三相短路故障时小容量发电机出口断路器瞬态恢复电压

利用PSCAD/EMTDC软件计算分析了在开断条件最恶劣的故障情况下,12~30 MW小容量发电机出口断路器的瞬态恢复电压(TRV),并利用TRV上升率确定普通配电型断路器可以替代发电机断路器(GCB)安装在发电机出口处的条件。计算结果表明:当发电机出线端发生三相短路故障时,普通配电型断路器可以替代GCB安装在12~24 MW的发电机出口处,而24~30 MW的发电机出口处必须安装GCB;当变压器低压侧出线端发生三相短路故障时,普通配电型断路器可以替代GCB安装在12~30 MW的发电机出口处。给出了TRV的手算公式。     

小容量发电机出口断路器的瞬态恢复电压研究

为深入地研究小容量(≤30 MW)的发电机组出口是否也应装设GCB,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC计算分析了系统中发生失步故障及三相短路故障情况下,12~30 MW小容量发电机出口断路器的瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV),并研究了降低TRV上升率的措施,从TRV上升率的角度出发确定在何种条件下普通配电型断路器可以替代GCB安装在发电机出口处。计算结果表明:在12、15、18、20、22、30 MW的小容量发电机回路中,分别在发电机出口断路器靠近变压器的一端加装电容量为0.2μF、0.3μF、0.4μF、0.5μF、0.6μF、0.8μF的电容器时,可有效地将TRV上升率降低至0.34 k V/μs以下,此时普通配电型断路器可以替代GCB安装在12~30 MW的发电机出口处。     

大容量发电机断路器TRV开断特性及抑制措施研究

发电机断路器（GCB）位于发电机组和升压变压器之间,针对负荷电流高达50 kA、故障电流高达200 kA以上的大容量机组,GCB传导和开断电流远高于线路断路器,在开断过程中,GCB两端会产生非常严重的瞬态恢复过电压,威胁GCB的可靠性。文中基于某大型核电站的实际接线,单机容量为1 722.2 MVA,利用EMTP-RV仿真计算研究了GCB在各种故障下开断时的TRV的电磁暂态特性,分析配置不同容量电容器对TRV幅值和陡度的影响效果。提出了采用辅助断口装设非线性阻尼电阻抑制TRV的方法,并给出了非线性阻尼电阻参数选取原则,并通过仿真验证了其可行性,针对失步故障非线性阻尼电阻可使TRV幅值降低29.2%,具有更高的灵活性与经济性。     

大型单元式机组装设发电机出口断路器(GCB)优劣性之比较

本文针对大型单元式发电机组在设计时是否装设发电机出口断路器(GCB)的问题,结合广东惠州LNG电厂的实际情况,从机组的运行和投资两方面进行了比较和分析。指出发电机装设GCB,在提高厂用电的可靠性、简化继电保护接线、缩短故障恢复时间、提高机组可用率方面效果显著,而在建设的一次性投资上。其经济性需要考量。     

国内首台700MW水轮发电机出口断路器应用分析

结合龙滩电厂电气主接线的特点,从电网运行的稳定性和保护发电机、主变压器以及厂用电的安全性、可靠性等方面,分析了龙滩电厂700 MW水轮发电机组装设发电机出口断路器(以下简称GCB)的作用及必要性。分析表明设置发电机出口断路器能提高系统的可靠性,有助于电厂的安全稳定运行和调试维护,并能产生一定的经济效益。     

660 MW发电机出口断路器的运用

通过对沙角C厂3×660 MW燃煤机组装设发电机出口断路器的分析与论证，指出在一定条件下装设发电机出口断路器或负荷开关是合理与必要的，并为引进型国产化300 MW和600 MW机组是否设置发电机出口断路器或负荷开关提出了建议。     

大容量发电机出口断路器应用问题的探讨

大容量火电机组发电机是否需要装设出口断路器(GCB)，是近十几年来大型发电厂电气工程设计中争论较多，意见不一的问题。主要原因是其目前主要依靠进口，价格昂贵。在不装设GCB的情况下，发电机组虽然也能照常运行，但发电机组正常起、停或事故时厂用电系统切换较为复杂，主变压器、高压工作厂变以及发电机内部故障时不能快速切除故障点而使事故范围扩大等一系列弊端也显而易见。随着国力的增强、建设资金相对宽松、电力系统实行重大体制改革以及在市场经济体制下电力系统运行机制发生转变等因素的影响，对这个有争论的问题重新提出来进行探讨很有必要。     

基于快速真空断路器技术的发电机出口断路器装置

阐述了加装基于快速真空断路器技术的发电机出口专用断路器装置(GVFC),在系统短路故障或发电机自身故障时,可快速有效切除故障,保护发电机安全运行。在提高厂用电的可靠性,简化继电保护,缩短故障恢复时间,提高机组可用率方面效果显著。     

大容量发电机出口断路器在我国的制造和应用问题

大容量发电机出口是否要装断路器(GCB)在我国过去和现在都存在较大争议,如何正确应用,不同类型的机组有不同的要求。现在很多地方均在建设超临界或超超临界的大型燃煤火力发电机组,以便迅速扭转电力紧张局面。为取得较高的可靠性和经济性,都希望装设发电机出口断路器(GCB),从而使发电机出口断路器的供需矛盾扩大。文章介绍了我国大容量发电机出口断路器的应用状况及生产情况,同时对国外GCB制造技术的现状进行了介绍。指出了研发具有我国自主知识产权的大容量发电机出口断路器的必要性。     

