发电机出口断路器性能分析与选择

  仪器信息网 ·  2009-05-20 21:40  ·  7609 次点击
摘要:出口断路器在电厂设计中应用越来越广泛。对发电机出口断路器技术性能进行了分析,对发电机型断路器型式选择方法进行了研究,并对设计中的注意的事项进行了阐述。
关键词:出口断路器;发电机;选择
1概述
根据《火力发电厂设计技术规程》相关规定:一般情况下发电机出口是不宜或不应加装出口断路器的,只有当技术经济合理或机组主接线设计为扩大单元或两组发电机双绕组变压器作联合单元连接等情况时才会加装出口断路器。但是,近几年的电厂设计中,在进行电厂技术经济合理性比较的基础上,出口断路器在电厂设计中应用越来越广泛。
2出口断路器优势分析
在技术上加装发电机出口断路器可提高机组的安全运行可靠性,具有以下几点。
2.1提高发电机和变压器保护水平,缩小故障范围当出现发电机内部故障时,发电机出口因加装了出口断路器,可以快速的将发电机从系统中切除,而厂用分支电源因发电机的安全切除而不受任何影响,进而在事故状态下保证机组的安全停机。
2.2保证系统故障时厂用电源的稳定性
按常规方式,在系统发生振荡时,厂用电系统事故切换很难成功,厂用电源容易失去,事后处理比较困难。如采用出口断路器方案,出口断路器跳闸,发电机灭磁,维持转速,厂用电不受影响,避免因系统振荡引起的长时间停机事故,缩短因系统故障的事故处理时间和简化处理程序。
2.3简化厂用电切换程序
当发电机出口装设断路器后,发电机组起、停的厂用电源是通过主变压器倒送电经厂用高压工作变压器获得,从机组起动直到发电机并网带负荷,反之从发电机减负荷到发电机解列停机,整个过程都无须进行厂用电切换操作。既保证了机组的安全可靠运行,又可以省去一系列相关设施及费用,在电厂投资上不会因为增加出口断路器而对投资方案的经济性有太大的影响,而且从长期运行经济性来说更是十分可观的。
2.4发电机型断路器技术性能分析
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。
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。
3发电机型断路器选择内容与方法
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,其他的型式试验考核与通用型断路器内容基本相同。
3.1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%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。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%)

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