220kv機(jī)組高遮斷容量斷路器的選擇

220kv機(jī)組高遮斷容量斷路器的選擇

發(fā)電的三個(gè)主要變化高度和中壓側(cè)通常同時(shí)運(yùn)行。在電機(jī)出口定義絕緣裝置。然而，在該方法的運(yùn)行中，電機(jī)出口的故障電流較大，并且該裝置的耐壓能力無(wú)法滿(mǎn)足所需的要求。因此，如何解決遮斷容量不足成為同類(lèi)型發(fā)電機(jī)組關(guān)注的問(wèn)題。1機(jī)組間主變單元江蘇射陽(yáng)港發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)公司）220kV母線通過(guò)4條線路與系統(tǒng)相聯(lián)絡(luò)，1、2號(hào)主變壓器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)主變）系三圈變，其低壓側(cè)與發(fā)電機(jī)間裝有SN4-20G少油斷路器，中壓側(cè)并列運(yùn)行饋供4條線路；3、4號(hào)機(jī)組系發(fā)變組單元接線，4臺(tái)主變高壓側(cè)皆接至220kV母線。當(dāng)1號(hào)或2號(hào)發(fā)電機(jī)出口三相短路時(shí)，少油斷路器遮斷容量不能滿(mǎn)足要求。主接線如圖1所示。2計(jì)算短路電流(1）江蘇省電力公司調(diào)度處所提供的歸算至220kV母線的3、4號(hào)機(jī)變和系統(tǒng)大方式時(shí)的等值阻抗見(jiàn)表1。(2）根據(jù)表1中各支路的等值阻抗參數(shù)，對(duì)各種方式下1號(hào)發(fā)電機(jī)出口短路（圖1中開(kāi)關(guān)發(fā)電機(jī)側(cè)）時(shí)，系統(tǒng)和其他機(jī)組提供的流經(jīng)發(fā)電機(jī)出口斷路器的短路電流進(jìn)行計(jì)算。具體結(jié)果為：當(dāng)710開(kāi)關(guān)合上時(shí)，即便是系統(tǒng)小方式，短路電流也超過(guò)少油開(kāi)關(guān)的額定遮斷電流58kA的標(biāo)準(zhǔn)，該斷路器顯然不能滿(mǎn)足運(yùn)行要求。3解決方案分析與比較3.1高遮斷容量交流及運(yùn)行問(wèn)題分析1、2號(hào)發(fā)電機(jī)出口使用的是SN4-20G型少油斷路器，其遮斷容量為58kA。為滿(mǎn)足遮斷容量的要求，須將斷路器換型，如LN6-18型SF6斷路器，其遮斷容量為80kA。但存在以下弊端。(1）高遮斷容量斷路器系新研制成功，投入運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，加之發(fā)電機(jī)出口斷路器隨機(jī)組啟停操作次數(shù)較多，故障率較高。(2）高遮斷容量斷路器的部分缺陷電廠維護(hù)人員無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)處理，需制造單位協(xié)助，因此常造成發(fā)電機(jī)被迫停運(yùn)事故。根據(jù)已投入使用的高遮斷容量斷路器的運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)，因斷路器機(jī)構(gòu)和本體故障致發(fā)電機(jī)被迫停運(yùn)次數(shù)年均達(dá)2～3次。(3）高遮斷容量的SF6斷路器價(jià)格昂貴，高達(dá)80余萬(wàn)元，且已運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組如需改造還要對(duì)發(fā)電機(jī)出口小室配套進(jìn)行土建部分的工作，以滿(mǎn)足斷路器安裝的空間要求。因此，該方案雖然從根本上解決了遮斷容量不足的問(wèn)題，但其可靠性和經(jīng)濟(jì)性較差。3.2電流封閉保護(hù)困難過(guò)流閉鎖功能可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)故障電流較高時(shí)，選跳主變高、中壓側(cè)開(kāi)關(guān)。但有以下弊端。