4. 發(fā)電機(jī)真空斷路器開關(guān)柜的好處
發(fā)電機(jī)真空斷路器開關(guān)柜有如下好處：
安全性：
無需處理開關(guān)氣體，也不需要高、低氣壓的監(jiān)控，空氣作為絕緣介質(zhì)，始終可用
符合IEC62271-200/GB3906的工廠組裝，經(jīng)過類型測試的開關(guān)柜
使用免維護(hù)，通過型式試驗的真空斷路器，在額定電流下可運行10,000個操作循環(huán)
由于真空斷路器內(nèi)部的活動部件數(shù)量少，因此真空斷路器的可靠性很高
具有高壓開關(guān)柜標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全要求
所有操作均關(guān)閉高壓門進(jìn)行
IAC A FLR的內(nèi)部電弧試驗開關(guān)設(shè)備，抵抗內(nèi)部故障，通過管道集中泄壓
服務(wù)連續(xù)性類別LSC 2B
隔墻等級PM（抗壓設(shè)計的金屬分隔）
防護(hù)等級IP4X
邏輯機(jī)械聯(lián)鎖系統(tǒng)
環(huán)境友好性
開關(guān)設(shè)備和所有組件的使用壽命長（超過20年）
空氣作為絕緣介質(zhì)，對環(huán)境無害
真空開關(guān)技術(shù)，不用每隔幾年充氣
切換電弧或內(nèi)部電弧時，無毒物分解產(chǎn)物
無需壓力監(jiān)測
所使用的材料無需特殊知識即可完全回收
靈活性
使用全球可用的標(biāo)準(zhǔn)組件，標(biāo)準(zhǔn)化電流、電壓互感器
低壓設(shè)備的靈活性（不同的隔室尺寸，可插拔的電線，可移動的低壓艙）
可以在功率擴(kuò)容的情況下進(jìn)行改裝（附加電纜，新的互感器）沒有問題
模塊化設(shè)計，快速訪問提供的所有隔間，工廠組裝和測試，從而減少了安裝工作和現(xiàn)場調(diào)試抽出式設(shè)計，可快速更換斷路器，易于處置
5. 發(fā)電機(jī)真空斷路器開關(guān)柜應(yīng)用
典型一次方案圖如下，發(fā)電機(jī)斷路器兩側(cè)都裝有電壓互感器、接地開關(guān)、阻容吸收器，在靠近發(fā)電機(jī)一側(cè)，燃?xì)廨啓C(jī)等應(yīng)用要求增加一臺SFC靜態(tài)變頻啟動出線柜，SFC把頻率可調(diào)的交變電流加到發(fā)電機(jī)定子上，使發(fā)電機(jī)變成電動機(jī)動起來帶動同軸的燃?xì)廨啓C(jī)啟動；在升壓變一側(cè)，有些需要輔助擴(kuò)展出線。
圖2 典型發(fā)電機(jī)斷路器開關(guān)柜一次系統(tǒng)圖
a. 不同于SF6發(fā)電機(jī)斷路器自身配備兩側(cè)接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器阻容吸收裝置等組成系統(tǒng)設(shè)備，真空斷路器安裝于金屬鎧裝開關(guān)柜內(nèi)，因此一次元器件、銅母排都安裝在金屬外殼里面，一般4000A及以下的發(fā)電機(jī)斷路器同普通配電斷路器尺寸相同，都采用中置式結(jié)構(gòu)，而大于4000A一般采用落地式結(jié)構(gòu)，還有采用隔離開關(guān)加固定式斷路器水平布置結(jié)構(gòu)。真空發(fā)電機(jī)開關(guān)柜按高壓開關(guān)柜的標(biāo)準(zhǔn)GB3906/IEC62271-200設(shè)計、考核。
b. 一般主要由中間兩臺開關(guān)柜組成，即左側(cè)作為發(fā)電機(jī)進(jìn)線斷路器柜，主要包括發(fā)電機(jī)側(cè)阻容吸收器、電壓互感器、接地開關(guān)；右側(cè)作為輔助出線柜，使升壓變側(cè)阻容吸收器、電壓互感器和接地開關(guān)；也有一些應(yīng)用只要求在斷路器一側(cè)安裝阻容吸收裝置和電壓互感器的，從而實現(xiàn)一臺開關(guān)柜上進(jìn)下出的設(shè)計；如需要SFC和輔助電源出線的兩側(cè)還要各增加兩臺開關(guān)柜。
圖3 發(fā)電機(jī)真空斷路器開關(guān)柜布置
對于5000A以上的更多隔離開關(guān)加固定式斷路器水平布置結(jié)構(gòu)，按單線圖依次布置元器件，屬于金屬封閉式開關(guān)柜結(jié)構(gòu)，沒有金屬板隔室分隔。這種結(jié)構(gòu)散熱條件好，有利于大電流溫升，同樣安裝維護(hù)方便。
圖4 發(fā)電機(jī)真空斷路器開關(guān)柜水平布置
c. 車載發(fā)電機(jī)出口開關(guān)柜
