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大机组中发电机断路器应用的探讨
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【摘 要】 叙述了发电机断路器的发展状况及在发电厂的应用，论述了发电机断路器在大机组发电厂中的作用及应用前景。
1 发电机断路器的发展概况
自本世纪40年代初起，随着工业、制造水平的提高以及电力需求的不断增加，大容量发电机组的生产制造不仅成为可能，而且成为满足电力市场需求的要求。随着发电机单机容量的不断增大致使短路电流迅速提高，使普通的中压开关已无法满足开断能力的要求，同时为了提高安全可靠性，导致了离相封闭母线的迅速发展以及发电机、变压器单元接线的广泛采用。至60年代中期，为了简化电厂的运行操作，提高机组的可用率以及核电技术的需要，越来越多的专家认为采用发电机断路器是十分必要的。正是这种需要导致了BBC公司在1969年开发出第一台可在大型发电机机端直接操作的DR型空气断路器。该断路器为离相式全封闭结构，以压缩空气为灭弧介质，操动机构也采用压缩空气，额定电流达50000A，开断能力为250kA，其中额定电流为11000A以下的断路器采用自然风冷，11000～20000A采用强迫水循环风冷，20000～50000A则为水冷。从第一台DR型断路器投运至今，BBC/ABB共生产了大约600台投放市场，其故障率逐步缩小到0.5％左右，且渐趋稳定。操作故障率为20×10－6，相当于50000次操作出现一次故障，这一指标较高压断路器低20倍左右。1984年ABB推出了第一台HE型SF6发电机断路器，采用SF6气体作为灭弧介质，操动机构仍为气动。它利用SF6气体自灭弧(Selt－extinguishing)原理，由触头分开时产生的电弧来加热SF6气体，使其膨胀，形成熄弧所需的气体，同时电流流过固定触头内的线圈产生磁场，导致电弧旋转，以使对触头的烧伤减小至最低限度， 而且相对独立的荷载触头与灭弧触头，保证了连续载流能力。1996年3月，ABB研制的HEC—8型发电机断路器通过了荷兰KEMA试验，该断路器额定电流可达24000A，开断能力达160kA，使得SF6断路器用于600MW发电机出口成为可能。由于SF6的采用使得整个断路器的结构更趋紧凑，故障率也更低，ABB公司1200台HE型(HEC和HEK)发电机断路器的故障率小于0.3％。现在发电机断路器已不仅仅是一台断路器，而是集成了电压互感器、电流互感器、隔离开关、接地开关等发电机与主变压器之间的设备，成为具有多种功能的组合电器。
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