国产大容量快速开关装置在沙溪口水电厂的应用

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1、第28卷第2期ISSN1006-01702008年6月FUJIANDIANLIYUDIANGONGCN35-1174/TM国产大容量快速开关装置在沙溪口水电厂的应用杨庆长（中电（福建）电力开发有限公司,福建南平353000）摘要：针对福建沙溪口水电厂发电机出口断路器遮断容量不能满足安装地点开断短路电流要求的情况，提出了2种改造方案并进行比较；介绍了在原有的发电机出口断路器的基础上，加装国产大容量快速开关装置的成功经验。关键词：发电机出口；大容量快速开关装置；整定值；参数设计中图分类号：TM561文

2、献标识码：B文章编号：1006-0170（2008）02-0061-03换其他部件（如高压限流熔断器、氧化锌非线性组件1引言等），每台更换费用为10万元左右。发电机的出口端或出口端附近发生短路故障1.2技术比较时，发电机的短路电流很大，其过零时间大约需20～进口100kA的断路器不仅价格昂贵，而且根据150ms，给发电机造成严重危害，必须配备保护设断路器自身的特点，还会产生不良影响。以瑞典备。ABB公司HGI-3型SF断路器为例，其保护动作时6福建沙溪口水力发电厂4台机组于1994年配间长达60～

3、100ms。其中，继电保护动作时间为30～备了瑞典ABB公司的HGI-3型SF6断路器作为发40ms，断路器固有分闸时间为20～40ms，燃弧时间电机出口断路器，其额定电流为6.3kA，额定对称短为10～20ms。50Hz的电网在短路后10ms内，冲击路电流为65kA，额定非对称短路电流为85kA。电流达到最大值，在断路器开断之前，系统设备就受2003年，因电网发展，系统容量增大，发电机出口处到了3～4次77kA的短路电流的冲击，对设备的使短路电流达78.35kA，远远超过了该断路器的遮断用寿命也

4、有很大的影响。这就提高了对发电机、变压容量，发电机存在短路时发生爆炸的安全隐患。由于器、互感器、母线、绝缘子、金属构架等设备在动稳定进口设备价格高昂且存在缺陷，该厂通过比较，用国性和热稳定性的要求。产大容量快速开关装置（FSR）替代原发电机出口断当发电机出口端或出口端附近发生短路故障路器，以较少的资金解决了问题。时，会产生很大的短路电流。若断路器的固有动作时1.1改造方案间大于100ms，断路器开断的仅是接近于稳态电流方案一：更换发电机出口断路器。新断路器为瑞的短路电流。这样，仅采用进口100kA

5、的断路器，在典ABB公司生产的HGI型SF6断路器，额定开断短短路故障发生后至断路器动作期间，发电机、变压器路电流100kA，共需4台。等主要高压电气设备已受到3～4次短路电流的冲该方案最大的缺点是当电网发展或发电机增容击。在原有出口断路器的基础上加装FSR装置，可时，均需对发电机出口断路器进行改造，不仅改造难在短路故障发生的初期（约1.5ms内）切断短路电度大，而且每台改造资金为300万元左右。流，防止短路电流对发电机、变压器等设备的多次冲方案二：在原有出口断路器的基础上，加装大容击，有效地保护

6、发电机、变压器等设备。量快速开关装置（以下简称FSR）。1.3方案确定采用不同厂家的FSR设备，所需资金悬殊较目前，国内已有近90台套电压等级为6～15.75大。进口FSR每台150万元以上，国产FSR改造费kV、额定电流为1000～6000A国产的FSR运行。其用约80万元/台。采用国产FSR，若今后发电机增容中，11台套用于发电机出口，且额定电流值较大。电或电网发展，可通过单独更换载流桥体实现，无需更压等级为6～10kV、额定电流为1000～6000A的-61-FSR正确动作报告有9份，电压等

7、级为13.8kV、额压，此时FR对其进行限压。当系统能量较大，FU不定电流为3000A的FSR正确动作的报告目前有1能可靠完全吸收时，FU的弧压使FR导通，进行吸份；不正确动作的报告有1份（2004年3月3日在能和限压。福建古田溪水电厂厂坝变高压侧运行的FSR动作过）。在古田溪水电厂发生FSR不正确动作后，国内FSR装置的生产厂家认真分析并采取了一些新举措（如FSR原为柜式密封安装，现改为敞开式，同时提高了FSR内部螺栓的机械强度），产品质量和动作可靠性有了保证。经过分析比较，福建沙溪口水电厂确定

8、了改造方案，即在原有的发电机出口断路器的基础上，加装（串接）国产FSR。图2FSR装置电流波形图2FSR的组成和工作原理1—系统大方式下预期三相短路电流曲线；2—短路电流在2.1组成FR中衰减曲线；Ilimit—FSR的启动电流；4—峰值为"2IDZ装置组成如图1所示。的过电流曲线；5—系统的实际动作电流曲线的电流变化率切线；t0—短路电流达到动作值时所需时间；t1—电流截止时间；t2—电流衰减到零的时间；IP—截止电流3参数设计3.1FSR额定电流由于发电机的额定电流为3691A