并联电容对发电机断路器暂态恢复电压TRV的影响研究

发电机断路器开断短路故障电流后,断口间的暂态恢复电压(TRV)具有上升率高、时延短和振幅系数大的特点。因此,电流过零开断后发电机断路器断口间将承受非常严酷的热应力,容易发生电弧复燃,从而导致短路故障开断失败。为此,笔者通过仿真计算与分析并联电容对发电机断路器开断系统源故障、失步故障后断口间TRV的影响,仿真结果表明并联电容可以有效地降低TRV的上升率RRRV。最后,通过额定电压24 kV、额定短路开断电流160 k A的发电机断路器(型号为ZHN10-24/Y25000-160)开断系统源故障、失步故障的数据结果说明了理论分析和实际结果相一致。     

核电厂发电机出口断路器失灵保护设计

核电厂发电机机端与升压变压器之间都装设发电机出口断路器,而且装设了发电机出口断路器失灵保护。文中分析核电厂发电机所配置的保护及其定值,发现发电机出口断路器失灵保护设计存在问题:某些启动跳发电机出口断路器、灭磁、关闭主汽门的电气保护,因电流判据不满足而不能直接有效地启动发电机出口断路器失灵保护;汽轮发电机组在程序跳闸过程中,发电机出口断路器发生故障而不能跳开,也不能启动发电机出口断路器失灵保护。对上述问题所造成的危害,文中提出核电厂发电机出口断路器失灵保护设计的改进措施,完善了核电厂发电机出口断路器失灵保护设计。     

发电机机端装设断路器探讨和仿真研究

发电机机端是否应该装设断路器是电力系统运行部门特别关注的问题。但是,国内关于发电机断路器的系统研究还比较少,因此对这个问题进行深入细致的定性研究变得越来越迫切。首先陈述了发电机断路器的优点和使用情况;然后利用MATLAB对发电机机端装设断路器和不装设断路器2种情况进行了仿真计算,并对仿真结果进行比较和初步分析,进而对是否应该在发电机端装设断路器问题研究方法作了探讨。     

发电机出口断路器（GCB）应用的探讨

近年来,在电力工程设计中对于发电机出口断路器的安装存在很多争议,是否需要安装发电机出口断路器,各方都有不同的意见,对发电机出口断路器应用的一些问题作以初步探讨。     

特高压GIL接入对断路器瞬态恢复电压的影响

特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)的接入对断路器瞬态恢复电压(TRV)幅值和瞬态恢复电压上升率(RRRV)均会产生影响,可能危及断路器开断能力。文中基于同塔双回特高压交流架空线-双回GIL混合输电线路,利用EMTP-ATP仿真研究变电站内断路器端部发生三相短路故障时,GIL长度、接入位置与GIL引接站测量设备对断路器TRV幅值和RRRV的影响。仿真结果表明,GIL的接入对断路器TRV幅值和RRRV有较大影响;GIL长度增加对TRV幅值产生较大影响,但对RRRV影响较小;为了限制RRRV,应将GIL安装在架空线中段,且应安装金属氧化物避雷器 (MOV)限制TRV幅值;GIL引接站测量设备对断路器TRV幅值和RRRV影响均较小。文中研究成果可为含GIL的特高压线路中断路器的TRV计算及参数设计提供参考。     

大型发电机出口断路器事故分析和处理

印度卡玛朗加电厂1号机组（350 MW）在启动调试阶段进行同期并网时,发电机出口发生两相短路事故。基于保护装置的故障录波图、微机事件报文和发生事故时的信息,分析事故原因;将更换断路器后进行的主变压器检测试验、发电机断路器特性试验、发电机短路和空载特性试验、机组带负荷试验（更换发电机断路器后进行）的结果,与事故前检测试验数据比较,确认事故后主变压器、发电机的安全性、可靠性没有改变,可以投入运行;针对此次事故暴露的问题提出反事故措施。     

基于断口两侧电压相量差的发电机机端断路器非全相保护

抽水蓄能机组和燃气轮机组的机端断路器(GCB)分合操作频繁,易发生非全相故障,且并网初期和解列时尚无保护功能可快速检测出该问题。文中采用对称分量法分析单机无穷大系统非全相故障时的断口两侧电压量特征,提出了基于断口两侧电压相量差的GCB非全相保护新原理,并通过动模实验加以验证。该原理不依赖电流量大小和断路器三相不一致接点,且不受电压互感器断线影响,可快速检测机组并网初期和解列时的GCB非全相故障。该原理已在广州抽水蓄能电站4台300 MW机组上投入使用,运行情况良好。     

基于电压型故障特征量的发电机机端断路器非全相保护

针对广州蓄能水电厂A厂在轻载发电工况下,发电机机端断路器(GCB)发生单相断线时,相关保护未能及时切除故障导致事故扩大的现状,利用对称分量法对GCB非全相故障进行了理论分析,并运用PSCAD软件搭建了GCB非全相故障的动态仿真计算模型。根据故障特征提出了以GCB两侧基波零序电压的相角差作为GCB非全相保护新型判据的构想,通过动模实验验证了仿真计算模型的正确性与GCB非全相保护新型判据的合理性。     

终端变电所的短路电流估算及断路器的选用

介绍了终端变电所短路电流估算时的假定条件。终端变电所短路电流计算时,忽略10 kV侧线缆、主断路器、低压母线等的阻抗,可根据变压器的容量和阻抗电压百分数,快捷、方便地估算出短路电流。最后,分析了终端变电所断路器的选用原则,以供电气设计人员在设计选型时提供参考。