試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置及其控制方法與流程

本發明涉及一種試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置及其控制方法。

背景技術：

現有大容量試驗檢測中心試驗用沖擊發電機出口短路電流達160ka，超出目前國產單臺發電機斷路器額定開斷容量，而采用進口設備除價格昂貴外，后期運行維護成本也較高。

中國專利cn201621062168.6公開了一種發電機出口斷路器控制系統，由合閘線圈控制回路、失壓線圈控制回路、驅動馬達線圈控制回路、可編程序控制器組成，所述可編程序控制器與所述合閘線圈控制回路、失壓線圈控制回路、驅動馬達線圈控制回路電連接。其控制系統較為復雜，可靠性不足，無法滿足大容量試驗檢測中心試驗用沖擊發電機的需求。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在于，提供一種兼具系統保護和操作功能的試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置及其控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置，裝設于發電機出線端與合閘開關之間，包括緊耦合分裂電抗器、保護斷路器、操作斷路器，所述緊耦合分裂電抗器與保護斷路器的兩相并聯，保護斷路器與操作斷路器串聯，操作斷路器與外部電路連接。

上述方案中，所述緊耦合分裂電抗器的上端出線分為兩條支路，分別通過兩個銅排分別與保護斷路器兩個邊相上母線端子連接，保護斷路器兩個邊相下母線端子通過銅排與操作斷路器兩個邊相上母線端子連接，操作斷路器兩個邊相下母線端子通過匯流的銅排連接形成匯流排，作為成套裝置的出線與外部電路連接。

上述方案中，還包括前端鋼支架、后端鋼支架和絕緣子，緊耦合分裂電抗器與保護斷路器間的銅排通過絕緣子固定在前端鋼支架上，操作斷路器位于前端鋼支架里面中空部分，操作斷路器底座直接通過地腳固定在地面，保護斷路器固定在后端鋼支架上面，匯流排通過絕緣子固定在地面，匯流排由后端鋼支架里面中空部分穿出。

上述方案中，所述保護斷路器與操作斷路器采用前后上下錯開布局的形式，保護斷路器與操作斷路器端子排采用面對面布置形式。

上述方案中，所述緊耦合分裂電抗器與保護斷路器間的銅排采用寬面垂直于地面形式布置，保護斷路器與操作斷路器間的銅排采用寬面平行于地面形式布置，匯流排采用寬面垂直于地面形式布置。

上述方案中，當回路正常工作時，工作電流為i0及以下時，成套裝置收到動作指令由操作斷路器動作，保護斷路器不動作，當回路出口短路故障且故障電流達到及超過i1時，成套裝置收到動作指令由操作斷路器及保護斷路器同時動作，當回路電流達介于i0及i1時，成套裝置收到動作指令由保護斷路器同時動作，操作斷路器不動作。

實施本發明的試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置，具有以下有益效果：

1、本發明裝置是試驗站短路發電機電源系統的組成部分，通過緊耦合分裂電抗器將一臺三相開關的兩相并聯，并將兩臺開關串聯形成兼具保護及操作功能的試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置。

2、本發明采用緊耦合分裂電抗器并聯，實現開關支路均流及限流，有效解決了大功率試驗站發電機保護斷路器開斷容量不足及操作斷路器選型困難的難題，采用特定控制時序同時提高了成套裝置故障電流開斷能力及動作可靠性。

3、本發明可達到160ka的短路電流開斷能力，運維成本低，能滿足試驗用沖擊發電機出口短路保護要求。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置的結構示意圖；

圖2是本發明試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置的俯視圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

如圖1、圖2所示，本發明試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置，裝設于發電機出線端與合閘開關之間，是試驗站短路發電機電源系統的組成部分，兼具系統保護和操作功能。其包括緊耦合分裂電抗器2、保護斷路器6、操作斷路器8。

緊耦合分裂電抗器2由銅制線圈通過多包封形式采用真空澆注方式制成，耦合型式采用包封間耦合，端子進出線形式為下進上出，出線角度為90度，緊耦合分裂電抗器2下端進線端子即為成套裝置進線1。保護斷路器6由常用三相發電機出口保護斷路器6組成。操作斷路器8由常用三相發電機出口保護斷路器6組成。操作斷路器8參數及型號與保護斷路器6相同。緊耦合分裂電抗器2與保護斷路器6的兩相并聯，保護斷路器6與操作斷路器8串聯，操作斷路器8與外部電路連接。

具體的，緊耦合分裂電抗器2的上端出線3分為兩條支路，分別通過兩個銅排4分別與保護斷路器6兩個邊相上母線端子5連接，保護斷路器6兩個邊相下母線端子通過銅排4與操作斷路器8兩個邊相上母線端子連接，操作斷路器8兩個邊相下母線端子通過匯流的銅排4連接形成匯流排11作為成套裝置的出線12與外部電路連接。

進一步的，試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置，其特征在于，還包括前端鋼支架7、后端鋼支架10和絕緣子9，緊耦合分裂電抗器2與保護斷路器6間的銅排4通過絕緣子9固定在前端鋼支架7上，操作斷路器8位于前端鋼支架7里面中空部分，操作斷路器8底座直接通過地腳固定在地面，保護斷路器6固定在后端鋼支架10上面，匯流排11通過絕緣子9固定在地面，匯流排11由后端鋼支架10里面中空部分穿出。

進一步的，保護斷路器6與操作斷路器8采用前后上下錯開布局的形式，保護斷路器6與操作斷路器8端子排采用面對面布置形式。采用這種布局可以節省空間，優化裝置內部電磁場及力的影響。

進一步的，緊耦合分裂電抗器2與保護斷路器6間的銅排4采用寬面垂直于地面形式布置，保護斷路器6與操作斷路器8間的銅排4采用寬面平行于地面形式布置，匯流排11采用寬面垂直于地面形式布置。銅排4的這種布置方式充分考慮了裝置內部力的影響，增強了結構的動穩定性能。

本發明還提供了上述試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置的控制方法，具體如下：

當回路正常工作時，工作電流為i0及以下時，成套裝置收到動作指令由操作斷路器8動作，保護斷路器6不動作，當回路出口短路故障且故障電流達到及超過i1時，成套裝置收到動作指令由操作斷路器8及保護斷路器6同時動作，當回路電流達介于i0及i1時，成套裝置收到動作指令由保護斷路器6同時動作，操作斷路器8不動作。電流i0及i1由回路參數及工作制整定得到，在本實施例中，i0＝120ka，i1＝160ka。

上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發明的保護之內。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種試驗站用發電機保護及操作斷路器成套裝置及其控制方法，成套裝置裝設于發電機出線端與合閘開關之間，包括緊耦合分裂電抗器(2)、保護斷路器(6)、操作斷路器(8)，所述緊耦合分裂電抗器(2)與保護斷路器(6)的兩相并聯，保護斷路器(6)與操作斷路器(8)串聯，操作斷路器(8)與外部電路連接。本發明采用緊耦合分裂電抗器并聯，實現開關支路均流及限流，有效解決了大功率試驗站發電機保護斷路器開斷容量不足及操作斷路器選型困難的難題，采用特定控制時序同時提高了成套裝置故障電流開斷能力及動作可靠性。

技術研發人員：劉波;陳軒恕;劉波;王卓;李文嵐;喻明江;蘭貞波
受保護的技術使用者：國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;南京南瑞集團公司
技術研發日：2017.07.31
技術公布日：2017.10.27