发电机出口设备基础知识培训教材

发电机中性点通过变压器阻 抗接地
主要目的是限制发电机单相 接地时的暂态过电压，防止暂态 过电压破坏定子绕组绝缘。 中性点变压器的作用：
1. 可以使二次侧的小电阻在 一次侧呈现出大电阻；
2. 可以在变压器二次侧抽取 零序电流作为发电机接地保护的 判据。
2. 启动刀、拖动刀（0*GEV001JS/002JS）
发电机出口设备 基础知识
主要包括：
一、开关 1.发电机出口断路器 2.电气制动开关 3.SFC/厂高变电源开关 二、隔离刀 1.发电机中性点地刀 2.启动刀、拖动刀 3.换相刀闸 4.接地刀闸（机组出口、GCB与换相刀之间、主变低压侧） 三、其他 1.发电机主母线 2.启动母线/启动母线隔离刀闸 3.PT/CT/限流电抗器/避雷器
启动母线和启动母线刀闸形成机组 P/CP启动时的电气回路，启动母线刀闸由 机组公用LCU给出命令控制分、合闸。
启动母线刀闸两边的接地刀闸，根据
检修工作的要求进行操作，保证工作地点 的安全。
3. CT/PT/限流电抗器/避雷器
CT型式：单相、户内、干式 设备参数：
1 额定电压： 24kV 2 设备工作电压： 18kV 3 额定一次电流：
一、开关
1. 发电机出口断路器(Generater circuit breaker)
基本参数：
型号：HECPS-3S SF6额定压力（20℃）：0.62MPa 厂家：ABB 额定电流：13.5kA 额定电压：24kV 短路开断峰值电流：300kA 短路开断电流：100kA 分闸时间≤40ms 合闸时间≤50ms 操作电压：220DC 操作机构型号：HMB 4. 操作机构类型：液压弹簧操作
1、可以实现刀闸驱动手动和电动的转换； 2、实现刀闸合闸位置和分闸位置闭锁。
泵启动、拖动刀闸由机组LCU根据机 组P、CP工况选择的拖动方式（SFC或BTB） 控制分、合。
用于机组泵工况或泵工况调相BTB方式 启动中，此时拖动机组的拖动刀合上，启动 刀断开，被拖动机组情况相反。在SFC拖动 方式中，启动刀合上，拖动刀断开。
操作机构结构 1、储能电机
2、储能弹簧
3、控制单元
4、弹簧能量释放手柄
5、防断路器慢分机构
失压慢分是指断路器在合闸状态下,液压 机构突然失压,一些由差动原理形成相对稳定 状态的阀体在复位弹簧的作用下移动复位到 分闸位置,在液压系统压力重建过程中,断路 器缓慢分闸,造成慢分事故。
防慢分装置
二、隔离刀
1.中性点刀闸
发电机中性点地刀（0*GEV021JS）：
正常情况下，发电机中性点地刀在合闸位置。 只有当该机组作为拖动机组开始BTB（back to back）启动其他机组时，中性点地刀由机组LCU 发令拉开，拖动完成后，中性点接地刀由机组 LCU发令恢复合闸状态。
通常作为发电机定子绝缘测量点，断开中性 点地刀后在其上端测发电机定子绝缘。
厂高变电源开关（6*/7*LGB001TB）
每台机组均有供厂高变18kV电源开关，#1、 #3(#5、#7)机供#1（#3）厂高变，#2、#4（#6、 #8）机供#2（#4）厂高变。
每台厂高变两路电源开关互为备用，当主 用电源上端失电时，切换至备用电源供电。 每个供电开关下端均有接地刀闸（厂高变高压 侧接地刀），操作过程中应密切关注地刀状态。
一次绕组： 额定1min 工频耐受电压（有效值） 50kV 额定雷电冲击耐受电压（峰值） 125kV
二次绕组： 额定1min 工频耐受电压（有效值） 3kV
8 电流互感器配置说明
A1
M
B
M
C1
M
A2
C2
M
M
换相刀外部图
内部图
4.接地刀闸
Enclosure: 开关`
发电机侧接地开关
主变侧接地开关
机组出口地刀（0*GEV011JS）
机组检修时接地用，与出口断路器及换相开关配 套,为三相联动电动操作方式，与出口断路器之间有 可靠的电气及机械闭锁。
另两组地刀：机组出口开关与换相刀之间地刀 0*GEV012JS、主变低压侧地刀0*GEV013JS均为设备 检修时作为接地点保证工作安全，根据检修范围的 不同投入相应地刀。
三、其他
1.发电机主母线（IPB：Isolating Phase Busbar）
母线分相封闭，每相母线套管内由Y型绝缘子支撑导电 母线，空气绝缘，设有检修窗口，无观察孔。
检修窗口
2.启动母线/启动母线隔离刀闸
启动母线联络刀闸
技术参数：
(1) 型式/数量
刀闸/单相
(2) 额定电压
24kV
(3) 最高工作电压
发电机出口断路器为户内卧式、SF6气体灭弧，三相联 动，设有一个合闸线圈(220VDC CLOSE),二个分闸线圈 (220VDC Trip II和220VDC Trip I),具有防跳和防失压慢分 能力。外壳防护等级不低于IP54。
