1000MW机组离相封闭母线的设计和制造

摘要

目前，在建火电项目、核电项目和水电项目中单机容量达到1000MW的发电机组将成为国内发电的主力机型。而1000MW及以上机组的离相封闭母线国内目前还没有成功的独立设计经验，没有相应的生产资质，每年要花费大量外汇引进国外技术、购置外国设备。因此开展1000MW机组离相封闭母线的设计和制造的相关研究工作，具有重要的理论价值和极高的工程实用价值。
　　本文根据原300MW和600MW机组的设计经验，经正交优化设计和热平衡计算确定浙江玉环项目1000MW机组的离相封闭母线采用自冷式金属封闭母线，导体尺寸为φ950×16，外壳尺寸φ1570×10，并进行短路电动力校验和热稳定校验。
　　在结构方面采用空调微正压装置作为防凝露装置，在户外部分采用遮阳装置，对导体、外壳的转弯及连接结构，短路板、与设备的连接、伸缩节等结构进行了合理的设计。
　　最后，严格按照国标要求设计制造了原型试验段，于2006年4月在保定天威变压器厂进行了型式试验。绝缘试验由保定天威变压器厂高压试验室完成，温升试验由国家高压电器质量监督检验中心西安高压电器研究所完成。试验结果与理论计算高度一致，各项参数符合国标要求。
　　在制造工艺方面，对大电流封闭母线生产过程的相关的成形工艺、联接工艺、变形工艺、切削工艺、材料性能调整工艺、装配工艺等进行了研究分析。提出了纯铝板材的下料及保护和卷制工艺;给出了纯铜、纯铝熔焊时的实用的工艺参数，应采取的工艺措施;对封闭母线的导电接头的超声波搪锡、真空离子镀银等新工艺经过反复试验，得到了切实可行的工艺路线和工艺参数;针对铝质工件使用不锈钢螺栓连接时的缺陷，直接在底孔上自攻连接的新工艺方法。
　　玉环项目的1＃发电机组已于2006年10日13日并网运行，国内第一套1000MW的离相封闭母线已经过几个月来的运行实践，证明该设备是合理的。
　　本课题研究的完成解决了我厂1000MW机组离相封闭母线的设计制造问题，满足该特大型机组金属封闭母线的国产化生产制造需求，从而使我国摆脱了在该项目上对国外技术的依赖。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 电力工业的发展概况

1．2 封闭母线的发展及国内外离相封闭母线的应用和研究现状

1．3 本课题的主要研究任务

第二章 1000MW机组离相封母线的设计

2．1 离相封闭母线的选型

2．1．1 评估的技术指标

2．1．2 国际上的做法

2．1．3 对大电流离相封闭母线的选型结果

2．2 1000W机组离相封闭母线的优化设计

2．2．1 母线的经济指标及影响因素

2．2．2 母线尺寸的初步选择

2．2．3 母线的正交优化设计

2．3 封闭母线的热平衡计算

2．3．1 母线导体的损耗计算

2．3．2 母线外壳的损耗计算

2．3．3 散热计算

2．3．4 解热平衡方程

2．3．5 热平衡计算的结果

2．4 封闭母线的校核

2．4．1 封闭母线的振动计算

2．4．2 母线短路电动力的计算

2．4．3 封闭母线导体应力的计算

2．4．4 热稳定计算

2．5 封闭母线的结构设计

2．5．1 封闭母线防结露系统的确定

2．5．2 遮阳装置

2．5．3 导体转角段的焊接结构

2．5．4 母线之间的连接

2．5．5 外壳短路接地装置

2．5．6 母线外壳支持结构

2．5．7 母线与设备的连接

第三章 封闭母线的型式试验

3．1 绝缘电阻及工频耐压试验

3．2 雷电冲击耐压试验

3．3 温升试验

3．3．1 测试内容和测点布置

3．3．2 测定仪表和测定方法

3．3．3 检测结果分析及结论

第四章 封闭母线的生产制造工艺

4．1 大电流封闭母线制造情况及母线结构概述

4．2 大电流封闭母线制造工艺系统的组成

4．3 大电流封闭母线制造过程中涉及的零件成形工艺

4．4 大电流封闭母线制造过程中的变形工艺

4．4．1 母线材料表面的保护

4．4．2 铝板的切割下料

4．4．3 母线导体及外壳的卷制

4．4．4 大电流母线伸缩节的制造

4．4．5 封闭母线外壳伸缩节的制造

4．5 大电流封闭母线制造工艺过程中的切削工艺

4．6 大电流封闭母线制造工艺过程中的联接工艺

4．6．1 大电流封闭母线导体及外壳的焊接

4．6．2 封闭母线的机械连接——螺栓连接

4．6．3 母线分段的装配

4．7 大电流封闭母线制造工艺系统中的调整材料性能的工艺

4．7．1 材料的热处理

4．7．2 导电接头的表面处理

4．7．3 封闭母线的油漆

4．8 小结

第五章 结论及展望

参考文献

致谢