊缝和外壳焊缝进行焊缝长度的100%检查。检验结果的焊缝未焊透深度和气孔、夹渣的大小、数量均满足规范要求2）绝缘电阻测量母线安装完毕后，用 25

14、00V兆欧表测量每相导体与外壳之间的绝缘电阻。2#机组离相封闭母线的最终绝缘电阻检查为：A相绝缘电阻170M Q、B相绝缘电阻154 M Q、C相绝缘电阻166 M Q,三相绝缘电阻均满足大于100 M Q的国标要求。3）气密试验由于三峡左岸电站的封闭母线设置有微正压装置，微正压装置投运前必须对整个封闭母线进行气密性试验。通过微正压装置向封闭母线筒内充入干燥过滤后的压缩空气，当母线筒内压力达到1500Pa时（通过微正压装置上的压力表显示），关闭充气阀门，观察压力表的压力显示情况并记时，如果在1分钟内，压力下将小于750Pa即压力表指示仍保留在 750Pa以上，则母线气密性能满足要求。在2#机组

15、封闭母线的气密性试验中，1分钟内压力下降仅为 80Pa,气密性能远远优于标准要求。4）工频耐压试验母线安装完毕后，根据规范要求对其进行1min工频耐压试验。由于母线在靠发电机出口部位装设有4组电流互感器，电流互感器厂家资料规定其耐压等级为45KV ,而根据国标要求20KV封闭母线的耐压等级为68KV ,因此，封闭母线的整体耐压试验分两次进行。试验分段在快拆装置处，试验加压也在此处。首先，断开快拆装置的软连接，对快拆装置至主变压器低压侧区域内封闭母线进行1分钟、68KV工频耐压试验，无异常情况。然后，用软线连接快拆装置的母线断口，使两段母线连接成一个整体并对其进行1分钟、45KV工频耐压试验，同

16、样无异常情况。每次耐压试验前后均测量记录绝缘电阻。226母线与相关设备的连接母线与相关设备的连接是指母线与发电机、励磁变压器、制动开关、高压厂用变压器以及主变压器的连接，连接全部通过软铜编织线用螺栓连接，连接必须在各自本体的试验完毕且合格后进行。在进行连接 前，先将外壳橡胶伸缩套套入母线导体上并塞入母线筒内，在铜编织线的连接的整个过程中，操作人员必 须戴干净手套，手套上不能有油污、水迹和灰尘等脏物，不允许用手直接接触铜辫子。螺栓连接前，将接 触面用酒精清洗干净，然后全面、均匀地涂敷薄薄的一层导电脂，再进行连接。连接时，所用的螺栓、垫 圈、螺母等紧固件，凡在紧固过程中有相互摩擦的地方，事先涂上中

17、性凡士林油。进行螺栓连接时，严禁 蹬踏、撞击镀银面，应防止泥水、油污、汗水等污染腐蚀镀银面。紧固时必须用力矩扳手按规厂家规定的 力矩进行紧固，紧固后用 0.05mm塞尺检查，塞入深度不大于 4mm。厂家规定的力矩值见表 3所示。表3:封闭母线连接螺栓的规定力矩螺栓规格规定力矩（N.m）M1027M1247M1695M20149M24217M30340导体连接完毕后，清除外壳内部遗留的工具、杂物等，并用吸尘器将母线筒内清扫干净，通过监理的验收合格后，将母线筒内的橡胶伸缩套拉出，进行安装，并用紧固钢带将伸缩套两端分别压紧在封闭母线 外壳和设备端子罩上，将母线导体和连接铜辩封于外壳内部。3、结语由于

18、三峡左岸电站 VGS机组离相封闭母线设计结构的独特性，安装起来确实有相当大的难度，同时母线在出厂时有很多部件本可以在厂家焊接安装好的但却留到了现场，这些也给施工带来了不少困难。在2#机组封闭母线的施工过程中，我们针对各方面的不利因素，采取相对应的有效措施，在设备缺陷多、施工难度大、安装工期紧的情况下，保质保量的完成了安装任务，母线的各项最终试验结果均远远优于厂家说明书及国标的要求，为三峡左岸电站2#机组的提前发电奠定了坚实的基础。目前，2#机组封闭母线已连续运行了 3个多月，没有出现任何异常情况，表明了其安装质量是优良的、可靠的。 作者简介 ：周光荣 （1968-），男，中国水电八局三峡机电安装项目部电气主管工程师，主要从事水电站水轮发电机组电气设备安装及调试技术工作。通讯地址 ：443133湖北宜昌三峡坝区 中国水电八局三峡机电安装项目部写稿日期 ：2003-10-11仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commerc