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1、中小型水电站发电机保护断路器设计选型的思考(一)摘要：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。关键词：断路器水电站发电机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
2、；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
3、 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
4、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/ s；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%)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。(2)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
5、为苛刻，该试验具有更高的直流分量。按照 ANSI/IEEEC37-013标准规定：此值为 DC%=130%。对于这一试验考核，通用型断路器则是无法胜任的。(3)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1.22 倍发电机最高电压；开断电流为50%的交流分量有效值；直流分量(DC%)分通用型断路器的合、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1.44 倍系统最高电压；开断电流为25%的交流分量有效值；直流分量(DC%)我国国家标准 GB1984规定：失步开断仅适用于联络断路器，对于通用型断路器在 10kV 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，目前正在待批。相对比较，发电机型断路器对失步开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。
中小型水电站发电机保护断路器设计选型的思考(一)
