浅析莱钢干熄焦发电铜管母线的改造与应用

摘要：分析了莱钢干熄焦发电系统电缆目前存在的问题现状，提出了设计方案，防止了接地、爆炸事故的发生，产生了良好效果。

关键词：电气设备；电流分布；瓶颈

中图分类号：TM621 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 14-0000-01

Analysis of Laiwu Steel CDQ Power Generation Copper Bus Transformation and Application

Shi Hongyan

(Laiwu Iron and Steel Co.,Ltd.,Energy Power Plant,Laiwu271104,China)

Abstract:The Laiwu Steel CDQ power system problems in the current status of the cable,made a design to prevent the ground,the explosion occurred,resulting in good results.

Keywords:Electrical equipment;Current distribution;Bottleneck

一、概述

莱钢干熄焦发电1＃机组2007年12月投产，年设计发电量为2亿kW.h，是莱钢循环经济重点项目之一。随着设备的投入运行，电气设备接连出现电缆接地放电现象、电缆头爆炸事故，极大地影响了发电量和热线生产的电力供应，经分析主要原因是布线的设计、施工及电缆头制作等不符合工艺及电气安全要求，存在重大安全隐患，严重影响了干熄焦发电的稳定顺行，成为制约提升发电量的“瓶颈”环节，为彻底消除事故隐患，确保设备安全运行，提出并制定了用新型铜管母线替代电缆的改造方案。新型绝缘铜管母线载流量大、集肤效应系数小、电流分布均匀、容易满足母线动热稳定的要求、功率损失小、温度低。绝缘铜管母线外面有金属屏蔽、密封、绝缘、外壳接地电位为零。可防止人、动物偶然碰接造成短路，提高安全运行的可靠性，实现免维护运行。

二、现状分析

干熄焦发电系统为发变组单元制接线，根据设计要求安装的发电机出口开关柜与1#主变本体低压侧之间采用5条3×240mm2电缆连接。1#主变本体低压侧与10kV分支柜之间采用2条3×240mm2电缆连接。10kV分支柜与大容量开关柜、电抗器之间采用4条3×240mm2电缆连接。10kVⅠ段进线开关柜与大容量开关柜、电抗器之间采用4条3×240mm2电缆连接。电缆的数量达到了近二十条，致使开关柜内电缆头太多，接线太乱，相与相之间不符合安全距离，有的电缆头已破损，对安全运行带来隐患。送电前我们对两台分支开关柜加装了绝缘隔板，对接线复杂的进行了处理。送电运行后还是出现了电缆头爆炸和放电现象。出现事故后，我们对电缆头进行解剖分析发现电缆头制作工艺存在问题，电缆绝缘层划伤严重，应力管安装位置不正确，电缆偏芯，半导层不均匀，是造成电缆头爆炸的主要原因。鉴于以上情况，如果不进行改造继续运行将酿成更大事故，严重影响干熄焦发电和电力系统的稳定，给生产经营带来巨大损失。

三、改造方案设计

经过现场观测铜管母线走向，研讨制定以下改造方案：

（一）1＃主变低压侧。1.将大容量开关柜由10kV配电室移至电抗器室电抗器南侧，大容量开关柜与电抗器进线和出线采用铜管母线连接，电抗器首端用铜管母线架空敷设至1＃主变低压侧开关上部。2.电抗器尾端用铜管母线架空敷设至10kVⅠ段开关上部连接。3.1＃主变低压侧用铜管母线水平敷设至南墙，穿墙进入10kV室，沿北墙水平敷设至1＃主变低压侧短接触头开关上部。（二）0＃主变低压侧。0＃主变低压侧连接用铜管母线水平敷设至南墙，穿墙进入10kV室，沿北墙水平敷设至0＃高备变开关柜上部，此开关柜须由下引线改成上引线。（三）发电机出口。发电机出口开关柜由下引线改成上引线后用绝缘铜管母线架空敷设至发电小室东墙，穿墙后敷设至汽机主厂房南墙，沿南墙水平敷设至汽机房二层电缆夹层，沿主控楼北墙进1＃主变室，与1＃主变低压侧连接。（四）1＃主变高压侧。从1主变高压开关柜向下进入10kV配电室再穿墙进入1＃主变高压侧。（五）0＃高备变高压侧。从0＃高备变高压开关柜向下进入10kV配电室再穿墙进入0＃高备变高压侧。（六）10kV跨接母线桥。拆除10kVⅠ段、Ⅱ段跨接母线桥，用铜管母线将两侧母线连接起来。

四、技术方案实施

（一）绝缘铜管母线的选型。1＃主变高压侧额定电流624.18A，低压侧额定电流2199.4A；0＃高备变高压侧额定电流390.1A，低压侧额定电流1374.6A，发电机额定电流2062A。根据以上额定电流选择10kV、35kV绝缘铜管母线规则型号，10kV选择适用于户外架空、电抗器室安装的JTMT-12/3150型和适用于电缆沟、电缆层、高压室安装的JTMP-12/3150型两种型号。35kV选择适合用于电缆沟、电缆层、高压室的JTMP-40.5/2000型。

（二）实施过程：1.在焦化厂干熄焦锅炉年修时进行铜管母线改造，未对焦化生产造成影响。干熄焦发电将设备停运，做好停电后的安全措施。2.铜管母线由广州日昭新技术应用有限公司负责施工安装，发电项目部、热电厂负责监督和验收及安全工作，经过20天紧张工作，整个工程完成。3.绝缘铜管母线安装完成后外观用手感、目测检查表面光洁无伤痕，用2500V兆欧表测定绝缘电阻合格（一般>10000MΩ/10m），工频耐压试验1min不闪络，不击穿，并按如下表进行试验。

绝缘铜管母线的工频耐压试验电压（kV）：

绝缘铜管母线的额定电压 出厂、交接试验工频试验电压 预防性试验工频试验电压

10 42 22

35 105 95

绝缘铜管母线通电试运行，现场交接检验，检验产品的性能，本产设计为免维护产品，投运后一般不要求作试验，只有在设备大修时或认为必要的情况下，才进行试验。

五、改造效果

新型绝缘铜管母线在干熄焦发电投入运行后，运行状况优良，现已在莱钢推广使用，目前推广的CCPP发电绝缘铜管母线也已投入运行，正在建设中的2＃干熄焦发电与设计人员研讨后也准备使用新型绝缘铜管母线，新型绝缘铜管母线已初步应用于莱钢的生产中，在电缆方面事故频发的现象得到了有效根治，从根本上解决了电力系统的一大难题，新产品在干熄焦发电的成功应用，减少了事故所造成的损失和维修维护费用，提高了经济效益。根据以往电缆出现爆炸后，将造成设备损坏增加维修费用、发电机停机减少发电量，影响同一系统的热线单位正常生产用电，预计每次损失将近150万元以上，每年电缆爆炸事故最少出现3次以上。铜管母线应用后每年最少可节约300万元。铜管母线改造一次性投资：350m×6000元/m=210万元。铜管母线改造后一年可收回投资成本，并且稳定生产运行，可见经济效益和社会效益是非常巨大的。