浅谈抽水蓄能电站发电机断路器低频开断能力

在一些规范和招标文件中,偶有提到发电机断路器低频开断能力。工程实施中,没有针对性的场景做低频短路计算,或者某些特定条件下存在低频开断的可能性小,而技术条件又要求厂家执行,导致在执行合同中存在分歧;且在发电机电压设备投标文件中,有些厂家对自身产品具备低频开断能力作为竞争优势。本文从抽水蓄能电站启动过程介绍、主流厂家低频开断参数及试验、以工程为例做非工频下短路电流计算仿真,由此浅谈发电机断路器低频开断能力,对抽水蓄能电站发电机断路器招标文件的编制和合同执行具有一定的借鉴意义。

1.5 kV低频真空断路器开断能力的研究与验证

风能是可再生新能源的重要组成部分,风力发电在全球的建设和应用呈现快速发展趋势。相比陆上风电,海上风电具备风速和风向平稳、单机装机容量大、不占用土地、适合大规模开发等优势,然而随着海上风电深远、大容量化,在远距离情况下,现有的交流工频输电损耗大、电压偏差大,电缆线路电容升压效应明显,此情况影响风电产业的发展,通过采用交流低频输电技术可解决上述中远海大容量风电输电并网问题,而低频输电主要造成断路器开断短路电流时燃弧时间长,降低断路器的开断能力,尤其是空气绝缘型断路器,燃弧时间长将对产品造成严重破坏。对1.5 kV真空断路器在20 Hz频率下对断路器开断能力的影响进行研究,设计了一款工频下分断能力100kA断路器,采用真空灭弧方式,横向磁场触头直径为100mm,通过Slade研究的有关计算公式,计算出在20Hz下断路器开断能力为63kA,再通过试验进行了验证。结果证明,新设计的1.5kV真空断路器实际开断能力可达70kA以上,高于计算的63 kA,为以后真空低频断路器设计提供参考。

发电机磁场断路器分断能力的选择

针对发电机灭磁系统在实际运行中出现的问题 ,对磁场断路器在发电机的各种灭磁工况下所承受的电流、电压进行了分析计算 ,提出磁场断路器的额定分断能力应按满足电站发电机在所考虑的严重灭磁工况下的灭磁要求进行选择。

大容量发电机出口断路器选择

针对大容量发电机出口断路器的选择问题,依据GB/T14824—2008、IEEEStdC37.013—1997和IEC60909-0—2001中的计算方法,并结合发电机出口断路器型式试验报告的有关数据,以某百万千瓦级发电机组为例进行了比较计算,分析计算结果,提出了对发电机出口短路器短路电流开断能力不能采用百分比而应采用绝对值进行校验。

交流断路器低频开断等效试验方法设计与实施

断路器开断低频率电流的工况日益增加,目前包括中远距离海上风电低频输电线路用高压交流开关设备、发电机保护断路器及直流换流站阀侧断路器等均对大容量低频开断能力提出要求。然而国内外大多数用于大容量试验的短路发电机运行频率为50 Hz/60 Hz,因此,研究适合低频条件下的等效短路试验具有重要的现实意义。

考虑燃弧区间的断路器非对称开断能力校核方法研究

电网X/R比值增大会导致短路电流直流分量衰减时间常数超出在运断路器标准时间常数或特殊工况时间常数,在电力系统短路电流高直流分量影响下,断路器开断性能受限且无法达到标称的额定开断能力。文中综合考虑非对称短路电流开断过程中断路器燃弧窗口、电弧能量、电流变化率和电压变化率等因素对开断性能的影响,比对不同类型的断路器短路电流开断性能等效折算方法,提出考虑断路器修正系数的基于燃弧区间的非对称短路电流开断能力校核方法,并以电网实际系统的变电站短路电流情况进行实例校核验证,为校核高压断路器非对称短路电流开断性能提供了指导,对提升电网运行的可靠性和经济性具有重要的理论和工程价值。

