发电机断路器的应用和技术条件
发电机断路器的应用和技术条件

发电机断路器的应用和技术条件发电机断路器是电力系统中的一种重要电器,主要用于保护发电机和输电线路。
在电力系统中,发电机断路器可以起到保护电路安全、阻止电路故障传播、限制故障范围和快速恢复系统功能等作用。
本文将对发电机断路器的应用和技术条件进行详细的介绍。
一、发电机断路器的应用1. 安全保护发电机断路器的主要作用是保护电路安全。
当电路故障发生时,发电机断路器会自动切断电路,避免电流过大引起火灾和设备损坏等问题。
在电力系统中,发电机断路器不仅可以保护发电机和输电线路,还可以保护负载设备和其他重要设备的安全。
2. 阻止电路故障传播当电路故障发生时,如果不及时切断电路,电路故障会迅速传播,并引起其他设备的故障,从而影响整个电力系统的正常运行。
发电机断路器可以在故障发生时迅速切断电路,阻止电路故障的传播,保证电力系统的安全和稳定。
3. 限制故障范围在电力系统中,故障发生时,如果不及时限制故障范围,故障会扩大到整个电力系统,从而使电力系统瘫痪。
发电机断路器可以限制故障范围,保证电力系统的正常运行。
4. 快速恢复系统功能在电力系统中,故障发生时,需要尽快恢复系统功能,这样才能保证电力系统的正常运行。
发电机断路器可以在故障恢复后快速切合电路,以保证电力系统的正常运行。
二、发电机断路器的技术条件1. 电气参数发电机断路器的电气参数是指发电机断路器的额定电压、额定电流、额定短路开断电流和额定短路关合电流等参数。
这些参数是评定发电机断路器质量的重要指标,也是发电机断路器应用的重要技术条件。
2. 机械参数发电机断路器的机械参数是指发电机断路器的额定机械寿命、额定机械操作力、额定机械操作次数等参数。
这些参数是评定发电机断路器结构强度和机械可靠性的重要指标,也是发电机断路器应用的重要技术条件。
3. 热参数发电机断路器的热参数是指发电机断路器的额定温升、额定短时热稳定能力等参数。
这些参数是评定发电机断路器的耐热性能和热稳定性能的重要指标,也是发电机断路器应用的重要技术条件。
西门子发电机出口断路器 技术条件范本3AH3818-7

三相真空断路器(3AH3818-7)1 使用环境条件1.1 环境温度上限+40℃下限-25℃1.2 日温差15K1.3 海拔高度<1000m 1.4 安装地点户内1.5 20℃时相对湿度日平均≤95%月平均<90%1.6 抗震强度水平加速度0.3 g垂直加速度0.3 g2 断路器技术条件2.1 额定电压17.5 kV 2.3 额定电流3,150 A2.4 额定短路开断电流a. 系统源测对称分量63kA直流分量75%瞬态恢复电压32.2kV瞬态恢复电压上升速率>=4.5kV/usb. 发电机源测对称分量31.5kA直流分量130%瞬态恢复电压32.2kV瞬态恢复电压上升速率>=1.6kV/us 2.5 额定失步开断电流对称短路开断电流直流分量31.5kA <20%非对称短路开断电流直流分量振幅系数首开相系数瞬态恢复电压恢复电压上升陡度31.5kA>=60%1.51.546kV>=3.2Kv/us2.6 工频耐受电压相间, 对地50 kV断口间50 kV3.2.7 雷电冲击耐受电压相间, 对地95 kV断口间110 kV2.8 热稳定电流63 kA/3s2.9 额定动稳定电流175 kA2.10 额定关合电流175 kA2.11 合闸时间<=80ms2.12 分闸时间一级分励脱扣<=65ms二级分励脱扣<=45ms2.13 燃弧时间<=15ms2.14 分合闸不同期性合闸 2 ms分闸 2 ms2.15 额定操作顺序O-180s-CO-180s-CO 2.16 操作机构弹簧操动机构(可通过电动和手动储能) 2.17.1 分合闸线圈电压DC220V2.17.2 储能电机电压DC220V2.17.3 辅助开关12NO+12NC2.18 冷却方式自然风冷2.19 维修周期2.20.1 时间断路器在IEC60056标准所规定的正常运行环境下终身免维护2.20.2 机械操作次数10,000次2.20.3 负荷电流开断次数3150A 10,000次2.20.4 开断短路电流次数63kA 50kA 30次50次2.21 额定频率50 Hz2.22 小电感电流开断能力操作过电压小于2.5p.u2.23 噪音水平(距断路器2m处) <=115dB3. 基本要求3.1 发电机断路器由一台真空断路器安装使用,由电气指令实现合分闸操作,断路器应为自然冷却。
断路器在哪些领域被广泛应用?