(1）發(fā)電機(jī)和主變保護(hù)均需裝設(shè)過(guò)電流閉鎖保護(hù)，加之主變保護(hù)應(yīng)按雙重化原則設(shè)置，因此保護(hù)配置相當(dāng)困難。(2）一旦過(guò)電流閉鎖保護(hù)接線錯(cuò)誤或接點(diǎn)用反，將造成發(fā)電機(jī)和主變保護(hù)拒動(dòng)，釀成發(fā)電機(jī)和主變損壞的惡性事故。該方案雖未對(duì)運(yùn)方提出要求，且相對(duì)較經(jīng)濟(jì)，但大幅降低了主保護(hù)運(yùn)行的可靠性，運(yùn)行調(diào)試維護(hù)也較麻煩。3.3發(fā)電機(jī)機(jī)端保護(hù)對(duì)照?qǐng)D1,2DL和3DL皆采用SF6開(kāi)關(guān)，其開(kāi)斷時(shí)間為45～60ms，而1DL系少油斷路器，其開(kāi)斷時(shí)間為150ms。當(dāng)機(jī)端發(fā)生故障，保護(hù)動(dòng)作后60ms左右，主變高、中壓側(cè)開(kāi)關(guān)先跳開(kāi)，切斷系統(tǒng)向故障點(diǎn)提供的短路電流；150ms左右，少油開(kāi)關(guān)跳閘，切斷發(fā)電機(jī)提供的短路電流。發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路時(shí)，其穩(wěn)態(tài)短路電流約35kA，未超出SN4-20G少油斷路器的額定遮斷容量。但該方案的有以下弊端。(1）當(dāng)保護(hù)裝置出口跳開(kāi)2DL或3DL的接點(diǎn)接觸不良時(shí)，會(huì)造成2DL或3DL未及時(shí)跳閘，主變低壓側(cè)的少油斷路器的遮斷容量仍不能滿(mǎn)足要求。(2）發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置也須進(jìn)行改進(jìn)，以保證在機(jī)端（主變差動(dòng)保護(hù)區(qū)外）故障時(shí)，仍起動(dòng)主變保護(hù)，以跳開(kāi)主變高、中壓側(cè)開(kāi)關(guān)。(3）發(fā)電機(jī)機(jī)端故障，仍須跳開(kāi)主變高、中壓側(cè)開(kāi)關(guān)，使220kV和110kV的聯(lián)絡(luò)中斷，未體現(xiàn)三圈變的設(shè)計(jì)意圖。該方案雖然只須對(duì)發(fā)電機(jī)保護(hù)進(jìn)行改動(dòng)，對(duì)運(yùn)方未提要求，但其可靠性和安全性較差，且也未徹底解決遮斷容量不足的問(wèn)題。3.4發(fā)電機(jī)主變?cè)O(shè)置取消發(fā)電機(jī)出口斷路器跳閘功能，能解決遮斷容量的問(wèn)題，但該方案不僅需對(duì)發(fā)電機(jī)所有保護(hù)進(jìn)行改造，將跳閘出口改至主變高、中壓側(cè)，并且改造后發(fā)電機(jī)部分所有保護(hù)動(dòng)作后都得跳開(kāi)主變，既要切換廠用電，也斷開(kāi)了220kV和110kV的聯(lián)絡(luò)，明顯不符三圈主變?cè)O(shè)計(jì)的意圖。3.5系統(tǒng)容量的確定如果主變中壓側(cè)分排運(yùn)行，在系統(tǒng)大方時(shí)發(fā)電機(jī)機(jī)端發(fā)生故障斷路電流為40kA左右，發(fā)電機(jī)出口的少油斷路器的遮斷容量滿(mǎn)足要求。該方案雖要求運(yùn)方進(jìn)行調(diào)整，但考慮到110kV線路對(duì)側(cè)已裝設(shè)備自投裝置，當(dāng)線路故障或因主變故障致110kV線路失電時(shí)，通過(guò)備自投裝置，能保證系統(tǒng)供電不受影響。同時(shí)，通過(guò)廠用電系統(tǒng)的合理調(diào)整，能保證機(jī)組啟動(dòng)電源和停機(jī)電源的可靠供給。因此，采用該方案不僅徹底解決了遮斷容量不足的問(wèn)題，而且能滿(mǎn)足系統(tǒng)和廠用電的運(yùn)行要求。4v側(cè)分排運(yùn)行通過(guò)以上分析可知，為解決發(fā)電機(jī)出口少油斷路器遮斷容量不足的問(wèn)題，將主變110kV側(cè)分排運(yùn)行的方案最為安全可靠，也