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1、中小型发电机出断路器的选择 本钢设计研究院卢政伟 本钢房地产开发公司 王彤伟 【摘要】 通过对发电机断路器与通用型断路器技术性能比较，及发电机型断路器型式实 验考核内容，论述了发电机型断路器的选择方法。 【关键词】 通用型断路器发电机型断路器型式实验设计思考 我们在设计过程中，接触和使用比较多的是通用型断路器，在以往中小型发电机设计中，由于受装备技术水平和电厂条件限制，中小型发电机往往使用通用型断路器，其性能往往满足不了保护要求。随着技术水平进步，产品的更新换代和电厂装备水平的提高，我们在一些工程中使用了一些发电机出断路器。例如，在本钢发电厂三电车间。机组改造中，我们淘汰了原有的老旧的型开关，
2、使用了西门子公司的型发电机出口真空断路器，在本钢发电厂新电厂吨燃高炉煤气锅炉及前置发电机工程中，我们使用了公司的一型六氟化硫发电机断路器。通用型断路器和发电机出口断路器在性能和选择，使用上有着很大的区别。 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（）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
3、瞬间所承受的直流分量和衰减时间常数均大得多。中规定：在断路器分闸时间加时，直流分量（）约为，衰减时间常数为，显然较通用型断路器的直流分量和衰减时间常数要大；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）为额定短路电流的倍，而通用型断路器此值仅为倍；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（）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。砰些皇墅堂窒堕塑塑竺坠： 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“
4、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。 （）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。直流分量分及两种条件；瞬态恢复电压（峰值）为倍发电机最高工作电压；瞬态恢复电压的上升率为；关合试验按倍额定短路电流（峰值）合并进行的。西门子公司在进行此项试验时，直流分量（）均按额定短路电流考核。 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（）；瞬态恢复电压（峰值）为倍额定工作电压；瞬态恢复电压上升率为斗；关合
5、试验是按倍额定短路电流（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。 （）发电机源短路的开断试验。发电机源短路的开断试验条件则更为苛刻，该试验具有更高的直流分量。按照标准规定：此值为。对于这一试验考核，通用型断路器则是无法胜任的。 （）失步开断与关合试验。发电机型断路器失步开断与关合试验是在合、分条件下进行的。外施电压和首相开断工频恢复电压为倍发电机最高电压；
6、开断电流为的交流分量有效值；直流分量（）分和两种条件；瞬态恢复电压峰值为倍发电机最高电压；瞬态恢复电压上升率为；关合试验按倍对称开断电流交流分量值（峰值）与开断试验合并进行；国外西门子公司在进行此项试验时的直流分量（）为。 通用型断路器的合、分失步开断与关合试验，外施电压和首相开断工频恢复电压为倍系统最高电压；开断电流为的交流分量有效值；直流分量（）；瞬态恢复电压峰值为倍额定工作电压；瞬态恢复电压上?饰埃玻叮耄郑椋螅欢怨睾电流不作规定。 我国国家标准规定：失步开断仅适用于联络断路器，对于通用型断路器在系统应用时，则不必进行失步开断与关合此项试验。该标准已被修订。相对比较，发电机型断路器对失步开
7、断与关合试验不仅要做，而且直流分量和瞬态恢复电压值要大得多，这是通用型断路器不可能替代的。 中小型发电机保护断路器设计的思考 在发电机型断路器未进行开发研究之前，由于没有专门的发电机保护断路器，设计选型只能是选择额定电流大、短路开断电流大和直流分量大的断路器用于发电机回路作为保护设备。而如今国外公司，西门子公司，三菱公司，公司都可以提供发电机出口断路器，开断短路电流能力有，。国内北开和沈高的开断电流为的发电机断路器也已通过了型式试验。 （）重视中小容量发电机保护断路器的设计应用。发电机保护断路器根据电厂接人系统方式、在电力系统中的作用、可靠性数值计算等，选型作为发电机保护回路主要保护电气设备，
8、所以，正确设计选择发电机保护断路器直接关系着发电厂后期的电气设备合理投资、运行维护简单方便、保证发电厂长期安全经济运行，事关重大，故而应予以认真对待。 （）避免发电机保护断路器设计选型的误区。早期在发电机型断路器标准未实施之前，因为没有专门的发电机保护断路器产品，人们对于发电机断路器设计选型，只是考虑额定电流、短路开断电流和直流分量较大，就可以应用于发电机回路。我国过去常用于中小容量发电机保护断路器主要是少油型和型，例如，本钢发电厂三电车间发电机出口均为型，标称容量为开断，该型号产品年经实验，产品不合格，年水电部提出按限额选用。这些产品的结构比较简单、技术落后、额定参数低、运行极不可靠、经常出
9、现事故，满足不了系统运行的技术要求，应逐步将被新型发电机出口专用断路器所取代。 （）设计选型发电机保护断路器时，除应满足额定电流、短路开断电流和直流分量的同时，必须根据现场实际，充分考虑系统的动稳定，时间常数，瞬态恢复电压、失步开断电流和关合电流等其他参数。例如，我们在选择本钢发电厂机组发电机断路器时，计算得出，在发电厂三电车间母线最大运行方式下，发电机出口短路电流周期分量为，直流分量为，短路冲击电流（计及各直馈线大电机反馈电流）。现有开断能力为的发电机断路器，开断电流直流分量为，而短路耐受电流峰值为，满足不了动稳定的要求，因此选用了西门子公司的短路开断电流为的真空断路器。其主要指标为：额定电
10、流为 ，额定开断电流（周期分量），直流分量为，短时耐受电流峰值为。瞬态恢复电压（峰值）；瞬态恢复电压的上升率为，完全满足系统要求。 （）精心设计、合理配置，确保发电机保护断路器可靠运行。发电机是发电厂的主机，而作为保护主机的断路器则是保证发电机安全可靠运?械幕。刂兄亍?熟悉掌握发电机保护断路器各种技术参数和功能，对于能够量化的技术参数，如额定工作电流、短路开断电流、直流分量（）、最大关合电流等，设计中必须进行认真准确地计算；对于随机性的一些技术参数，如瞬态恢复电压峰值、上升率、时间常数、截流值等，尽可能地进行各种条件下的计算分析比较。根据已具备的设计数据，合理选择断路器的技术参数配置，确保发电机保护断路器长周期的可靠、安全、经济运行水平。
