大容量发电机断路器主要特性分析

于 １００ＭＷ及 以下 的发 电机 组 。
合 ，根 据磁 通 守恒定 理 ，定子绕 组将 产 生感应 电流
文 中分析 了大 容量 发 电机 断路 器 的 主 要参 数 ， 以阻止 气 隙磁场 的变 化 。短路 时刻 同步 电机磁 场分
布示意 如 图 １所 示 。
作 者简 介 ：郑 珊珊 （１９８２一），女 ，工 程 师 ，本科 ，从 事大 型水 电站 电气 设计 工 作 ； 任 洪涛 （１９８９一），男 ，工 程 师 ，硕士 ，从 事大 型水 电站 电气 设计 工作 。
在 多种类 型发 电厂 中得 到广泛 应用 ｎ ］。
化 导致 定子 绕组 与转 子绕 组 电流 相 互影 响 ，从 而使
目前 商用 发 电机 断路 器主 要 有 ＳＦ 型 断路器 和 短路过 渡过 程变 得非 常复 杂 。 由于 发 电机 空载 短路
真空型断路器两种。压缩空气型断路器 由于其尺 时短路 电流 最大 ，文 中主 要研 究发 电机 出 口空载短
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大容量发 电机 断路 器ｉ要特 性分析
电工 电．＿【 （２０１６ Ｎｏ．４）
电机 容量 交流 发 电机 断路器 》 中推荐 发 电机 时 间
常 数 值 为 １５０ＩｌｌＳ，《水 电站 机 电设计 手 册 》 中推 荐
０ 引 言
为设备选 型提 供参考 。
发 电机 断路 器 （Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ， Ｉ 发 电机 出 口故 障特 点 ＧＣＢ）是联 结 于发 电机 和 变 压器 之 间 的大 电流开 关
设备 ，由于 其具 有能够 提 高厂用 电可 靠性 和灵活 性 、
同步发 电机 出线突 然 短路后 ，短 路 电流 峰值可
发 电机 空载 时 ， 由于 定子绕 组 开路 ，气 隙主磁
上 的发 电机组 。真 空 型发 电机断 路器 额定 电压 一般 通 。仅 由励磁电流 建立，对于定子绕组而言是
为 ｌ５ ｋＶ及 以下 ，额定 电流 为 ６ ３００ Ａ以下 ，主 要用 一 个频 率 为 的交变 磁场 。短 路后 ，定子 绕 组 已闭
提高 发 电机组 和主 变压 器 的可靠 性 、改善 机组 同期 达 额 定 电流 的 ２０倍 ，这 是 因为 突然 短 路 过程 中发
条件 、满 足机 组频 繁启 停 、简化 继 电保 护接 线等 技 生于 同步 电机 内部 的物 理现 象与 稳态 短路 有很 大 区
术优 势 ， 以及 制造 水平 和运 行经 验 的成熟 ，近 年来 别 ，电枢 电流和 相应 的 电枢磁场 幅值 会发 生突 然变
寸 大 、操 作 过程 中机 械 振动 较 大 ，现 已很 少应 用 。 路后短 路 电流直 流分量 的产 生与 发展 。
Ｓ 型 发 电机 断路 器额 定 电压 一般 为 ２４ ｋＶ和 ３６ ｋｖ， １．１发 电机 出 口短 路直 流分 量的产 生
额 定 电流 一般 在 １０～ ２４ｋＡ，通常用 于 ３００ＭＷ及 以
关键词 ：发 电机 断路器 ；非周 期分量 ；瞬态恢复 电压 中图分类号 ：ＴＭ５６１ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编号： １００７—３１７５（２０１６）０４—００４０—０３
Ｋ ｅｙ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｇ ｅｎｅｒａｔｏｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒｓ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ－Ｃａｐａｃｉｔｙ
电工 电．＿【 （２０１６ Ｎｏ．４）
大容量发 电机断路器主要特性分析
大容 量发 电机 断路器 主要特 性分析
郑珊 珊 ，任洪涛
（华 东勘测设计研 究院有 限公 司 ，浙江 杭 州 ３１００１４）
摘 要 ：发电机断路器 具有额定 电流大、开断短路 电流 直流分量高、开断瞬态恢复电压 （ＴＲＶ）上升快 等特 点，分析了这些特点产生的原因，并阐述 了 目前解决这些特 性问题 的主要方法，即利用 电弧特性避免 短路 电流长延时过零 、断路器两端加装吸收电容 限制 ＴＲＶ上升率，为大容量发 电机选型提供参考 。
ＺＨＥＮＧ Ｓｈａｎ—ｓｈａｎ，ＲＥＮ Ｈｏｎｇ－ｔａｏ （ＨｕａｄｏｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒｓ ａｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｌａｒｇｅ ｒａｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ，ｈｉｇｈ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｃｕｔ－ｏｆ ｓｈｏｒｔ－ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｆａｓｔ ｒｉｓｉｎｇ ｃｕｔ－ｏｆ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎ ｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ．Ｔｈｅ ａｒｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｓｈｏｒｔ·ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｎｇ ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ ｚｅｒｏ— ｃｒｏｓｓｉｎｇ ａｎ ｄ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｄ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｌｉｍ ｉｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ａｄｄｅｄ ａｔ ｂｏｔｈ ｅｎｄｓ ｏｆ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒｓ ｔｏ ｃｏｎｆｉｎｅ ｔｈｅ ｒｉｓｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ＴＲＶ，ｓｏ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ；ａｐｅｒｉｏｄｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ；ｔｒａｎ ｓｉｅｎｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｖｏｌｔａｇｅ