第3章 发电机出口开关.doc

第3章 发电机出口开关3.1 发电机出口开关3.1.1 概述断路器是用来自动切断故障电力电路的一种保护电器，当电路中发生短路过载，失压等不正常现象，能自动切断电路，或在正常条件下用来分、合电路断路器能切断很大的短路电流，因而是许多电源设备的主要保护电器断路器的种类很多，本发电厂发电机保护断路器是一种压缩空气断路器，它的型号为PKG2CPKG2C断路器被设计安装在主变和发电机之间，它的主要目的是保护发电机A．断路器包括：①3相断路器极，②气动控制柜，③气动继电器和④空气连接管，⑤断路器电气控制柜B．压缩空气设备包括：板（6）上装有两台压缩机（7），和压缩机控制柜（8）一个高压储气板（9）与一个储气罐（10），一个自动疏水装置（11）和一个减压阀（12）一些连接管C．制造承包商：发电机断路器是PKG2C型它们由GEC ALSTHOM设计制造，在Villeur-banne工厂运输配置，法国专为沙角“C”厂设计3.1.1.1 PKG2C断路器技术参数额定最大电压 21kV额定电压范围功率因数K 1额定持续电流 33.7kA额定频率 50Hz额定全波冲击耐受电压 170kV(峰值)额定短路电流（对称的） 180kA规定失步开关额定电流 80kA额定分断时间 5Cycles最小分闸时间 5Cycles关合闭锁容量（峰值） 509kA额定关合电流（相应我国）操作循环 CO·30min·CO正常操作压力 33.4bar最小操作压力 30.0bar三极断路器重量 15600kg温度警告装置：上限警告温度： 85℃(185℉)下限警告温度： 75℃(167℉)操作机构：合闸控制电压范围： 110V（dc）分闸控制电压范围： 110V(dc) 压力开关整定： -B1 min 33.2bar max.34.2bar -B2 min 32.6bar max.33.6bar -B3 min 30.0bar max.30.8bar -B13 min 30.0bar max.30.8bar3.1.1.2 压力控制的刻度（巴）见表3-1。

表3-13.1.1.3 PKG2断路器操作持续时间具有三相气动控制柜（控制柜和控制汽动继电器之间的管子4米长，控制气动电器与相之间的管子4米长）时间以毫秒（ms）表示合闸与分闸继电器的可能中间时间不予考虑3.1.1.4 空气消耗量空气消耗量测量通过读压力表获得，一个操作之后接近30秒稳定，断路器已经预先用压缩机充气到达标准压力，每个极由供气阀合闸隔离，（见压力刻度表）操作型式断路器型号SR0R和VC（2单元）C（三单元）C2巴2巴1.5巴1.5巴1.5巴O14巴12巴9巴8巴7巴CO15巴13巴10巴9巴8巴图解值是近似值注意：1bar=14.5Psi3.1.2 PKG2C断路器介绍3.1.2.1 极，交流电弧的熄灭（见图3-2）这种压缩空气断路器有三个分开的相，被封闭在导体箱（37）之中，用垫子（57）对地绝缘，用延长套连接发电机和升压变压器在这个箱子的顶部准备一块可以移去的板（39），在它的底部准备一个便于检查的板（40），基础建在内装延伸滚子（56）的横梁上起重环（60）允许断路器的极被吊起左侧（32）和（33）允许主灭弧室和辅助灭弧室在分闸位置检查动触头在通道（30）和（31）中插入锁住棒能够将这些动触头锁住在分闸位置。

每个相包括：在主灭弧室（1）安装有消音器（19）、（21），在两端连接于安全有利的延长套（41）一个辅助灭弧室（9），与主灭弧室（1）并联两个控制阀，一个合闸控制阀（17）和一个分闸控制阀（18）一个冷却系统（43）整个装置永远填充压缩空气，被两个绝缘支持（27）和（28）支撑着本断路器开断额定短路电流的能力为180KA，要切断这样大的短路电流，是一个值得慎重对付的问题本断路器采用压缩空气吹熄电弧，利用压缩空气与电弧紧密结合，加强电弧复合和扩散的消游离作用，使电弧电阻增加，使电弧压降增加，等于在电路串入一个大电阻，减小短路电流，尤其要利用电弧自然过零的特点来熄灭电弧图3-1图3-2图3-2 PKG2C型断路器总图说明表代号名称1主灭弧室2动触头3可控吹弧阀VS14静触头5自动吹弧阀6绝缘外壳7动触头同侧储气室和VS18静触头同侧储气室和VS29辅助脱扣室10动触头11静触头12自动吹弧阀13绝缘外壳14插入电阻器15吹弧阀VS116延时单元17合闸控制阀18脱扣控制阀19上部灭弧筒（与VS1同侧）20下部灭弧筒（与VS1同侧）21上部灭弧筒（与VS2同侧）22下部灭弧筒（与VS2同侧）23灭弧筒的过滤器（与VS1同侧）24灭弧筒的过滤器（与VS2同侧）25灭弧筒的放气器（与VS1同侧）26灭弧筒的放气器（与VS2同侧，辅助灭弧室的吹弧阀）27绝缘支座（与动触头和VS1同侧）28绝缘支座（与静触头和VS2同侧）29冷却系统的绝缘支座30绝缘管道（在至灭弧室检查动触头位置并为动触头锁定提供管道）31绝缘管道（在辅助灭弧室检查动触头位置，并为动触头锁定提供管道）32检查主灭弧室动触头位置的观察孔33检查辅助灭弧室动触头位置的观察孔34照明灯35照明系统（通过观察孔32和33观察）37极外壳38上部主面板（用于检查）39上部辅助面板（用于检查）40侧板（用手检查）41断路器与母线的连接延长套（联系发电机和升压变压器）42断路器与母线封闭外壳的连接延长套43冷却系统的辐射散热器44冷却系统支座管道45控制压缩空气温度的恒温器46合闸检查开关和控制装置49过滤器（辅助灭弧室吹弧）50电流互感器（发电机侧）51电流互感器（升压变压器侧）55支座56槽钢横梁内装延伸滚子57绝缘垫58通风散热器59电动循环系统60吊环61照明系统（35）和合闸检查开关（46）的接线端子62三个绝缘管道（一个合闸，一个分闸和一个供应压缩空气）63合闸控制管道64分闸控制管道65对极供应压缩空气管道66到气动控制柜的压缩空气管道67通用压缩空气管道交流电流在每一周波内有两次自然过零，在电流自然过零时电源对弧隙停止输入能量，电弧自然暂时熄灭，这是熄灭电弧切断线路的最好时机。

在电流过零之后，弧隙中的过程是非常复杂的，存在电的作用和热的作用，是相互联系的电的矛盾（作用电压的恢复与介质强度的恢复）和热的矛盾（对弧隙输入的热量与从弧隙散失的热量）的发展过程如果热量输入不显著，则一方面弧隙介质强度不断增长，而另一方面触头两端的外加电压也不断地增加，如果介质强度增加的速度超过触头间外加电压的增长速度，电弧就在过零之后不会重燃，永远熄灭，反之，电弧就要重燃，这种电弧重燃的现象，叫做重击穿或电击穿，电流过零后，触头间不断上升的外加电压称为恢复电压电流过零后，弧隙仍处于高温状态，因此弧隙介质强度不高有时由于弧隙中残留有游离气体，弧隙间存在一定的残余电导假如剩余电导的数值足够大，在恢复电压的作用下，就会出现一定的剩余电流，对弧隙输入能量如果由剩余电流输入弧隙的能量大于由弧隙散失的能量，电弧也要重燃这种现象叫做热复燃如果在灭弧装置中加强消游离作用，使由剩余电流输入弧隙的能量小于弧隙散失的能量，使剩余电流无法维持，则电弧熄灭，不再重燃本断路器用压缩空气灭弧，当主灭弧室触头分开之际，在触头间产生强大的电弧，用压缩空气从中间向两端沿着电弧长度方向（轴向）吹弧，加强电弧的消游离作用，增大电弧电阻和电弧压降，等于在电路中串入一个大电阻，减小短路电流。

此后辅助灭弧室起作用当辅助灭弧室触头分开产生电弧，也用压缩空气沿着电弧长度方从中间向两端纵向吹向电弧，故谓之双向纵向灭弧这种灭弧方法效果很好，比横吹（径向）灭弧方法、单向纵吹灭弧方法的效果都强当电弧进入辅助灭弧室之后，最后又串入辅助电阻器，进一步加强消游离作用，在过零瞬间使电弧熄灭，不再重燃1．主灭弧室电流流过静止部分和动触头部分之间，通过波形金属条构成的滑动触头环切断电流在柔性指形静触头组（4）与管形动触头（2）之间进行，两者封闭在绝缘室（6）之中纵吹灭弧是打开两个吹弧阀产生的，一个阀（3）标记为VS1是被控制的，另一个阀标记为VS2是自动的辅助接点（46）接于接线板，显示断路器在合闸操作的最终位置2．辅助灭弧室辅助灭弧室（9）位于主灭弧室下面，与主灭弧室并联它包括：一个动触头（10）和一个吹弧阀VS1（15）及一个延时装置（16）一个静触头和自动吹弧阀（11和12）一个电阻装置包括几个并列排着的元件，连接于消音器（22）剩余电流的切断在柔性指形触头组（11）与管形动触头组（10）之间采用双向纵吹灭弧的方法来完成；两者都放在绝缘封闭壳（13）之中双向纵向吹弧的产生：开启吹弧阀VS1（15），让动触头管（10）排气吹弧，自动吹弧阀VS2（12）在静触头一边排气吹弧。

延时装置（16）控制电阻器接入的时间3．阀门与消音器在灭弧室的任一边，阀门VS1和VS2吹出的空气直接到消音器（19-20）和（21-22）两个控制阀（17）和（18）通过消音器（19-20）将空气排到大气消音器（19-20）向大气放气，通过过滤器（23）、绝缘支持（27）以及处于支持（27）两边的两个阀门（25）消音器（21-22）向大气放气，通过过滤器（24），绝缘支持（28）以及处于支持（28）两边的两个阀门（26）由阀门（12）吹出的压缩空气排到大气经过两个过滤器（49）、绝缘支持（28）和两个阀门（26）值得注意的是两个消音器承载着正常额定电流时动触头（2）和静触头（4）一直与接线端（41）连接着4．冷却系统冷却系统设置在外壳（37）之上，包括两组由独立的风扇（58）冷却的散热器（43）和加速压缩空气循环的电动风扇（59）每组散热器做成肋管散热束，与灭弧室内部交流通过两个管子（44）和两个绝缘支持（29）温度监测装置（45）指示任何位置压缩空气不正常的温升3.1.2.2 气动控制柜断路器的极通过一个气动继电器和连接管被三相气动控制柜气动控制。