以GE TM2500車載真空發(fā)電機(jī)斷路器開關(guān)柜為例，介紹車載發(fā)電機(jī)出口開關(guān)柜，TM2500是通用電氣燃?xì)獍l(fā)電機(jī)系統(tǒng)，有固定式電站和移動式電站系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)15kV 35MW。
由于應(yīng)用于發(fā)電機(jī)出口，直接與發(fā)電機(jī)相連，首先需要滿足系統(tǒng)要求，即選用50kA發(fā)電機(jī)出口斷路器作為主開關(guān)，兩側(cè)壓變、CT配備，還需要發(fā)電機(jī)中性點CT及中性點接地變壓器；由于安裝在拖車上，因此需要重量輕，尺寸??；環(huán)境要求，戶外安裝，需要滿足NEMA 3R (IP24)要求；戶外使用，所有連密封，表面處理滿足ISO12944 標(biāo)準(zhǔn)C5 I/M使用環(huán)境要求, 15年使用壽命要求；高低溫要求-39OC到55OC；車載運輸，滿足震動要求；快速反應(yīng)，需要快速插拔，一次電纜和二次控制系統(tǒng)；全球應(yīng)用，50/60Hz，轉(zhuǎn)換開關(guān)旋擇，配備具有關(guān)合能力的接地開關(guān)，產(chǎn)品及配套元器件需要滿足IEEE/IEC/GB標(biāo)準(zhǔn)，低壓連接箱CE認(rèn)證。
一次方案：斷路器發(fā)電機(jī)側(cè)配有電壓互感器、電流互感器、電容吸收器、避雷器、帶電顯示器及接地開關(guān)；斷路器線路側(cè)配有電流互感器、電壓互感器、帶電顯示器；發(fā)電機(jī)中性點側(cè)經(jīng)電流互感器到接地變壓器，接地電阻器實現(xiàn)高阻接地。
圖5 車載發(fā)電機(jī)真空斷路器開關(guān)柜單線圖
TM2500開關(guān)柜直接與發(fā)電機(jī)相連接，在發(fā)電機(jī)兩側(cè)，分別有線路側(cè)和中性點側(cè)邊柜，用于與發(fā)電機(jī)端子相連，線路側(cè)邊柜與母線橋、轉(zhuǎn)接柜連接到開關(guān)柜；開關(guān)柜由兩臺開關(guān)柜組成為一戶外箱，為實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、重量要求，開關(guān)柜寬度按從2米減為1.8米，通過采用開關(guān)柜貼框架的型式設(shè)計防水戶外箱，采用低壓電流互感器等措施重量減少20%+，完全符合重量小于3噸的要求；發(fā)電機(jī)中性點側(cè)邊柜安裝有4個2500/5的二次繞組電流互感器，采用環(huán)氧澆鑄塊狀型式電流互感器需要兩個，而采用4個穿心式低壓互感器則尺寸、重量大為減少，銅排經(jīng)穿心電流互感器后短接，電纜連接到輔助柜內(nèi)部的中性點變壓器，變壓器二次端連接到中性點電阻。
TM2500開關(guān)柜有一次電纜連接箱，每相可安裝4根500平方電纜，電纜密封采用ROXTEC密封件保證防護(hù)等級；低壓側(cè)則所有外部連接線連接到專用快速插拔箱內(nèi)，按電流、電壓等功能集中到快速插拔座內(nèi)，現(xiàn)場只需將插拔頭插入即實現(xiàn)連接。
圖6 車載發(fā)電機(jī)真空斷路器開關(guān)柜布置示意圖
燃?xì)獍l(fā)電，清潔、高效，而車載移動發(fā)電更加靈活、迅速。
6. 結(jié)語
真空斷路器體積小，重量輕，用于小型發(fā)電機(jī)的出口保護(hù)可以靈活配置，現(xiàn)有發(fā)電機(jī)真空斷路器的最大額定電流可達(dá)6700A，開斷電流75kA，可用于最大到170MW的發(fā)電機(jī)；隨著真空開斷技術(shù)的不斷進(jìn)步，開斷電流越來越大的真空斷路器將研發(fā)出來，從而可以進(jìn)一步發(fā)揮發(fā)電機(jī)真空開關(guān)柜的安全性、環(huán)保性、靈活性等特點，可廣泛應(yīng)用于清潔能源、調(diào)峰電站等小型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)設(shè)備中；如車載燃?xì)獍l(fā)電具有靈活性、快速性，從運輸?shù)焦╇娗昂髢H需兩周時間，而搭建一座傳統(tǒng)發(fā)電站并投運則需要三到六個月，對于救急搶險、災(zāi)后重建等臨時供電保證起到重要作用。針對不同發(fā)電機(jī)的應(yīng)用，有針對的系統(tǒng)設(shè)計開關(guān)柜解決方案，定制化設(shè)計，可以滿足客戶特殊需求。
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