220kv机组高遮断容量断路器的选择

220kv机组高遮断容量断路器的选择

发电的三个主要变化高度和中压侧通常同时运行。在电机出口定义绝缘装置。然而，在该方法的运行中，电机出口的故障电流较大，并且该装置的耐压能力无法满足所需的要求。因此，如何解决遮断容量不足成为同类型发电机组关注的问题。1机组间主变单元江苏射阳港发电有限责任公司（以下简称公司）220kV母线通过4条线路与系统相联络，1、2号主变压器（以下简称主变）系三圈变，其低压侧与发电机间装有SN4-20G少油断路器，中压侧并列运行馈供4条线路；3、4号机组系发变组单元接线，4台主变高压侧皆接至220kV母线。当1号或2号发电机出口三相短路时，少油断路器遮断容量不能满足要求。主接线如图1所示。2计算短路电流(1）江苏省电力公司调度处所提供的归算至220kV母线的3、4号机变和系统大方式时的等值阻抗见表1。(2）根据表1中各支路的等值阻抗参数，对各种方式下1号发电机出口短路（图1中开关发电机侧）时，系统和其他机组提供的流经发电机出口断路器的短路电流进行计算。具体结果为：当710开关合上时，即便是系统小方式，短路电流也超过少油开关的额定遮断电流58kA的标准，该断路器显然不能满足运行要求。3解决方案分析与比较3.1高遮断容量交流及运行问题分析1、2号发电机出口使用的是SN4-20G型少油断路器，其遮断容量为58kA。为满足遮断容量的要求，须将断路器换型，如LN6-18型SF6断路器，其遮断容量为80kA。但存在以下弊端。(1）高遮断容量断路器系新研制成功，投入运行时间不长，加之发电机出口断路器随机组启停操作次数较多，故障率较高。(2）高遮断容量断路器的部分缺陷电厂维护人员无法在短时间内处理，需制造单位协助，因此常造成发电机被迫停运事故。根据已投入使用的高遮断容量断路器的运行情况统计，因断路器机构和本体故障致发电机被迫停运次数年均达2～3次。(3）高遮断容量的SF6断路器价格昂贵，高达80余万元，且已运行的发电机组如需改造还要对发电机出口小室配套进行土建部分的工作，以满足断路器安装的空间要求。因此，该方案虽然从根本上解决了遮断容量不足的问题，但其可靠性和经济性较差。3.2电流封闭保护困难过流闭锁功能可以实现当故障电流较高时，选跳主变高、中压侧开关。但有以下弊端。(1）发电机和主变保护均需装设过电流闭锁保护，加之主变保护应按双重化原则设置，因此保护配置相当困难。(2）一旦过电流闭锁保护接线错误或接点用反，将造成发电机和主变保护拒动，酿成发电机和主变损坏的恶性事故。该方案虽未对运方提出要求，且相对较经济，但大幅降低了主保护运行的可靠性，运行调试维护也较麻烦。3.3发电机机端保护对照图1,2DL和3DL皆采用SF6开关，其开断时间为45～60ms，而1DL系少油断路器，其开断时间为150ms。当机端发生故障，保护动作后60ms左右，主变高、中压侧开关先跳开，切断系统向故障点提供的短路电流；150ms左右，少油开关跳闸，切断发电机提供的短路电流。发电机机端三相短路时，其稳态短路电流约35kA，未超出SN4-20G少油断路器的额定遮断容量。但该方案的有以下弊端。(1）当保护装置出口跳开2DL或3DL的接点接触不良时，会造成2DL或3DL未及时跳闸，主变低压侧的少油断路器的遮断容量仍不能满足要求。(2）发电机保护装置也须进行改进，以保证在机端（主变差动保护区外）故障时，仍起动主变保护，以跳开主变高、中压侧开关。(3）发电机机端故障，仍须跳开主变高、中压侧开关，使220kV和110kV的联络中断，未体现三圈变的设计意图。该方案虽然只须对发电机保护进行改动，对运方未提要求，但其可靠性和安全性较差，且也未彻底解决遮断容量不足的问题。3.4发电机主变设置取消发电机出口断路器跳闸功能，能解决遮断容量的问题，但该方案不仅需对发电机所有保护进行改造，将跳闸出口改至主变高、中压侧，并且改造后发电机部分所有保护动作后都得跳开主变，既要切换厂用电，也断开了220kV和110kV的联络，明显不符三圈主变设计的意图。3.5系统容量的确定如果主变中压侧分排运行，在系统大方时发电机机端发生故障断路电流为40kA左右，发电机出口的少油断路器的遮断容量满足要求。该方案虽要求运方进行调整，但考虑到110kV线路对侧已装设备自投装置，当线路故障或因主变故障致110kV线路失电时，通过备自投装置，能保证系统供电不受影响。同时，通过厂用电系统的合理调整，能保证机组启动电源和停机电源的可靠供给。因此，采用该方案不仅彻底解决了遮断容量不足的问题，而且能满足系统和厂用电的运行要求。4v侧分排运行通过以上分析可知，为解决发电机出口少油断路器遮断容量不足的问题，将主变110kV侧分排运行的方案最为安全可靠，也