断路器的防跳是指：防止在外部断路器合闸信号持续 （遥和信号持续、合闸按钮或转换开关粘连）时，断路器合 于故障后跳闸，断路器合闸回路再次接通，导致断路器多次 分合闸。
在拖动机组开始BTB（back to back）启动其他机 组时，中性点地刀由机组LCU发令拉开的原因：
在BTB启动时，若不拉开拖动机地刀将使拖动机组 及被拖动机组的100%接地保护同时作用，当两套100% 接地保护的外加20Hz电源相位相反时，两套保护将失 效。
定子100%接地保护：采用外加20Hz电源方式，在 低频运行时，流过定子的少量低频不平衡电流会造成 定子100%接地保护误动。惠蓄100%接地保护在15~25Hz 时自闭锁。
25.3kV
(4) 额定电流
3150A
(5) 额定峰值耐受电流 450kA
Hale Waihona Puke (6) 额定短时耐受电流 160kA
(7) 短时耐受时间
1s
(8) 绝缘水平
1）额定1min工频耐受电压 60/80kV
2）额定雷电冲击耐受电压 125/150kV
启动母线上
有两个呼吸 器，启动母 线联络刀闸 两侧各一个。
位置指示说明
1、断路器位置指示器：绿色底白色O 表示断路器在断开位置，红色底白 色I表示断路器在合闸位置； 2、断路器操作装置油位观察孔:如果断 路器在合闸位置，正常油位应在观察 孔1/2的位置；如果断路器在分闸位 置，正常油位应在观察孔2/3的位置； 3、GCB操作机构碟形弹簧位置指示； 如果弹簧的白色线位于左边的位置，表 示弹簧处于储能状态，位于右边位置， 表示弹簧处于能量释放状态。
，闭锁点压力值为0.54MPa（20oC）在该区域，SF6气体密度监视继电器既发出报警同 时闭锁GCB进行合、分闸操作；
5、黑色区域：运输区域，在GCB 运输过程中在断路器灭弧室内充入 SF6气体使灭弧室带正压，防止空 气进入灭弧室，同时也可以用来监 视在运输过程中灭弧室是否漏气； 6、位于运输区域下方的红色区域 ：SF6气体的压力值低于运输压力 区域，在该区域，断路器不具备操 作条件，同时在设备到货时如果压 力处于该区域，说明在运输过程中 灭弧室可能有损坏，需要联系制造 商到现场处理。
换相隔离开关
为三相五极、户内水平布置、带封闭外壳与离相 封闭母线相连接、空气绝缘、自然冷却、电动，外 壳防护等级IP54。采用ABB 生产的HECPS 3 在80 ％ ～110 ％的交、直流额定电压下，均应能顺利地进 行分、合操作。
作用与结构
“A”
GENERATOR MODE
“B”
“C”
MOTOR MODE
电气制动开关（0*GEV002JD）
在机组正常停机或非机组电气故障跳机，机组转速 为50%Vn时，电气制动开关投入。机组电气故障跳机时， 电气制动不投入。
机组非电气事故停机时，投入电气制动开关时，将 发电机出口三相短路，然后再在转子回路加励磁，此时 定子电流产生纯去磁电枢反应，定子磁动势与转子磁动 势相反，达到制动目的。
制动刀 SF6压力
表
3. SFC/厂高变电源开关
SFC电源开关（60（70）LGB001JD/002JD）
A（B）厂SFC有两路供电电源，#1(#5)机侧 60(70)LGB001JD和#3(#7)机侧60(70)LGB002JD。两 路电源开关互为备用方式，正常运行方式是其中一个电 源开关在合闸位置，控制方式为remote；另一个电源 开关在试验位置，二次插头连接正常，控制为local。 当主用电源机组检修时，手动切换至备用电源供电。 两个开关下端共有一组接地刀闸。
二、GCB的内部结构
1、断路器灭弧 室 2、SF6气体密 度指示计和充气 口 3、液压弹簧操 作机构
1、BTB拖动刀 2、接地刀闸 3、SFC启动刀
1.电压互感器 2.电流互感器 3.浪涌电容器
三、GCB操作机构
液压弹簧操作机构的原理
液压弹簧操作机构的工作原理：由储能油泵给碟形弹簧 储能，碟形弹簧作用于高压油缸使油带压，实现机械能转换 成液压能源。快速开关转换阀转移液压能源使活塞实现关闭 操作以及开放作业。活塞运动实现断路器的分合闸。
启动刀、拖动刀操作方式为电动操作
三相异步电机技术参数: 额定电压：380V AC 额定频率：50Hz 额定功率： 550 W 额定电流：2A 启动时电流(峰值):<20A
刀闸的操作机构的工作原理
驱动电机带动齿轮旋转，齿轮旋转转换为刀 闸操作连杆的线性运动，带动刀闸操作拐臂去 分合刀闸.
各刀闸的辅助开关装配有具有保险功能的钥 匙闭锁：
进行机组隔离时，启动/拖动刀闸均锁 在分闸位置。
BTB启动机组抽水有四个过程： 加速阶段 同期阶段 停拖动机阶段 完成阶段
原始状态
加速阶段
同期阶段
完成阶段
SFC启动机组抽水有三个过程： 加速阶段 同期阶段 完成阶段