抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件

发电机出口设备基础知识发电机出口设备1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/避雷器主要包括：2一、开关1.发电机出口断路器(Generatercircuitbreaker)基本参数：型号：HECPS-3SSF6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：HMB4.操作机构类型：液压弹簧操作一、开关3

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(220VDCCLOSE),二个分闸线圈(220VDCTripII和220VDCTripI),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。

4防跳能力防跳能力51.1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1.1发电机出口断路器的构成和功能6一、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一、GCB的外部结构1、开关间隔支撑7二、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、液压弹簧操作机构二、GCB的内部结构1、断路器灭弧室81、BTB拖动刀2、接地刀闸3、SFC启动刀1、BTB拖动刀91.电压互感器2.电流互感器3.浪涌电容器1.电压互感器10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。

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11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。位置指示说明12操作机构结构1、储能电机抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件132、储能弹簧2、储能弹簧143、控制单元3、控制单元154、弹簧能量释放手柄4、弹簧能量释放手柄165、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。5、防断路器慢分机构失压慢分是指断路器在合闸状态下,17抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件18防慢分装置原理：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:防止断路器在低油压的情况下缓慢分开,电弧烧坏断路器触头。防慢分装置原理：当储能弹簧的能量低到一定值时，防慢分装置的拐19状态演示状态演示20已储能，分闸位置已储能，分闸位置21合闸位置合闸位置22减压，合闸位置减压，合闸位置23四、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，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；

四、GCB压力监视继电器1、绿色区域：SF6气体正常工作区域245、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。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252.电气制动开关技术参数：1型号：FKG2S2

最高运行电压：24kV3

额定工作电压：18kV4

额定电流：6.6kA5

额定短时耐受电流：63kA，3s6

额定工频耐受电压：66kV7

分闸时间：29~39ms；合闸时间：99~114ms8

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%）2.电气制动开关技术参数：26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。电气制动开关（0*GEV002JD）27制动刀SF6压力表制动刀储能指示制动刀动作次数制动刀SF6压力表制动刀储能指示制动刀动作次数28SFC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。3.SFC/厂高变电源开关

3.SFC/厂高变电源开关

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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。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、#30二、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（backtoback）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。二、隔离刀1.中性点刀闸发电机中性点地刀（0*GEV021J31

在拖动机组开始BTB（backtoback）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。在拖动机组开始BTB（backtobac32抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件33抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件34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。发电机中性点通过变压器阻抗接地352.启动刀、拖动刀（0*GEV001JS/002JS）

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：380VAC额定频率：50Hz额定功率：550W额定电流：2A启动时电流(峰值):<20A2.启动刀、拖动刀（0*GEV001JS/002JS）启36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：

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。刀闸的操作机构的工作原理37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。

进行机组隔离时，启动/拖动刀闸均锁在分闸位置。抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件38BTB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BTB启动机组抽水有四个过程：39

原始状态原始状态40

加速阶段加速阶段41

同期阶段同期阶段42

完成阶段完成阶段43SFC启动机组抽水有三个过程：加速阶段同期阶段完成阶段SFC启动机组抽水有三个过程：44原始状态原始状态45加速阶段加速阶段46同期阶段同期阶段47完成阶段完成阶段48技术参数：1型式：HET32最高运行电压：25.3kV3额定电压：24kV4额定绝缘水平1min工频耐压（有效值）(a)相对地80kV(b)断口间88kV5额定电流：13500A6额定峰值耐受电流（峰值）300kA7合/分时间：2s8额定短时耐受电流（有效值）：100kA，3s9机械寿命（空载操作次数）time：100003.换相隔离刀闸技术参数：3.换相隔离刀闸49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HECPS3在80％～110％的交、直流额定电压下，均应能顺利地进行分、合操作。换相隔离开关50作用与结构

作用与结构51换相刀外部图换相刀外部图52抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件53内部图内部图54抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件55

Enclosure:

开关`发电机侧接地开关主变侧接地开关4.接地刀闸Enclosure:4.接地刀闸56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。机组出口地刀（0*GEV011JS）57抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件581.发电机主母线（IPB：IsolatingPhaseBusbar）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。三、其他检修窗口1.发电机主母线（IPB：IsolatingPhaseB59抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件60抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件61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

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125/150kV2.启动母线/启动母线隔离刀闸启动母线联络刀闸技术参数：2.启动母线/启动母线隔离刀闸62抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件63抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件64抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件65启动母线上有两个呼吸器，启动母线联络刀闸两侧各一个。启动母线上有两个呼吸器，启动母线联络刀闸两侧各一个。66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。启动母线和启动母线刀闸形成机组P/CP启动时的电673.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：24kV2设备工作电压：18kV3额定一次电流：1）发电电动机匝间短路保护电流互感器750A2）发电电动机其余的保护、励磁及测量用电流互感器15000A3）厂用变保护、测量用电流互感器250A4）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1250A4额定二次电流均为1A5额定频率50Hz6水泵工况起动时工作频率范围0～52.5Hz7额定绝缘水平

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）3kV3.CT/PT/限流电抗器/避雷器CT型式：单相、户内、干688电流互感器配置说明8电流互感器配置说明69PT型式：户内、单相、干式、接地设备参数

1额定值：设备最高电压24kV额定一次电压18/√3kV额定二次电压0.1/√3kV2绝缘水平（1）定1min工频耐受电压（有效值）一次绕组50kV二次绕组（包括剩余电压绕组）3kV一次绕组接地端3kV（2）额定雷电冲击耐受电压（峰值）125kV额定频率50Hz水泵工况起动时工作频率范围0～52.5Hz技术要求：1电压互感器应安装在金属封闭柜内与离相封闭母线连接。2电压互感器不应因变频起动装置运行时产生的谐波而影响其工作性能。3电压互感器应有直径不小于12mm的接地螺栓或其它供接地线连接用的零部件，接地处应有明显的接地符号标志。二次出线螺栓直径不小于6mm。所有端子（包括螺栓、螺母、垫圈等）应用铜或铜合金制成。PT型式：户内、单相、干式、接地70抽水蓄能发电机出口设备基础知识课件71限流电抗器作用：限制分支线上的短路电流；并维持母线电压，不因分支线短路而过低。限流电抗器作用：72避雷器

型式：有机绝缘外套交流无间隙金属氧化锌避雷器设备参数额定电压22.5kV持续运行电压≥18kV额定频率50Hz短时工作频率0～52.5Hz标称放电电流(8/20μs)5kA标称放电电流下残压<51kV外绝缘要求：额定1min工频耐受电压(有效值)65kV额定雷电冲击耐受电压(1.2/50μs)(峰值)125kV有机绝缘外套的最小公称爬电比距：25mm/kV在1.05倍持续运行电压下的内部局部放电量≤1