HECS型断路器在大藤峡电厂一次系统中的应用.pdf
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1、52第 46 卷 第 10 期2023 年 10 月Vol.46No.10Oct.2023水 电 站 机 电 技 术Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStation0 引言大藤峡水力发电厂左岸 6 号、7 号、8 号发电机出口断路器成套设备(GCB)主要由 SF6气体断路器,隔离开关,接地开关,冲击保护电容器四部分构成,布置在左岸38.00 m发电机层下游副厂房设备间内,主体成为卧式布置。GCB 至今在电厂已安全运行数千日,其高可靠性、安全性、免维护性对电厂安全运行发挥着至关重要作用。1 概述HECS 型断路器的两端分别与发电机侧离相封闭母线和
2、主变压器侧离相封闭母线内导体连接。其内部由发电机断路器与隔离开关、接地刀闸、电容器组合在一个封闭的外壳内,外壳为刚性、合适的自撑式焊接结构1。外壳三相封闭相互独立,并固定在一个支架上。每相外壳均能承受断路器的任何可能发生的爆炸,并具有允许通过断路器的额定电流和短路电流的载流能力。在外壳对应灭弧室处应设适当的检修孔,只需移去活动罩就可方便地检修所有工作部件,并有防止断路器误操作的机械闭锁装置2。2 G C B的结构组成2.1 断路器断路器的型式为户内型、金属封闭、SF6气体灭弧、卧式、三相机械联动操作。主要参数见表 1。表 1 断路器重要参数额定电压15.75 kV机械寿命20 000 次额定电
3、流10 500 A分闸时间345 ms额定操作循环CO-30min-CO 合闸时间375 ms图 1 GCB 整体(1)SF6气体每相断路器均设有吸附剂吸收水份和 SF6气体在电弧作用下所产生的有害成分的,吸附剂的更换周期与 GCB 的检修周期相同。断路器的 SF6气体系统配备排气阀、充气阀和气体取样的阀门。每组断路器提供一套气体运行监测装置(包括气体密度继电器、压力指示器和温度指示器),并配有报警信号、闭锁和控制系统。按照要求,三相断路器 SF6气体的年漏气率不大于 0.5%。1)密度监测器 A 相上,通过 SF6气体管路与其收稿日期:2023-06-21作者简介:李佳齐(1997-),男,
4、助理工程师,从事水力发电厂检修维护工作。H E C S型断路器在大藤峡电厂一次系统中的应用李佳齐,蔡 科,蓝晓丹,卢兰衢(广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司,广西 桂平 537226)摘 要:大藤峡水力发电厂 HECS 型断路器主要安装于 15.75 kV 发电机定子绕组出口处,发电机出口断路器简称GCB,是发电机和电网之间一个可以控制的断开点,起到隔离发电机故障以及操作发电机并网运行的作用,即位于发电机和主变压器之间,是电厂中不可缺少的重要一次设备。本文主要对 GCB 设备在大藤峡水力发电厂一次系统中的应用进行分析论述。关键词:灭弧;隔离开关;操动机构;电容器;闭锁中图分类号:TV734.4
5、文献标识码:B文章编号:1672-5387(2023)10-0052-04D O I:10.13599/ki.11-5130.2023.10.01653第 46 卷水 电 站 机 电 技 术它二相断路器连通。断路器灭弧室通过气体密度继电器发两级信号(额定压力:0.62 MPa);2)低气压报警:下降至 0.56 MPa 报警,恢复至0.58 MPa 复归;主要用于正常状态下的气体泄漏,通过报警提示需要补气;3)低气压闭锁:下降至 0.54 MPa 报警,恢复至0.56 MPa 复归,指出气体密度已降低到运行规定的最低绝缘水平,紧急报警并切断断路器分合闸回路,断路器将不允许分、合闸。(2)SF6
6、气体灭弧原理1外壳;2断路器主触头;3断路器灭弧触头(分断部分);4断路器灭弧触头(中心杆);5绝缘子;6活塞;7齿轮传动装置;8传动装置;9加热间隙;10加热容积;11气体返回通道;12过压安全阀;13单向阀图 2 断路器灭弧室剖面示意图(合闸状态)1)结构说明:灭弧室由 2 个金属外壳和绝缘体组成,金属外壳起着导体的作用。灭弧室的内部充满了额定压力的 SF6气体,负责安全的接通和切断回路电流。2 个触头系统(主触头系统和灭弧触头系统)与同心安装的配套压气活塞连接于内部的齿轮传动装置,而齿轮传动装置与外部的断路器高速操动机构连接,通过断路器操动机构带动触头来实现电流的接通和切断。2)动作原理
7、:灭弧室内的齿轮传动装置经过特殊的设计后能起到以下作用:分闸时主触头系统先于灭弧触头系统分开几毫秒,灭弧触头系统分开时所产生的电弧在交流电通过零位时瞬间被熄灭。合闸时的步骤与分闸相反,在即将接触之时,升压使得闭合灭弧触头系统中产生一个电弧,于是主触头系统闭合以承载全部电流。(3)断路器操动机构为了降低燃弧的时间,断路器需要在极短的时间内完成分闸或者合闸的动作过程,也就需要一个具备足够能量且能迅速可靠动作的操动机构来驱动。我厂 HECS-80M 型 GCB 操动机构为弹簧储能液压操动机构,三相机械联动。具备现地手动操作、现地控制柜电动操作和远方操作的功能。操动机构在最小工作压力时能合分 1 次。
8、操动机构具有防跳跃、防止非全相合闸、防慢分合的能力,并能防止因控制回路的电磁干扰、振动等引起的误操作。操动机构具有同轴机械联动的就地合分位置指示器,并装有分、合闸操作次数计数器。操动机构的机械耐受寿命在不需要任何维修和更换部件的情况下允许断路器分合 20 000 次。操动机构设置检修及调整用的慢速三相分合闸手动操作装置。每台液压操作机构配备自身的液压设备,有油泵、液压缸、控制装置、管道和阀门等。油泵由 1 台50 Hz、直流 220 V 电动机驱动。电动机和泵的容量满足液压缸在 60 s 内从最低工作油压打压到最高工作油压(48 MPa)。表 2 液压系统工作压力最高压力50 MPa报警压力4
9、3.5 MPa正常压力48 MPa闭锁压力43 MPa液压缸的容量(弹簧储能)满足在压力下降到启动油泵打压之前,能进行 2 次 CO 操作或 1 次CO30 minCO 循环周期操作,并满足 CO 速度的要求。操动机构设有 1 套合闸线圈和 2 套相同而又各自独立的分闸线圈,无论是分别对分闸线圈激磁或同时对 2 个线圈激磁,操动机构都能在额定时间内使断路器跳闸。断路器分、合闸线圈操作电源为直流 220 V。除通常作为控制或辅助用的接点外,操动机构辅助开关还具有 20 对常开和 20 对常闭的备用辅助接点。辅助接点的开断能力为DC220 V、5 A。辅助开关及二次回路的各元件能承受DC220 V
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