断路器在哪些领域被广泛应用?一、电力系统领域断路器作为电力系统中重要的保护设备,广泛应用于电力输变电、发电机、变电站等领域。
具体应用包括:1. 电力输电线路中的断路器:用于中高压输电线路的开闭操作,保障线路的安全可靠运行。
断路器能够快速切断故障电流,并在故障解除后恢复正常供电,确保电网的稳定运行。
2. 发电机断路器:用于发电机与电网的连接,能够在发电机出现故障时及时将其与电网隔离,保护发电机和电网的安全。
3. 变电站断路器:作为变电站的核心设备之一,用于隔离和切换电力系统中的电流,保护变压器和其他设备的安全运行。
二、工业领域工业生产过程中需要大量使用电力设备,而断路器作为一种重要的保护装置,在工业领域中得到广泛应用。
具体应用包括:1. 低压断路器:用于低压电气设备的开关操作和短路保护,在工业生产中能够提供安全可靠的电力供应和保护设备免受电气故障的损坏。
2. 中压断路器:用于大型工业设备、机械设备等中压电源系统的保护,能够切断故障电流并保护设备免受电弧等损坏。
3. 钢铁冶金领域:断路器在钢铁冶金过程中的高压电源系统中发挥关键作用,确保电力供应的稳定性,避免因电气故障而对生产过程造成的影响。
三、交通运输领域断路器在交通运输领域也有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1. 铁路电力系统中的断路器:用于铁路供电系统中,保障电力传输的可靠性和安全性,确保铁路交通的正常运行。
2. 地铁和有轨电车系统中的断路器:用于地铁、有轨电车等城市轨道交通系统中的电力传输和保护,能够及时切断发生故障的电力线路,保护乘客和设备的安全。
3. 航空和船舶领域:断路器被用于飞机和船舶的电气系统中,以提供电力保护和故障隔离功能,确保飞机和船舶的正常运作。
四、建筑领域断路器在建筑领域中的应用主要体现在以下几个方面:1. 住宅和商业建筑中的断路器:用于保护建筑物内部电力设备的安全运行,避免因电气故障引发火灾等危险。
2. 建筑物的电源切换:断路器可以切换不同电源的接入,确保建筑物在电力故障或其他紧急情况下有备用电源供电,保证正常运行。
普通真空断路器与发电机用真空断路器的区别

普通真空断路器与发电机用真空断路器的区别1、额定电流大2、额定断路电流大3、短路电流非周期性分量大4、瞬态恢复电压上升速率大5、存在失步开断问题GCB(发电机保护用断路器)是发电机出口专用断路器,完全是针对发电机出口回路的特殊技术要求而产生。
与普通配电型断路器相比,具有极强的开断短路电流直流分量的能力和失步开断的能力,极高的机械和电气操作寿命,其三相联动操作机构能提供安全的同步操作,应用GCB还可以减小升压变压器的故障平均恢复时间和发电机的故障平均恢复时间,使电厂的可利用率增加,从而提高电厂的效益,尤其是GCB开断发电机出口延迟过零短路电流的能力,是普通配电型断路器所不具备的.每一种交流断路器的开断都需要有一个电流过零点,电弧会在电流过零点自动地分开。
在某些条件下,来自发电机的短路电流可能具有100ms或更长的延时电流零点。
在发电机空载状态下,如果短路发生在电压最低状态,那么就会出现具有直流分量的非对称短路电流。
尤其是在故障前,当发电机在欠砺磁状态下且具有超前功率因数时出现最高非对称值。
在此条件下,短路电流的直流分量将高于对称分量,并一直保持到延时电流零点。
短路电流的交流分量和直流分量的衰减规律不同,交流分量随着发电机短路次暂态和暂态时间常数按指数递减,直流分量随着短路时间常数按指数规律衰减。
根据发电机不同尺寸和设计结构,这些时间常数值变化很大,当短路电流的交流分量比直流分量衰减得快时,在某段时间内就产生了延时电流零点。
小容量发电机因电感与电阻的比值小,短路时间常数小,直流分量衰减很快,短路一般经数十毫秒,即通过零点,灭弧较易。
