发电机断路器

发电机断路器自动跳闸原因分析300MW及以上机组通常接成发变组单元接线，并通过变压器高压侧断路器与系统相连。

机组正常运行时，由于种种原因，使断路器自动跳闸，运行人员应正确判断并及时处理，以保证机组安全运行。

1.断路器自动跳闸的原因：1)继电保护动作跳闸。

如机组内部或外部短路故障引起继电保护动作跳闸;发电机因失磁或断水引起失磁保护和利断水保护动作跳闸;热机系统发生故障，由值班员就地紧急跳闸，或热力系统故障由热机保护动作并联动断路器跳闸;2)工作人员误碰或误操作、继电保护误动作使断路器跳闸。

2.断路器自动跳闸后的现象：保护正确动作引起的跳闸：1)喇叭响，机组断路器和灭磁开关的位置指示灯闪光。

当机组发生故障时，发电机主断路器、灭磁开关、高压厂用工作分支断路器在继电保护的作用下自动跳闸，各跳闸断路器的绿灯闪光。

高压厂用备用分支断路器被联动自动合闸，备用分支断路器的红灯闪光。

2)发电机主断路器、高压厂用工作分支断路器、灭磁开关“事故跳闸”光字牌信号报警，有关保护动作光字牌亮。

3)发电机有关表计指示为零。

发电机事故跳闸后，其有功功率、无功功率、定子电流和电压、转子电流和电压等表计指示全部到零。

4)在断路器跳闸的同时，其他机组均有异常信号，表计亦有相应异常指示。

如发电机故障跳闸时，其他机组应出现过负荷、过电流等现象，并出现表计指示大幅度上升或摆动。

人员误碰、保护误动引起的跳闸：1)断路器位置指示灯闪光，灭磁开关仍在合闸位置。

2)发电机定子电压升高，机组转速升高。

3)在自动励磁调节器作用下，发电机转子电压、电流大幅度下降。

4)有功功率、无功功率及其他表计有相应指示。

因厂用分支断路器未跳闸，仍带厂用电负荷。

5)其他机组表计无故障指示，无电气系统故障现象。

3.断路器自动跳闸的处理：当运行中的发电机主断路器自动跳闸时，运行人员应根据表计、信号及保护动作情况，及时作出处理，并分以下几种情况。

保护正确动作的处理：1)发电机主断路器自动跳闸后，应检查灭磁开关是否已经跳闸，若41SD和GSD未跳闸，应立即断开。

断路器在哪些领域被广泛应用？一、电力系统领域断路器作为电力系统中重要的保护设备，广泛应用于电力输变电、发电机、变电站等领域。

具体应用包括：1. 电力输电线路中的断路器：用于中高压输电线路的开闭操作，保障线路的安全可靠运行。

断路器能够快速切断故障电流，并在故障解除后恢复正常供电，确保电网的稳定运行。

2. 发电机断路器：用于发电机与电网的连接，能够在发电机出现故障时及时将其与电网隔离，保护发电机和电网的安全。

3. 变电站断路器：作为变电站的核心设备之一，用于隔离和切换电力系统中的电流，保护变压器和其他设备的安全运行。

二、工业领域工业生产过程中需要大量使用电力设备，而断路器作为一种重要的保护装置，在工业领域中得到广泛应用。

具体应用包括：1. 低压断路器：用于低压电气设备的开关操作和短路保护，在工业生产中能够提供安全可靠的电力供应和保护设备免受电气故障的损坏。

2. 中压断路器：用于大型工业设备、机械设备等中压电源系统的保护，能够切断故障电流并保护设备免受电弧等损坏。

3. 钢铁冶金领域：断路器在钢铁冶金过程中的高压电源系统中发挥关键作用，确保电力供应的稳定性，避免因电气故障而对生产过程造成的影响。

三、交通运输领域断路器在交通运输领域也有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 铁路电力系统中的断路器：用于铁路供电系统中，保障电力传输的可靠性和安全性，确保铁路交通的正常运行。

2. 地铁和有轨电车系统中的断路器：用于地铁、有轨电车等城市轨道交通系统中的电力传输和保护，能够及时切断发生故障的电力线路，保护乘客和设备的安全。

3. 航空和船舶领域：断路器被用于飞机和船舶的电气系统中，以提供电力保护和故障隔离功能，确保飞机和船舶的正常运作。

四、建筑领域断路器在建筑领域中的应用主要体现在以下几个方面：1. 住宅和商业建筑中的断路器：用于保护建筑物内部电力设备的安全运行，避免因电气故障引发火灾等危险。

2. 建筑物的电源切换：断路器可以切换不同电源的接入，确保建筑物在电力故障或其他紧急情况下有备用电源供电，保证正常运行。

普通真空断路器与发电机用真空断路器的区别1、额定电流大2、额定断路电流大3、短路电流非周期性分量大4、瞬态恢复电压上升速率大5、存在失步开断问题GCB（发电机保护用断路器）是发电机出口专用断路器，完全是针对发电机出口回路的特殊技术要求而产生。

与普通配电型断路器相比，具有极强的开断短路电流直流分量的能力和失步开断的能力，极高的机械和电气操作寿命，其三相联动操作机构能提供安全的同步操作，应用GCB还可以减小升压变压器的故障平均恢复时间和发电机的故障平均恢复时间，使电厂的可利用率增加，从而提高电厂的效益，尤其是GCB开断发电机出口延迟过零短路电流的能力，是普通配电型断路器所不具备的.每一种交流断路器的开断都需要有一个电流过零点，电弧会在电流过零点自动地分开。

