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保护断路器设计选型的水电站发电机(一)

时间:2014-03-31 17:09来源:中国电能质量网 作者:江琦 点击:
通常,人们习惯地对单机容量100MVA及以下的发电机组称为中小型发电机。鉴于我国能源综合利用开发的基本国策,自西部大开发以来,特别在西南地区,中小型水力发电机组建设拔地而起,产业结构也已具备了一定的规模,随着市场经济的发展,对于中小型水力发电机保护断路器的

     通常,人们习惯地对单机容量100MVA及以下的发电机组称为中小型发电机。鉴于我国能源综合利用开发的基本国策,自西部大开发以来,特别在西南地区,中小型水力发电机组建设拔地而起,产业结构也已具备了一定的规模,随着市场经济的发展,对于中小型水力发电机保护断路器的设计选型,改变以往使用通用型断路器为发电机型断路器的传统,已是大势所趋。


     1、发电机型断路器与通用型断路器的技术性能比较


     发电机型断路器与通用型断路器在机械特性、绝缘特性和电气特性的表述方式上基本相同。
     如对短路开断电流均以交流分量有效值和直流分量百分数(DC%)表示;绝缘性能均以工频和雷电冲击耐压水平考核;机械特性考核项目等也基本相同。


     发电机型断路器与通用型断路器的不同之处,是前者对某些技术性能的技术参数要求要苛刻得多。因为发电机的电感值较系统相对要大,作为保护断路器在瞬间所承受的直流分量和衰减时间常数均大得多。GB/T14824-1993中规定:在断路器分闸时间加0.01s时,直流分量(DC%)约为68%,衰减时间常数为60ms,显然较通用型断路器的直流分量DC%≤20%和衰减时间常数45ms要大;同时,额定短路关合电流也不相同,发电机型断路器因为直流分量较大,额定短路关合电流(峰值)为额定短路电流的2.74倍,而通用型断路器此值仅为2.5倍;在表述方式上,发电机型断路器的铭牌除标有额定短路电流值外,同时还注明有直流分量(DC%)值,而通用型断路器则仅标有额定短路电流值。


     通过比较可以看出,发电机型断路器较通用型断路器开断、关合条件均要苛刻,型式试验的考核也相对严格得多。


     2、发电机型断路器的主要型式试验考核内容


     依据当前国际通用的ANSI/IEEEC37-013"以对称电流为基础的交流高压发电机断路器标准"规定,对发电型断路器型式试验考核内容主要是:系统源短路的开断与关合、发电机源短路开断和失步开断与关合。其它的型式试验考核与通用型断路器内容基本相同。


     (1)系统源短路的开断与关合试验。发电机型断路器是在非自动重合闸操作顺序下进行。直流分量分DC%<20%及DC%>20%两种条件;瞬态恢复电压(峰值)为1.7倍发电机最高工作电压;瞬态恢复电压的上升率为3.5kV/μs;关合试验按2.74倍额定短路电流(峰值)合并进行的。国外西屋和西门子公司在进行此项试验时,直流分量(DC%)均按75%额定短路电流考核。


     通用型断路器一般都是在自动重合闸操作顺序下进行的。直流分量(DC%)<20%;瞬态恢复电压(峰值)为1.71倍额定工作电压;瞬态恢复电压上升率为0.34kV/μs;关合试验是按2.5倍额定短路电流(峰值)与对称开断试验合并进行。当断路器的分闸时间≥60ms时,则不必进行非对称开断试验。


     上述两种类型断路器的试验考核,均相当于三相试验时首开相或者单相试验时的条件。相比之下,即便是开断电流的数值相同,而发电机型断路器则是在高直流分量和瞬态恢复电压下进行开断,开断条件较通用型断路器苛刻得多。

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