而35MW 发电机短路时间常数较大,超过150ms,直流分量衰减慢,短路电流有经数百毫秒也不通过零点的情况。
若发电机出口选用常规配电断路器,断路器动作切断短路故障时会产生异常过电压,灭弧不易。
而需选用GCB,利用断路器触头分离产生很高的电弧电压,来增大与Ra相串联的电弧电阻,使短路电流直流分量快速衰减,从而强迫过零。
发电机断路器简介

ZN65A-12/T4000-63(F)户内交流高压发电机断路器产品介绍2002年8月ZN65A-12/T4000-63(F)户内交流高压发电机断路器介绍一.发电机断路器的应用随着发电机单机容量的不断增大,普通的配电断路器已无法满足发电系统要求,同时,为了提高发电系统的安全可靠性,目前,在发电机与主变、厂变之间普遍采用发电机专用断路器。
对于发电系统而言,发电机出口装设专用断路器具有以下优点;1.简化厂用电切换/操作程序;2.提高发电机、变压器的保护水平;3.简化同期操作,便于检修、调试;4.适应厂网分开的需求。
因此,发电机断路器在发电厂得到了广泛的应用。
二.发电机断路器的特殊要求由于发电系统的特殊性,对发电机断路器提出了特殊的要求,那么,发电机断路器与普通配电断路器相比其技术性能参数有如下特殊要求。
1.额定短路开断电流额定短路开断电流的交流分量有效值推荐为:135MW机组:63kA;300MW机组:80kA;600MW机组:160kA。
额定短路开断电流的直流分量百分数;时间常数τ:当额定电压40.5kV及以下时配电断路器为120ms;发电机断路器为150ms。
2.额定短路关合电流额定短路关合电流峰值为额定短路电流交流分量有效值的2.74倍。
3.额定峰值耐受电流额定峰值耐受电流等于额定短路关合电流。
4.额定失步开断电流额定失步对称开断电流的交流分量有效值,为额定短路开断电流交流分量有效值的50%;额定失步非对称开断的直流分量百分数为50%~60%。
5.额定负荷开、合电流和开、合次数额定负荷开、合电流为额定电流;连续开、合次数规定为50次。
6.预期瞬态恢复电压预期瞬态恢复电压上升率:系统源为4.5kV/µs,发电机源为1.8kV/µs。
三.发电机断路器的现状我国近年来对12kV等级的发电机断路器主要依赖进口。
如ABB、西门子、阿尔斯通等公司生产的产品,进口产品性能优良、可靠性高但价格昂贵。
装设发电机出口断路器优越性的分析

装设发电机出口断路器优越性的分析引言发电机出口断路器是一种用于保护发电机和电力系统的重要设备。
它在发电机出口处安装,用于隔离发电机和电网之间的故障,以确保电力系统的安全运行。
本文将分析装设发电机出口断路器的优越性,从经济、安全和可靠性等方面进行论述。
1. 经济优越性装设发电机出口断路器带来的经济优势主要体现在以下几个方面:1.1 节约维护成本发电机出口断路器能够在发生故障时迅速隔离发电机和电网,避免故障蔓延和造成更大的损失。
相比于其他保护措施,如限流器和保险丝,断路器的维护成本较低。
断路器具有更长的使用寿命和较少的维修周期,减少了设备维护的频率和成本。
1.2 提高电网稳定性装备发电机出口断路器可以减少因故障而导致的电网中断时间,提高电网的可靠性和稳定性。
当发电机出现故障时,断路器可以快速切断故障电路,防止故障扩散到整个电网。
这样可以减少停电时间,降低负荷损失并提高客户满意度。
1.3 降低设备损坏风险在发电机和电网之间安装断路器可以降低设备损坏的风险。
当发生故障时,断路器能够快速切断故障电路,减少电力设备受到的冲击和损害。
这可以延长设备的寿命,减少更换和修理的费用,从而降低电力系统的运营成本。
2. 安全优越性装设发电机出口断路器带来的安全优势主要表现在以下几个方面:2.1 防止电弧故障发电机出口断路器能够有效防止电弧故障引发的火灾和爆炸。
