发电机出口设备基础知识培训教材

25.3kV
(4) 额定电流
3150A
(5) 额定峰值耐受电流 450kA
(6) 额定短时耐受电流 160kA
(7) 短时耐受时间
1s
(8) 绝缘水平
1）额定1min工频耐受电压 60/80kV
2）额定雷电冲击耐受电压 125/150kV
启动母线上
有两个呼吸 器，启动母 线联络刀闸 两侧各一个。
启动母线和启动母线刀闸形成机组 P/CP启动时的电气回路，启动母线刀闸由 机组公用LCU给出命令控制分、合闸。
启动母线刀闸两边的接地刀闸，根据
检修工作的要求进行操作，保证工作地点 的安全。
3. CT/PT/限流电抗器/避雷器
CT型式：单相、户内、干式 设备参数：
1 额定电压： 24kV 2 设备工作电压： 18kV 3 额定一次电流：
A1
M
B
M
C1
M
A2
C2
M
M
换相刀外部图
内部图
4.接地刀闸
Enclosure: 开关`
发电机侧接地开关
主变侧接地开关
机组出口地刀（0*GEV011JS）
机组检修时接地用，与出口断路器及换相开关配 套,为三相联动电动操作方式，与出口断路器之间有 可靠的电气及机械闭锁。
另两组地刀：机组出口开关与换相刀之间地刀 0*GEV012JS、主变低压侧地刀0*GEV013JS均为设备 检修时作为接地点保证工作安全，根据检修范围的 不同投入相应地刀。
一、开关
1. 发电机出口断路器(Generater circuit breaker)
基本参数：
型号：HECPS-3S SF6额定压力（20℃）：0.62MPa 厂家：ABB 额定电流：13.5kA 额定电压：24kV 短路开断峰值电流：300kA 短路开断电流：100kA 分闸时间≤40ms 合闸时间≤50ms 操作电压：220DC 操作机构型号：HMB 4. 操作机构类型：液压弹簧操作
原理：当储能弹簧 的能量低到一定值 时，防慢分装置的 拐臂会自动旋转到 顶住断路器操作杆 法兰位置。
目的:防止断路器Hale Waihona Puke Baidu 低油压的情况下缓 慢分开,电弧烧坏断 路器触头。
状态演示
已储能，分闸位置
合闸位置
减压，合闸位置
四、GCB压力监视继电器
1、绿色区域：SF6气体正常工作区域，在该区域断路器可以正常操作； 2、黑色标志点：SF6气体正常工作压力点，压力值为0.62MPa（20oC）； 3、黄色区域：机械跳机，SF6气体压力低报警区域，需要补充SF6气体，报警点压力值为 0.56MPa（20oC），在该区域，只报警不闭锁断路器的操作； 4、位于运输区域上方的红色区域：SF6气体压力过低报警、闭锁区域，需要补充SF6气体
三、其他
1.发电机主母线（IPB：Isolating Phase Busbar）
母线分相封闭，每相母线套管内由Y型绝缘子支撑导电 母线，空气绝缘，设有检修窗口，无观察孔。
检修窗口
2.启动母线/启动母线隔离刀闸
启动母线联络刀闸
技术参数：
(1) 型式/数量
刀闸/单相
(2) 额定电压
24kV
(3) 最高工作电压
，闭锁点压力值为0.54MPa（20oC）在该区域，SF6气体密度监视继电器既发出报警同 时闭锁GCB进行合、分闸操作；
5、黑色区域：运输区域，在GCB 运输过程中在断路器灭弧室内充入 SF6气体使灭弧室带正压，防止空 气进入灭弧室，同时也可以用来监 视在运输过程中灭弧室是否漏气； 6、位于运输区域下方的红色区域 ：SF6气体的压力值低于运输压力 区域，在该区域，断路器不具备操 作条件，同时在设备到货时如果压 力处于该区域，说明在运输过程中 灭弧室可能有损坏，需要联系制造 商到现场处理。
防跳能力
1.1发电机出口断路器的构成和功能