大直流分量时间常数下SF_(6)断路器开断能力

近年来,随着我国电网系统电压等级的逐步提高以及一次设备电抗和阻抗比值的增大,导致电网中短路电流直流分量的衰减时间常数逐渐增大,直接影响对电网系统起重要控制和保护作用的断路器开断能力,进而影响整个电网的安全运行。该文通过关于直流分量时间常数对短路电流和断路器开断性能影响的分析,同时结合工程实践,提出了一种压气式SF_(6)断路器能否成功开断较大直流分量时间常数的短路电流判别方法,并采用热态气流场仿真计算和试验方法,验证了该判别方法的合理性。结果表明,当系统短路电流直流分量时间常数从45 ms提高到120 ms时,363 k V SF_(6)断路器在非对称短路电流开断试验(T100a)中短燃弧时间减小0.5 ms,长燃弧时间增大2 ms,导致断路器的有效开断区间需要增加7%。对于压气式SF_(6)断路器,为了保证能够成功开断直流分量时间常数较大(120 ms或者更高)的长燃弧,断路器需要具有足够的有效开断区间,且在长燃弧开断点应具有2.5 m/s以上的分闸速度。该结论为判别电网中断路器在短路电流直流分量时间常数不断增大时能否安全可靠运行提供了一种科学且有效的方法。

基于高耦合分裂电抗器的短路发电机保护断路器TRV仿真与分析

基于高耦合分裂电抗器(HCSR)的保护断路器是大容量试验站发电机系统的重要保护装置,可以有效解决短路发电机系统短路故障的开断难题。本文研究了短路发电机保护断路器在均流开断和限流开断两种工作模式下,计算过零开断后暂态恢复电压(TRV)特性的等效电路和边界条件的问题,并以额定电压为14 kV、短路容量为6500 MVA的短路发电机出口端短路故障为例,计算两台并联的真空断路器在两种开断模式下的TRV参数。结果表明,在均流开断模式下,断路器BK1和BK2的预期TRV基本不受高耦合分裂电抗器的影响;在限流开断模式下,首先开断的断路器在第一和第二过零点的预期TRV均低于标准值,最后开断的断路器在第二个过零点的预期TRV上升率(RRRV)高于标准值,通过在高耦合分裂电抗器支路并联1000Ω电阻可以将RRRV降至合理的范围内。

中等容量发电机保护断路器的研究

研究了中等容量发电机保护断路器的开断性能，对三相短路条件下的全封闭中等容量发电机保护断路器的瞬态电磁特性和断路器的主导电部分及外壳的电动力、应力进行了分析和计算，并对断路器的动稳定性进行了校核．

电力系统短路电流直流分量及其对断路器开断能力的影响

短路电流中的周期分量和直流分量对系统短路容量都有贡献,而后者在工程应用中没有引起足够的重视。从仿真计算和实际故障录波2方面介绍了超高压输电网中短路电流直流分量的衰减情况,定量估计了直流分量对运行中的断路器开断能力的影响。最后,对运行中的断路器的开断能力和关合能力做出了综合评价,并得出结论:如果按短路电流周期分量校核断路器开断能力,则需要留有10%～30%的裕度,以考虑开断电流中可能存在的直流分量;限制运行中的断路器使用的仍是其开断能力而不是其关合能力。

252kV自能SF6断路器开断能力的研究和提高

提高电力系统元件的可靠性是提高电力系统可靠性的重要措施。笔者主要从优化断口间的绝缘结构、改善介质状况和增强热膨胀效应方面来提高断路器的开断能力。所研究的252 kV断路器总体设计方案采用双室+双动的自能式灭弧室结构和触头运动方式,并结合定型产品的设计经验进行了关键结构参数的设计优化:确定热膨胀室和压气室的容积及其配合问题,保证了大电流开断的可行性;利用电场分析软件,对断路器的关键部位的电场强度进行了计算、分析和优化;为了抑制由电弧引起的气体密度的下降,加强热气体的排放效率,进行了导气流通道的改进,改善了介质状况。所研制的断路器通过全部型式试验,并已投入生产,同时为后续产品的研发提供了技术平台。