当电流过载或发生短路时,断路器能迅速中断故障电路,切断电流。
这可以阻止电弧持续存在,并防止电弧引发的火灾和爆炸。
因此,装备发电机出口断路器可以提供更高的电气安全保障。
2.2 防止人身伤害发电机出口断路器可以防止电击事故,保护操作人员免受电流冲击而导致的伤害。
当存在电流故障时,断路器可以迅速切断电路,阻止电流通过人体,从而避免电击事故的发生。
这为操作人员提供了更高的工作安全性。
2.3 增强系统可靠性装备发电机出口断路器可以提高电力系统的可靠性。
断路器能够迅速切断故障电路,减少故障对整个系统的影响。
发电机出口断路器应用好处

发电机出口断路器应用好处1保护发电机在发电机出口发生非对称短路或承受不平衡负荷时,GCB可以迅速切除故障,防止发电机遭受损坏。
发电机带不平衡负荷运行、外部或内部发生非对称短路时,转子本体表面将感应出两倍工频涡流,在转子中引起附加发热。
同时,两倍工频的交变电磁转矩使机组产生倍频振动,引起金属疲劳和机械损伤。
2保护主变和高压厂用变采用GCB后,不论是发生操作故障或系统振荡时,还是发电机、变压器内部发生故障时,都可以提高其保护功能的选择性,从而提高机组安全运行的可靠性。
在发生操作故障或系统振荡时,只需要能迅速断开GCB即可,而不用切换厂用电源。
故障消失后,发电机与电网之间可以通过GCB快速恢复连接并网,避免了由于厂用电源的切换故障造成全厂停电事故。
当发电机内部发生故障时,可以在不切换厂用电源的情况下,切除有故障的发电机,保证了发电机有选择地进行保护跳闸,简化了保护方式的接线,而且机组内部的故障不需要动作于高压断路器,从而避免了厂用电源的切换,这对于消除一些瞬时性故障,特别是来自于锅炉、汽机的热工误发信号,尽快恢复机组运行和避免误操作而导致的事故是非常有利的。
对故障发生率比较高的变压器内部故障和变压器接地故障,GCB开断时间相对发电机灭磁的时间(数秒)要快得多,大大减小了故障电流对变压器的危害程度,有利于缩短维修时间,减少直接和间接经济损失,可提高电厂可用率0.7%~1%。
3可省去启备变,简化厂用电源切换操作程序安装GCB后,机组启停电源可经过主变倒送至厂用变,可省去启备变,机组起停机或故障只需跳开GCB而不需跳高压系统断路器,减少了在没有GCB时厂用电源切换的操作程序,降低了运行难度,提高了系统的可靠性。
4提高机组保护的选择性当发电机发生内部故障时,GCB迅速跳闸,使发电机与电网隔离,而不必连主变压器一并切除,停机厂用电源仍可由系统通过主变压器倒送,从而避免了厂用电源系统的事故切换,这样减轻了运行人员的压力,为迅速处理故障创造了条件。
发电机断路器

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六、主要特点及技术创新点
▪断路器安装方式为底部安装, 安装的稳定性和方便性得到很 大提高。 ▪使断路器安装后受到的外部 作用力达到最小,更有利于断 路器机械参数的稳定。 ▪设计有专门的部件用于起吊 和叉车作业而不会对断路器造 成伤害。
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六、主要特点及技术创新点
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七、型式试验情况介绍
主、辅助和控制回路的绝缘试验 主回路电阻测量 温升试验 短时耐受电流和峰值耐受电流试验 常温下机械操作试验 断路器机械寿命试验 短路电流关合和开断试验 电寿命能力试验 失步开合能力试验 负荷电流开合试验 噪声试验
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谢谢大家!