外部结构 内部结构 操作机构 SF6监视装置
一、GCB的外部结构
1、开关间隔支撑 2、开关间隔隔板 3、每个开关间隔包含：
一相断路器的灭弧室 一相SFC启动刀 一相BTB拖动刀 一相检修地刀 4、开关间隔底部 ，包含： 断路器SF6气体装置 断路器及各刀闸操作连杆 5、各刀闸、地刀操作机构 6、断路器液压弹簧操作机构
制动刀 SF6压力
表
3. SFC/厂高变电源开关
SFC电源开关（60（70）LGB001JD/002JD）
A（B）厂SFC有两路供电电源，#1(#5)机侧 60(70)LGB001JD和#3(#7)机侧60(70)LGB002JD。两 路电源开关互为备用方式，正常运行方式是其中一个电 源开关在合闸位置，控制方式为remote；另一个电源 开关在试验位置，二次插头连接正常，控制为local。 当主用电源机组检修时，手动切换至备用电源供电。 两个开关下端共有一组接地刀闸。
在拖动机组开始BTB（back to back）启动其他机 组时，中性点地刀由机组LCU发令拉开的原因：
在BTB启动时，若不拉开拖动机地刀将使拖动机组 及被拖动机组的100%接地保护同时作用，当两套100% 接地保护的外加20Hz电源相位相反时，两套保护将失 效。
定子100%接地保护：采用外加20Hz电源方式，在 低频运行时，流过定子的少量低频不平衡电流会造成 定子100%接地保护误动。惠蓄100%接地保护在15~25Hz 时自闭锁。
二、隔离刀
1.中性点刀闸
发电机中性点地刀（0*GEV021JS）：
正常情况下，发电机中性点地刀在合闸位置。 只有当该机组作为拖动机组开始BTB（back to back）启动其他机组时，中性点地刀由机组LCU 发令拉开，拖动完成后，中性点接地刀由机组 LCU发令恢复合闸状态。
通常作为发电机定子绝缘测量点，断开中性 点地刀后在其上端测发电机定子绝缘。
换相隔离开关
为三相五极、户内水平布置、带封闭外壳与离相 封闭母线相连接、空气绝缘、自然冷却、电动，外 壳防护等级IP54。采用ABB 生产的HECPS 3 在80 ％ ～110 ％的交、直流额定电压下，均应能顺利地进 行分、合操作。
作用与结构
“A”
GENERATOR MODE
“B”
“C”
MOTOR MODE
2. 电气制动开关
技术参数： 1 型号：FKG2S 2 最高运行电压：24kV 3 额定工作电压：18kV 4 额定电流：6.6kA 5 额定短时耐受电流：63kA，3s 6 额定工频耐受电压：66kV 7 分闸时间：29~39ms；合闸时间：99~114ms 8 SF6压力：750kPa正常，640kPa报警，610kPa闭锁 9 操作方式：电动储能弹簧操作 10 分合闸线圈电阻：140Ω（范围：10%）
二、GCB的内部结构
1、断路器灭弧 室 2、SF6气体密 度指示计和充气 口 3、液压弹簧操 作机构
1、BTB拖动刀 2、接地刀闸 3、SFC启动刀
1.电压互感器 2.电流互感器 3.浪涌电容器
三、GCB操作机构
液压弹簧操作机构的原理
液压弹簧操作机构的工作原理：由储能油泵给碟形弹簧 储能，碟形弹簧作用于高压油缸使油带压，实现机械能转换 成液压能源。快速开关转换阀转移液压能源使活塞实现关闭 操作以及开放作业。活塞运动实现断路器的分合闸。
启动刀、拖动刀操作方式为电动操作
三相异步电机技术参数: 额定电压：380V AC 额定频率：50Hz 额定功率： 550 W 额定电流：2A 启动时电流(峰值):<20A
刀闸的操作机构的工作原理
驱动电机带动齿轮旋转，齿轮旋转转换为刀 闸操作连杆的线性运动，带动刀闸操作拐臂去 分合刀闸.
