三门核电站离相封闭母线运行

三门核电站离相封闭母线运行

张庭树

(三门核电有限公司浙江台州317112)

摘要：离相封闭母线在电厂母线，各种电器之间连接起着重要作用。被封闭的金属外壳包裹着的母线需要采取措施保持内部通风，控制母线湿度及空气压力。本文所介绍内容中，在三门核电站，如何对离相封闭母线进行冷却，通风及干燥。

关键词：离相封闭母线（IPB）强迫风冷干燥装置

在发电厂和变电站中各级电压配电装置的母线，各种电器之间的连接以及发电机、变压器等电气设备与相应配电装置母线之间的连接，所有这些连接导线也统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。母线可分类如下：矩形母线，槽型母线，水内冷母线，金属外壳封闭母线。其中金属外壳封闭母线是将载流母线用金属外壳密封保护起来，并让金属外壳接地。三门核电厂的发电机至厂用变压器，厂用变压器至各段中压母线和辅助变压器至中压母线都是金属外壳封闭母线。金属外壳封闭母线又可以分为离相封闭母线（IPB）和共箱封闭母线两种。三门核电厂发电机至厂用变压器高压侧就是离相封闭母线。

离相封闭母线（IPB）连接发电机，GCB,主变，厂变高压侧，励磁变压器，接地变压器和PT/SA柜。采用全连式，带微正压充气或者空气干燥装置，其中发电机回路封闭母线采用强迫风冷，其余部分的封闭母线采用自然冷却/强迫风冷。

强迫风冷系统

离相封闭母线强迫风冷系统的基本原理是利用离心风机和系统气路通道形成循环气流。在处于该循环通道中的母线本体外，设置“气-水”热交换器，对循通道中的气流进行热冷却处理。循环的基本路径是：经过热交换器的冷空气→A、C相母线外壳→母线上的三相外壳连接通道→B相母线外壳→热交换器对热空气进行热交换。如此循环往复，整套母线内部就一直处于强迫对流冷却过程中。大载流状态下的导体及外壳的温度就被限定在规定的范围内。离相封闭母线强迫风冷系统由装置本体、控制柜、气路通道、监控传感器等几部分组成。设备本体主要由2组4台离心风机和2套热交换器组成。控制柜内含有整套设备的电气保护和控制元件。用户对设备的操作也通过控制柜面板上的控制元件进行。气路通道包括离相封闭母线三相外壳、外壳上的相间连通管路、热交换器进气管路、热交换器出气管路等。配套监控传感器包括压差开关、流量开关、温度传感器、湿度传感器等。考虑到循环通道中的空气需要是干燥的并有一定正压力的空气，系统内还配置了微正压装置，用来在母线外壳内建立一定的空气正压力，并维持空气的干燥洁净。

空气循环干燥装置

干燥装置采用大流量空气闭式循环干燥方式，对母线内空气循环不断地进行干燥，可使母线内湿度保持很低的水平，保证导体绝缘合格。工作流程有两个，如下：干燥流程：母线内空气→回气管路→罗茨风机→吸附筒A(B)→干燥空气回充入母线。

再生流程：干燥空气→吸附桶B(A)→干燥剂再生→排出潮湿空气。

控制原理简介

图1

图1为控制原理图，来自母线中的湿空气通过阀门V1至罗茨风机，V3上游有空气滤清器，但只在设备试运行时候才打开V3。空气经罗茨风机至三通阀DN40，被送至两台吸附筒之一（例如A)，空气经过干燥后经过阀门V2被送回至IPB母线内。同时，一部分被干燥过的空气被送至吸附筒B进行干燥剂再生，潮湿空气经三通阀DN25排出至大气。每个循环工作周期中，A\B筒每8h互换一次。

干燥装置有“自动”和“手动”两种运行模式，分别对应画面中“自动”和“手动”两个按钮。

手动模式：点击手动按钮，系统进入手动运行模式，干燥装置进出口电动阀打开，三通阀分别开关到位，系统将循环运行。直到按下停止键或者风冷装置投入，系统才停止；打到手动模式时，无论湿度是否高于设定上限，如果风冷装置没有投运，设备均执行启动命令，直到按下停止按钮或者风冷装置投运。当按下“自动”按钮时，系统进入自动运行模式。

自动运行模式：不需要人工干预装置的投入和退出，装置根据母线内的空气湿度状况及强迫风冷装置的运行状态来判断装置应该投入还是退出。如果风冷装置没有投运，装置菜可以启动。程序首先启用A筒干燥吸附，B筒再生排气。打开或关闭响应的电动阀门，阀门开关到位后，启动罗茨风机，然后启动再生筒内的加热器。装置可以监测筒内温度，当温度超过设定上限230°C，则加热器停止加热。当低于下限150°C，重新启动加热器。排气口也设置温度监测，上限为120°C。8小时后，A、B筒互换，B筒干燥剂吸附，A筒再生排气。16h后，一个循环工作周期结束，如果湿度监测测得母线湿度低于设定下限值20%，则装置停止运行，期间若测得母线湿度大于50%，装置自动运行。否则，装置继续运行，进入下一个工作周期。

总结

强迫风冷装置，IPB微正压装置与空气循环干燥装置闭锁运行。是因为强迫风冷与微正压装置在运行时，在IPB内部建立相对外界的正压，但在干燥装置运行时，始终通过罗茨风机向外排出湿热空气，不利于母线内部建立微正压。空气循环干燥装置装置与强迫风冷闭锁运行，当风冷装置处于运行状态时，无论手动还是自动，设备均不能工作。