EVH4系列
户内高压交流发电机断路器
张炜
一、产品概述
EVH4户内高压交流发电机断路器 适用于三相交流系统,额定频率50Hz, 额 定 电 压 为 18kV 及 以 下 , 额 定 电 流 3150A~6300A , 额 定 短 路 开 断 电 流 50kA~80kA。用于安装在发电机和升压 变压器或发电机和发电厂厂用电变压器 之间,可供发电厂发电机设施的保护和 控制之用。
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六、主要特点及技术创新点
❖EVH4-15发电机断路器配用GLS型 改进型弹簧机构—— “集成化的整体 式操作机构”
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六、主要特点及技术创新点
• 结构简单、零部件少,体积小、 重量轻,操作按钮、状态指示 分布整齐;
• 功能齐全,可靠性高; • 采用摆动式压缩合闸弹簧; • 该弹簧机构已获国家发明专利。
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五、基本结构
EVH4-15 发电机断 路器内部 基本结构 图
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发电机断路器的应用和技术条件张希泰1,弋东方2(1.天水长城开关厂,甘肃天水741018;2.西北电力设计院,陕西西安710032)摘要:文章介绍了发电机断路器的现状、应用范围及特殊技术要求,为开发此类产品提供了技术参考。
关键词:发电机断路器;技术条件;应用发电机断路器作为发电机主回路的重要设备,已在国外发电厂中得到广泛应用。
近年来,国内一些大中型发电厂的应用也日渐成趋势。
1发电机断路器的应用单机容量为50 MW及以下的小型电厂,一般设有发电机电压母线,以直配式方式供电。
现有国产的6~10 kV中压真空或断路器,其额定电流、开断电流等主要技术性能已基本能满足运行要求。
小型电厂因其效率低、成本高、浪费资源、污染环境等原因,国家已明令限制发展。
因此,这里不讨论小型电厂用发电机断路器。
1.1发电机断路器在大型电厂中的应用单机容量为300~600 MW的大型发电厂,传统采用发电机——变压器单元接线方式,18~20 kV的发电机电压直接通过主变压器升高到220~500 kV电压,然后汇流送出。
机组的厂用电则从发电机与变压器之间分支。
以送出电压为500 kV 2台300 MW机组为例,电气主接线如图1所示。
发电机(F)与变压器(B)之间不允许短路,同时为了解决大电流引起的钢构发热,在发电机与主变、厂变之间的导体采用离相封闭母线。
启/备变的作用是给电厂提供启动和备用电源。
当电厂附近没有变电站,而需要从较远处引接送电时,投资会大幅增加,而且还会有电相角偏差等其它技术问题。
如果启/备变的高压侧直接从本厂500 kV升压站引接,代价也非常昂贵。
这时,如图1虚线所示,在发电机出口加装一台断路器(CB)会有以下优越性:提高电厂的整体经济性,初期投资和运行费都会降低;提高供电可靠性,减化操作程序;改善保护性能,提高安全性;增加电厂运行的灵活性,适应多种运行方式;缩小继电保护分区,提高保护的动作选择性和故障分辨能力。
自1969年第一台发电机断路器诞生以来,发电机——断路器在世界各国得到了广泛应用。
据国际大电网会议(CIGRE)统计,目前全世界有超过50%的核电厂与超过10%的火电厂采用了发电机断路器。
近年来,国内核电站、水电站以及新近建设的火力发电厂也都装设了发电机断路器。
核电站如秦山、大亚湾等;水电站如四川二滩、广西岩滩、青海李家峡、黄河小浪底、广东从化等;火电厂如广东沙角C电厂、河南沁北(在建)、湖南黄冈(在建)等。
