发电机断路器开断直流分量的要求InasymIasym;由于Inasym=INbr@(2A2+1)1/2Iasym=I0@(2A2+1)1/2所以:INbrI0@(2A2+1)1/2/(2A2+1)1/2(3)式中Inasym发电机断路器的额定短路开断电流的非同期分量;Iasym触头分断瞬间非对称短路电流的有效值。I0)短路电流交流分量初始值有效值;A)断路器额定直流分量百分数,输配电真空断路器A=20%40%,或按厂家提供数据。A)触头分离瞬间短路电流直流分量百分数;可从直流分量百分数与时间间隔衰减性曲线查出。
直流分量百分数与时间间隔衰减性曲线在中,分别绘出衰减时间常数t为350ms、270ms、150ms、90ms、45ms直流分量百分数与时间间隔衰减性曲线5条。如所示,已知某台发电机出口2点发生短路,最大短路电流Igmax=39.5kA,发电机源短路电流的直流分量时间常数t=270ms,发电机断路器的分闸时间为4060ms,求发电机断路器的额定短路开断电流INbr参数值和额定断路关合电流IKtr。分以下两种情况考虑:情况1:不考虑开断直流分量要求时,断路器额定短路开断电流INbr由式(2)可得:INbrIasym由于IasymUIgMAX=39.5kA故INbr取40kA的等级。
情况2:考虑开断直流分量要求时,断路器额定短路开断电流INbr由式(3)可得:由于A=20%(为一般输配电真空断路器)发电机断路器的最小分闸时间为:Top=40ms+20ms(发电机保护最快动作时间20ms),从可以查出,在t=270ms曲线上,时间为60ms处,A=80%.所以由式(3)可得:INbr57.275kA故INbr取63kA的等级。
该台发电机断路器的额定断路开断电流参数为63kA,额定断路关合电流IKtr=2.74@57.275kA=156.934kA(取IKtr=160kA等级)上述两种情况计算结果可见:发电机断路器的额定断路开断电流,往往由发电机断路器开断直流分量的能力所确定,一般高于开断短路电流交流分量的一个或两个等级。
发电机断路器开断短路电流不过零点问题断路器用于发电机源短路具有较高非对称度短路电流时,应注意发电机断路器开断瞬间是否存在短路电流不过零现象,否则长时间的短路电流可能导致被保护电气设备(如发电机、变压器等)受到损坏,甚至可能由于燃弧时间过长而造成灭弧室爆炸。
氧化物避雷器在正常运行电压下,金属氧化物避雷器阀片的电阻较高,而过电压出现时电阻值变得很低,这样就限制了断口瞬态恢复电压的幅值,吸收了瞬态恢复电压的能量。三星形金属氧化物避雷器接线我国有专门用于发电机过电压保护的无间隙金属氧化物避雷器,其标准放电电流为5kA<6>、起始动作电压UlmA为1.8UN,操作冲击残压为2.38UN,略高于发电机预防性耐压试验电压2.33UN(1.1@1.5@20.5UN;1.1为冲击系数。)可以较好地限制断路器瞬态恢复电压幅值。
发电机中性点金属氧化物避雷器接线对发电机中性点不接地系统或间接地系统,还应安装发电机中性点金属氧化物避雷器,目前我国还没有专门用于发电机中性点金属氧化物避雷器,但可以用标准放电电流为1.5kA电机型中性点金属氧化物<6>代替,连接在发电机中性点与地之间或并联在发电机消弧线圈上,可大幅度地降低发电机线圈对地电压幅值。