各刀闸的辅助开关装配有具有保险功能的钥 匙闭锁：
电气制动开关（0*GEV002JD）
在机组正常停机或非机组电气故障跳机，机组转速 为50%Vn时，电气制动开关投入。机组电气故障跳机时， 电气制动不投入。
机组非电气事故停机时，投入电气制动开关时，将 发电机出口三相短路，然后再在转子回路加励磁，此时 定子电流产生纯去磁电枢反应，定子磁动势与转子磁动 势相反，达到制动目的。
1）发电电动机匝间短路保护电流互感器 750A 2）发电电动机其余的保护、励磁及测量用电流互感器 15000A 3）厂用变保护、测量用电流互感器 250A 4）励磁变保护、测量用电流互感器与励磁变配套提供变频装置
保护、测量用电流互感器 1250A 4 额定二次电流均为 1A 5 额定频率 50Hz 6 水泵工况起动时工作频率范围 0～52.5Hz 7 额定绝缘水平
1、可以实现刀闸驱动手动和电动的转换； 2、实现刀闸合闸位置和分闸位置闭锁。
泵启动、拖动刀闸由机组LCU根据机 组P、CP工况选择的拖动方式（SFC或BTB） 控制分、合。
用于机组泵工况或泵工况调相BTB方式 启动中，此时拖动机组的拖动刀合上，启动 刀断开，被拖动机组情况相反。在SFC拖动 方式中，启动刀合上，拖动刀断开。
发电机出口设备 基础知识
主要包括：
一、开关 1.发电机出口断路器 2.电气制动开关 3.SFC/厂高变电源开关 二、隔离刀 1.发电机中性点地刀 2.启动刀、拖动刀 3.换相刀闸 4.接地刀闸（机组出口、GCB与换相刀之间、主变低压侧） 三、其他 1.发电机主母线 2.启动母线/启动母线隔离刀闸 3.PT/CT/限流电抗器/避雷器
发电机中性点通过变压器阻 抗接地
主要目的是限制发电机单相 接地时的暂态过电压，防止暂态 过电压破坏定子绕组绝缘。 中性点变压器的作用：
1. 可以使二次侧的小电阻在 一次侧呈现出大电阻；
2. 可以在变压器二次侧抽取 零序电流作为发电机接地保护的 判据。
2. 启动刀、拖动刀（0*GEV001JS/002JS）
位置指示说明
1、断路器位置指示器：绿色底白色O 表示断路器在断开位置，红色底白 色I表示断路器在合闸位置； 2、断路器操作装置油位观察孔:如果断 路器在合闸位置，正常油位应在观察 孔1/2的位置；如果断路器在分闸位 置，正常油位应在观察孔2/3的位置； 3、GCB操作机构碟形弹簧位置指示； 如果弹簧的白色线位于左边的位置，表 示弹簧处于储能状态，位于右边位置， 表示弹簧处于能量释放状态。
进行机组隔离时，启动/拖动刀闸均锁 在分闸位置。
BTB启动机组抽水有四个过程： 加速阶段 同期阶段 停拖动机阶段 完成阶段
原始状态
加速阶段
同期阶段
完成阶段
SFC启动机组抽水有三个过程： 加速阶段 同期阶段 完成阶段
原始状态
加速阶段
同期阶段
完成阶段
3. 换相隔离刀闸
技术参数：
1 型式：HET 3 2 最高运行电压：25.3 kV 3 额定电压：24kV 4 额定绝缘水平 1min工频耐压（有效值） (a) 相对地 80kV (b) 断口间 88kV 5 额定电流：13500A 6 额定峰值耐受电流（峰值） 300kA 7 合/分时间：2s 8 额定短时耐受电流（有效值）： 100kA，3s 9 机械寿命（空载操作次数）time ：10000
厂高变电源开关（6*/7*LGB001TB）
每台机组均有供厂高变18kV电源开关，#1、 #3(#5、#7)机供#1（#3）厂高变，#2、#4（#6、 #8）机供#2（#4）厂高变。
每台厂高变两路电源开关互为备用，当主 用电源上端失电时，切换至备用电源供电。 每个供电开关下端均有接地刀闸（厂高变高压 侧接地刀），操作过程中应密切关注地刀状态。
一次绕组： 额定1min 工频耐受电压（有效值） 50kV 额定雷电冲击耐受电压（峰值） 125kV
二次绕组： 额定1min 工频耐受电压（有效值） 3kV
8 电流互感器配置说明
发电机出口断路器为户内卧式、SF6气体灭弧，三相联 动，设有一个合闸线圈(220VDC CLOSE),二个分闸线圈 (220VDC Trip II和220VDC Trip I),具有防跳和防失压慢分 能力。外壳防护等级不低于IP54。
断路器的防跳是指：防止在外部断路器合闸信号持续 （遥和信号持续、合闸按钮或转换开关粘连）时，断路器合 于故障后跳闸，断路器合闸回路再次接通，导致断路器多次 分合闸。
操作机构结构 1、储能电机
2、储能弹簧
3、控制单元
4、弹簧能量释放手柄
5、防断路器慢分机构
失压慢分是指断路器在合闸状态下,液压 机构突然失压,一些由差动原理形成相对稳定 状态的阀体在复位弹簧的作用下移动复位到 分闸位置,在液压系统压力重建过程中,断路 器缓慢分闸,造成慢分事故。
防慢分装置