国内大容量以及安全性要求高的机组中装设发电机断路器已渐成趋势。
我国每年新建的大型机组在30台以上,而在发电机出口装设断路器(CB)的需求,也日渐增长。
1.2发电机断路器在中型电厂中的应用单机容量为100~135 MW的中型电厂,也都是采用发电机——变压组单元接线方式。
不过,它是从13.8 kV升压到110~220 kV。
机组厂用电也是从发电机与变压器之间引接,如图2所示。
所不同的是,这种机组在发电机到变压器之间,不采用离相封闭母线,大多是槽形母线构成的共箱母线桥,不能杜绝短路的发生。
所以,在发电机出口装设断路器(CB1)和在厂用变压器高压侧装设断路器(CB2)是必要的。
它增加了发电厂运行的安全可靠性和操作灵活性。
CB1和CB2安装位置不同决定了它们不同的运行工况和技术要求。
虽然,中型电厂在限制发展。
但我国每年的在建和新建项目总量仍然相当可观,每年仍有数十台发电机投入运行。
2发电机断路器的工作条件及技术要求发电机断路器属中压范畴,与配电用断路器相比,有其共性,也有自己突出的个性,需要区别对待。
2.1环境条件DL 427-1991《户内型发电机断路器订货技术条件》规定如下:环境温度分级:+40 ℃~-15+40 ℃~-25 ℃允许在-35 ℃条件下储运周围空气温差:15 ℃海拔:1 000 m及以下地区1 000~3 000 m地区耐受地震能力:水平加速度:0.15 g,0.3 g地震强度:8度,9度瞬间噪音:<115 dB2.2型式结构根据工程实际需要,通过技术经济比较,分析确定发电机断路器的型式。
其基本分类如下:a. 型式少油型、压缩空气型、型、真空型。
b. 操作机构电磁式、压缩空气式、液压式、弹簧式。
c. 本体结构立式、卧式(大型机型适合配卧式,中型机型适合配立式)。
d. 冷却方式强制水冷、自然风冷、强制风冷、强制水冷和强制风冷,将根据额定电流大小,发热情况和结构型式而定。
e. 操作方式三相联动(电气或机械)。
f. 操作频度承担调峰任务的水电厂或抽水蓄能电厂有较频繁的操作,其它为一般。
2.3通用技术要求这里是指与普通的配电用断路器雷同的一些技术要求。
2.3.1额定最高工作电压及绝缘水平DL 427-1991《户内型发电机断路器订货技术条件》分别给出了额定最高电压及相应的绝缘水平,见表1。
2.3.2额定电流发电机断路器的额定电流应为发电机额定电流的1.05倍,即发电机回路的持续工作电流。
选用R10系列,可在以下数值中选取:1.25、1.6、2.0、、4.0、5.0、6.3、8.0、11.0、12.5、14、16、18、20、22、25、31.5、40、50 kA 等。
考虑到断路器是没有过负荷运行能力的,此时断路器工作的周围环境温度也高,特别是卧式全封闭结构,因此断路器的额定电流的取值应比回路最大工作电流大,建议见表2。
2.3.3额定频率额定频率为50 Hz、60 Hz。
2.3.4额定热稳定电流及其额定持续时间额定热稳定电流等于额定短路开断电流,持续时间一般为1 s。
2.3.5额定动稳定电流额定动稳定电流为峰值电流,等于额定开断电流的2.8倍。
2.3.6额定关合电流额定关合电流等于额定动稳定电流。
2.3.7时间参数额定值三相分闸不同期性:相间≤5 ms;三相合闸不同期性:相间≤10 ms。
2.4关键技术要求发电机回路电气设备工作的特点是:额定电流大、短路电流大、直流分量含量高、失步开断等。
额定电流已为前述,下面仅讨论几个关于开断方面的问题。
2.4.1额定开断电流(对称值)如图3所示,K1、K2、K3不同短路点对GCB和TCB的要求是不同的。
对GCB 而言,K1点短路通过的是系统源提供的短路电流;K2点短路通过的则是来自本机组发电机源提供的短路电流。
