摘要：通常，人們習(xí)慣地對(duì)單機(jī)容量100MVA及以下的發(fā)電機(jī)組稱為中小型發(fā)電機(jī)。鑒于我國能源綜合利用開發(fā)的基本國策，自西部大開發(fā)以來，特別在西南地區(qū)，中小型水力發(fā)電機(jī)組建設(shè)拔地而起，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也已具備了一定的規(guī)模，隨著市場 經(jīng)濟(jì) 的 發(fā)展 ，對(duì)于中小型水力發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器的設(shè)計(jì)選型，改變以往使用通用型斷路器為發(fā)電機(jī)型斷路器的傳統(tǒng)，已是大勢所趨。

關(guān)鍵詞：斷路器 水電站 發(fā)電機(jī)

1 發(fā)電機(jī)型斷路器與通用型斷路器的技術(shù)性能比較

發(fā)電機(jī)型斷路器與通用型斷路器在機(jī)械特性、絕緣特性和電氣特性的表述方式上基本相同。

如對(duì)短路開斷電流均以交流分量有效值和直流分量百分?jǐn)?shù)(DC%)表示;絕緣性能均以工頻和雷電沖擊耐壓水平考核;機(jī)械特性考核項(xiàng)目等也基本相同。

發(fā)電機(jī)型斷路器與通用型斷路器的不同之處，是前者對(duì)某些技術(shù)性能的技術(shù)參數(shù)要求要苛刻得多。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的電感值較系統(tǒng)相對(duì)要大，作為保護(hù)斷路器在瞬間所承受的直流分量和衰減時(shí)間常數(shù)均大得多。GB/T14824-1993中規(guī)定：在斷路器分閘時(shí)間加0.01s時(shí)，直流分量(DC%)約為68%，衰減時(shí)間常數(shù)為60ms，顯然較通用型斷路器的直流分量DC%≤20%和衰減時(shí)間常數(shù)45ms要大;同時(shí)，額定短路關(guān)合電流也不相同，發(fā)電機(jī)型斷路器因?yàn)橹绷鞣至枯^大，額定短路關(guān)合電流(峰值)為額定短路電流的2.74倍，而通用型斷路器此值僅為2.5倍;在表述方式上，發(fā)電機(jī)型斷路器的銘牌除標(biāo)有額定短路電流值外，同時(shí)還注明有直流分量(DC%)值，而通用型斷路器則僅標(biāo)有額定短路電流值。

通過比較可以看出，發(fā)電機(jī)型斷路器較通用型斷路器開斷、關(guān)合條件均要苛刻，型式試驗(yàn)的考核也相對(duì)嚴(yán)格得多。

2 發(fā)電機(jī)型斷路器的主要型式試驗(yàn)考核 內(nèi)容

依據(jù)當(dāng)前國際通用的ANSI/IEEEC37-013以對(duì)稱電流為基礎(chǔ)的交流高壓發(fā)電機(jī)斷路器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)發(fā)電型斷路器型式試驗(yàn)考核內(nèi)容主要是：系統(tǒng)源短路的開斷與關(guān)合、發(fā)電機(jī)源短路開斷和失步開斷與關(guān)合。其它的型式試驗(yàn)考核與通用型斷路器內(nèi)容基本相同。

(1)系統(tǒng)源短路的開斷與關(guān)合試驗(yàn)。發(fā)電機(jī)型斷路器是在非自動(dòng)重合閘操作順序下進(jìn)行。直流分量分DC%<20%及DC%>20%兩種條件;瞬態(tài)恢復(fù)電壓(峰值)為1.7倍發(fā)電機(jī)最高工作電壓;瞬態(tài)恢復(fù)電壓的上升率為3.5kV/μs;關(guān)合試驗(yàn)按2.74倍額定短路電流(峰值)合并進(jìn)行的。國外西屋和西門子公司在進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，直流分量(DC%)均按75%額定短路電流考核。

通用型斷路器一般都是在自動(dòng)重合閘操作順序下進(jìn)行的。直流分量(DC%)<20%;瞬態(tài)恢復(fù)電壓(峰值)為1.71倍額定工作電壓;瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升率為0.34kV/μs;關(guān)合試驗(yàn)是按2.5倍額定短路電流(峰值)與對(duì)稱開斷試驗(yàn)合并進(jìn)行。當(dāng)斷路器的分閘時(shí)間≥60ms時(shí)，則不必進(jìn)行非對(duì)稱開斷試驗(yàn)。

上述兩種類型斷路器的試驗(yàn)考核，均相當(dāng)于三相試驗(yàn)時(shí)首開相或者單相試驗(yàn)時(shí)的條件。相比之下，即便是開斷電流的數(shù)值相同，而發(fā)電機(jī)型斷路器則是在高直流分量和瞬態(tài)恢復(fù)電壓下進(jìn)行開斷，開斷條件較通用型斷路器苛刻得多。

(2)發(fā)電機(jī)源短路的開斷試驗(yàn)。

發(fā)電機(jī)源短路的開斷試驗(yàn)條件則更為苛刻，該試驗(yàn)具有更高的直流分量。按照ANSI/IEEEC37-013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：此值為DC%=130%。對(duì)于這一試驗(yàn)考核，通用型斷路器則是無法勝任的。

(3)失步開斷與關(guān)合試驗(yàn)。

發(fā)電機(jī)型斷路器失步開斷與關(guān)合試驗(yàn)是在合、分條件下進(jìn)行的。外施電壓和首相開斷工頻恢復(fù)電壓為1.22倍發(fā)電機(jī)最高電壓;開斷電流為50%的交流分量有效值;直流分量(DC%)分<20%和≥50%兩種條件;瞬態(tài)恢復(fù)電壓峰值為2.5倍發(fā)電機(jī)最高電壓;瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升率為3.3kV/μs;關(guān)合試驗(yàn)按2.5倍對(duì)稱開斷電流交流分量值(峰值)與開斷試驗(yàn)合并進(jìn)行;國外西屋公司在進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)的直流分量(DC%)為80%;西門子公司為120%。

通用型斷路器的合、分失步開斷與關(guān)合試驗(yàn)，外施電壓和首相開斷工頻恢復(fù)電壓為1.44倍系統(tǒng)最高電壓;開斷電流為25%的交流分量有效值;直流分量(DC%)<20%;瞬態(tài)恢復(fù)電壓峰值為2.55倍額定工作電壓;瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升率為0.26kV/μs;而對(duì)關(guān)合電流不作規(guī)定。