双断口真空断路器开断能力的探讨

论述了提高双断口真空断路器开断能力的原理 ,比较了双断口和单断口真空断路器的开断能力。实验结果表明 ,双断口真空断路器的开断能力较单断口高 2倍。讨论了均压电容对开断能力的影响 ,提出了对操动机构的要求 ,最后 ,介绍了多断口真空断路器的优点。

自激振荡式高压直流断路器开断能力的研究

采用Ls、Cs转移回路及ZnO吸能装置与交流断路并联,是目前世界上最简单可靠的高压直。无开断方法。这种自激振荡式高压直流断路器,利用交流断路器气吹电弧的不稳定性和负阻持性,产生幅值逐渐增大的自激振荡电流,叠加工待开断的直流上,产生人工零点.完成电流转够实现开断。开断装置(交流断路器)的电弧持性及其结构的选择和转移回路参数将直接影响整个断路器的开断能力。文章通过对不同转移回路参数及结构开断能力试验结果的理论计算与分析。得出转移回路参数选择方法及开断装置改进设计的技术要求。

基于永磁操动机构的混合断路器开断能力探讨

论述了基于真空灭弧室和SF6灭弧室串联的混合断路器开断过程,探讨了真空灭弧室与SF6灭弧室对开断能力提升的协同作用,结合混合断路器开断能力提高的机理分析了混合断路器对其操动控制机构的要求。最后设计了一种基于真空断路器与SF6断路器串联的光控模块式混合型断路器实验模型,实验模型采用永磁操动机构解决真空灭弧室和SF6灭弧室的协调问题,可使混合断路器的开断性能得到较好的发挥。

低压柴油发电机出口处断路器的选择

介绍柴油发电机短路电流的计算方法;计算某柴油发电机的短路电流;利用计算结果选择此柴油发电机出口处断路器。

真空发电机出口断路器及成套设备

真空断路器作为中压配电的主要产品,品牌、厂家众多。而随着小型发电机的广泛使用,IEEE/IEC/GB标准也对小型发电机使用发电机断路器的严苛要求进行了参数、试验定义,按照标准通过了型式试验的真空断路器满足发电机出口真空断路器的严苛使用要求,并且真空断路器体积小,重量轻,抽出式安装于金属铠装开关设备中,可以实现对发电机和升压变系统的保护,同时具有操作、安装、维护方便,可快速组装、移动的特点,价格低廉,优势明显。

特大容量发电机断路器

对发电机断路器的要求在实际应用中，对发电机断路器的要求比一般断路器更加严格。

新型高压直流断路器开断能力的研究

通过对典型高压直流断路器在开断大大直流时开断能力不足的问题的分析,在其电路拓扑的基础之上,引进了一个电阻元件,将该电阻直接并联于直流回路上,用于分流和减小直流电流的幅值。另外,在与该电阻元件并联的直流回路上设置了一台断路器装置,该装置能开断较小容量的直流回路,它能与主直流回路的断路器共同工作,最终开断大幅值直流电流。在Matlab/Simulink环境下,建立Mayr电弧模型,并在此基础上建立了新型高压直流断路器模型。通过仿真及其分析,表明在高压直流系统中,该新型直流断路器具有很好的直流开断能力。

对真空断路器用作发电机断路器的探讨

从发电机源高非对称度短路电流及延时电流零点的产生机理出发，分析各种形式发电机断路器开断具有延时电流零点的高非对称度短路电流的不同能力，从而指出真空断路器用作发电机断路器时必须注意的主要问题。

高压交流断路器开断能力的直接试验法

建立一所与实际应用情况相同开断能力的试验室需要巨大的投资，而且往往不能完全满足实际电网中运行情况和发展新的高参数断路器的要求。因此开断能力对试验室的建立和试验技术的研究，便成为鉴定高压断路器的容量和发展高压断路器技术的关键问题。