由于主变压器及系统的短路电抗之和总低于发电机的次暂态电抗(X″),所以系统源提供的对称短路电流总大于发电机源提供d的短路电流。
IEEE Std C37.013给出的算例中,发电机额定容量为588 MVA,机端额定电压21 kV,高压厂用变压器容量为2×35 MVA。
计算结果,系统源提供的短路电流为105.9 kA,厂用高压电动机提供6.14 kA,合计为112.04 kA。
一般中型机组还要装设TCB。
虽然回路额定电流不大,但K3短路时通过的短路电流却为系统源和发电机源提供的短路电流之和。
发电机提供70.8 kA,则总和达到105.9+70.8=176.7 kA。
推荐的额定开断电流对称值如下:300 MW机组GCB:80~100 kA;600 MW机组GCB:160~180 kA;135 MW机组GCB:63 kA;TCB:80 kA。
2.4.2额定开断电流(非对称值)短路电流中常伴有直流分量。
直流分量的衰减与系统的X/R有关。
由于系统参数的不同,直流分量衰减常数也不同。
国际电工委员会(IEC)给出的通用值为X/R=15。
相当于T=0.04~0.047 s。
我国国标考虑到常用配电断路器的固有分闸时间,规定出配电断路器的直流分量的开断能力一般为周期分量幅值的20%。
发电机断路器所处的位置X/R非常小,直流分量衰减时间较长,如图4所示。
在相同的开断时间内,直流分量的含量很高。
特别是发电机源(K2点短路)比系统源(K1点短路)提供的短路电流中,直流分量含量更高。
同样,虽然厂用支路中的TCB额定电流不大,但开断短路电流的周期分量和直流分量都非常之大。
据IEEE估计,大中型机组发电机出口短路其非对称度可达到110%~130%(非对称度为直流分量与周期分量幅值的比值)。
非对称值的开断往往超过了额定短路开断电流对称值。
2.4.3失步开断失步状况是在断路器操作瞬间,由于发电机和电力系统之间失去同步或达不到同步而引起的一种不正常回路状况。
此时在断路器两边电压的旋转向量之间出现了相位差,这种相位差有可能超过正常值,甚至高达180°。
显然,在失步状态下,断路器的合分能力将下降。
这对发电机断路器将提出苛刻的条件。
在全反相开断(失步角180°)情况下,额定失步开断值为额定短路开断电流值的25%。
如果不考虑全反相开断,例如,仅设定最大失步角为90°,其额定失步开断电流用不大于额定开断电流的50%。
试验条件见表3。
2.4.4暂态恢复电压由于回路参数的不同,发电机断路器在开断时将面临高的暂态恢复电压陡度,其原因是回路分布电容较小,而发电机电抗也较小,导致断路器开断时引起的高频振荡频率甚高,陡度甚高。
因为:式中L为MH级、C为pF级,估计振荡频率可达10.4~10.5 Hz。
西门子公司生产的发电机断路器,通过的恢复电压陡度试验达到4.5~10 kV /μs,而普通配电断路器,IEC 56规定为0.24~0.57 kV/μs。
为了降低或改善恢复电压陡度,国外一些厂家生产的发电机断路器,在其两侧都配有吸收电容器。
如果装设阻容吸收器,不仅能降低频率,降低陡度,还能降低截流过电压。
尚未见到该装置的真型试验报告及相应示波测试图。
关键问题是阀片吸收能量能否满足短路电流的能量;弧压降不大,能否保证阀片如期导通。
3小结a. 发电机断路器在中大型电厂中的应用有增长趋势,前景广阔。
国内制造水平和产量远不能满足要求。
b. 发电机断路器的工作条件有其特殊性,研发制造时应充分把握其技术关键和控制难点。
参考文献:[1]DL 427-1991,户内型发电机断路器订货技术条件[S][2]GB/T 14824-1993,发电机断路器通用技术条件[S][3]GB 1984-1989,交流高压断路器[S][4]DL 402-1999,交流高压断路器订货技术条件[S].。