文档介绍：红花水电站发电机断路器选型
刘颖
(中水珠江规划勘测设计有限公司广州 510610)
摘要红花水电站为一径流式电站,装设有六台灯泡贯流式水轮发电机组,主接线为二机一变扩大单元接线。针对该水电站的机组参数和运行工况,经过对国内外几种断路器性能参数的比较,所选真空断路器在相同的技术参数下,具有较高的可靠性,维护工作量小,机电寿命长,能满足红花电站发电机专用出口断路器的要求,且具有良好的售中、售后服务。该电站自2005年10月各机组陆续并网发电以来,运行情况良好。
关键词扩大单元接线发电机断路器绝缘介质参数选型
前言
红花水电站位于广西柳江下游的柳江县里雍镇红花村附近,距柳州月山220kV变电站约11公里,是柳江干流最后一个梯级,装设有六台单机容量为38MW的灯泡贯流式水轮发电机组,总装机容量为228MW,。该电站为一径流式电站,电站电气主结线为二机一变扩大单元接线,从每一扩大单元的汇流母线均引接一路厂用电源。根据DL/T5186《水力发电厂机电设计规范》要求,在扩大单元回路接线的发电机出口处必须设置发电机断路器。另据广西电力勘测设计研究院提供的《柳州红花电站接入系统专题报告》,要求红花电站参与电网调峰运行,日开停机次数可能达2~3次,而电站高压侧GIS断路器的机械寿命为额定开断3000次,远远小于发电机断路器10000次的机械寿命。因此,红花电站在发电机出口处装设发电机断路器,其作用举足轻重。
发电机断路器是装于发电机和主变压器之间的大电流开关装置,当主变压器高压侧发生不对称短路故障时,发电机源会产生不对称的故障电流,其故障电流的负序分量所引起的热应力作用在发电机转子的阻尼绕组上,所产生的高温会使发电机的转子严重受损,而发电机断路器可以在65ms甚至更短的时间内迅速切除这些故障,使发电机免遭损坏。设置发电机断路器可以确保机组的开、停均不影响厂用电系统,提高了厂用电系统供电的可靠性。若一台发电机组事故时,可以及时切除故障机组,减少停机范围,防止事故扩大,亦可以减少弃水。
发电机断路器的特点及主要技术参数
发电机断路器的特点
发电机断路器额定短路分断能力、工频和雷电冲击耐压水平、机械特性考核项目与普通断路器基本相同,由于发电机的电感值较系统相对要大,作为保护发电机的断路器在切断回路故障电流的瞬间所承受的直流分量和衰减时间常数均要大得多。若系统在断路器上方发生短路故障,来自发电机侧的短路电流由于具有较高的直流分量,可能会产生较长(100ms甚至更长)的延时电流零点,因此要求发电机断路器还应具有强迫短路电流尽快过零的技术性能,否则,长时间的短路电流可能导致发电机或主变压器受到损坏。故对发电机断路器某些技术性能和参数要求更加苛刻。
发电机断路器主要技术参数及要求
1)开、断非对称短路电流的能力。
发电机源短路电流具有较高直流分量,且直流分量比交流分量衰减得慢,其故障电流会出现延时电流零点。在某些特定情况下,短路电流除了周期分量以外,还有一初始值恰好与周期分量初始值相抵消的直流分量,因此发电机回路故障时,由发电机源产生高非对称短路电流。IEEE ,要求发电机断路器开断发电机源短路电流的能力满足非对称度110%的要求;我国部颁标准DL427-