在某些条件下，来自发电机的短路电流可能具有100ms或更长的延时电流零点。

在发电机空载状态下，如果短路发生在电压最低状态，那么就会出现具有直流分量的非对称短路电流。

尤其是在故障前，当发电机在欠砺磁状态下且具有超前功率因数时出现最高非对称值。

在此条件下，短路电流的直流分量将高于对称分量，并一直保持到延时电流零点。

短路电流的交流分量和直流分量的衰减规律不同，交流分量随着发电机短路次暂态和暂态时间常数按指数递减，直流分量随着短路时间常数按指数规律衰减。

根据发电机不同尺寸和设计结构，这些时间常数值变化很大，当短路电流的交流分量比直流分量衰减得快时，在某段时间内就产生了延时电流零点。

小容量发电机因电感与电阻的比值小，短路时间常数小，直流分量衰减很快，短路一般经数十毫秒，即通过零点，灭弧较易。

而35MW 发电机短路时间常数较大，超过150ms，直流分量衰减慢，短路电流有经数百毫秒也不通过零点的情况。

若发电机出口选用常规配电断路器，断路器动作切断短路故障时会产生异常过电压，灭弧不易。

而需选用GCB，利用断路器触头分离产生很高的电弧电压，来增大与Ra相串联的电弧电阻，使短路电流直流分量快速衰减，从而强迫过零。

ZN65A-12/T4000-63（F）户内交流高压发电机断路器产品介绍2002年8月ZN65A-12/T4000-63（F）户内交流高压发电机断路器介绍一．发电机断路器的应用随着发电机单机容量的不断增大，普通的配电断路器已无法满足发电系统要求，同时，为了提高发电系统的安全可靠性，目前，在发电机与主变、厂变之间普遍采用发电机专用断路器。

对于发电系统而言，发电机出口装设专用断路器具有以下优点；1.简化厂用电切换/操作程序；2.提高发电机、变压器的保护水平；3.简化同期操作，便于检修、调试；4.适应厂网分开的需求。

因此，发电机断路器在发电厂得到了广泛的应用。

二．发电机断路器的特殊要求由于发电系统的特殊性，对发电机断路器提出了特殊的要求，那么，发电机断路器与普通配电断路器相比其技术性能参数有如下特殊要求。

1．额定短路开断电流额定短路开断电流的交流分量有效值推荐为：135MW机组：63kA；300MW机组：80kA；600MW机组：160kA。

额定短路开断电流的直流分量百分数；时间常数τ：当额定电压40.5kV及以下时配电断路器为120ms；发电机断路器为150ms。

2．额定短路关合电流额定短路关合电流峰值为额定短路电流交流分量有效值的2.74倍。

3．额定峰值耐受电流额定峰值耐受电流等于额定短路关合电流。

4．额定失步开断电流额定失步对称开断电流的交流分量有效值，为额定短路开断电流交流分量有效值的50%；额定失步非对称开断的直流分量百分数为50%~60%。

5．额定负荷开、合电流和开、合次数额定负荷开、合电流为额定电流；连续开、合次数规定为50次。

6．预期瞬态恢复电压预期瞬态恢复电压上升率：系统源为4.5kV/µs，发电机源为1.8kV/µs。

三．发电机断路器的现状我国近年来对12kV等级的发电机断路器主要依赖进口。

如ABB、西门子、阿尔斯通等公司生产的产品，进口产品性能优良、可靠性高但价格昂贵。

一、发电机出口断路器概述及主要性能参数1、设备概述发电机组的出口断路器是由瑞士ABB有限责任公司生产的型号为HEC8型SF6气体绝缘的金属封闭开关.发电机出口断路器主要由断路器本体、隔离开关、接地开关、避雷器、电压互感器、电容器和汇控柜组成。

汇控柜由上下两层组成.上层主要有操作面板、二次接线端子、二次回路、小空气开关、继电器和保险等.下层有断路器、隔离开关、接地开关的操作机构及电气联锁装置。

. .装有发电机出口断路器的机组的主要优点就是当发电机故障时.发电机出口断路器可以断开与主变的电的联系.同时厂用电可以通过主变倒入.使机组厂电的输入方式更加灵活可靠.从而提高了机组其它设备安全性。

. .. .HEC8出口断路器利用自压气原理来灭弧.即灭弧气流所需能量是从电弧本身取得的。

电弧的产生所释放的能量导致压力室很快和很大的升压和升温。

从电弧来的对流和辐射热量在弧接点系统和压器活塞之间的“加热容积”中引起一个突然的升压（图1）。

热气体正是从这里喷射出来.而在交流电通过零位后即将电弧熄灭。

. .. .图1电弧内部的磁场收缩效应也促进了压力升高.这表现为作用在电弧路径的中心方向的一股力量。

这个电流产生的磁力反过来又引起电弧的一股强大轴向气流.基本上是一个向外喷射的等离子体流.有一部分分流到加热容积中去（图2）。

切断过程中非常大的电流在流动时.压力升高可能性很大。

用一个专用的安全阀来释放压力可以避免机械损伤。

. .. .图2三、出口断路器结构1、下图显示出口断路器正面图.上部分为出口断路器就地控制柜；下半部分自远端开始依次是接地刀闸Q81控制头、断路器Q0控制头、接地刀闸Q82控制头、隔离刀闸Q9控制头。

. .. .2、下图显示出口断路器散热风扇。

散热风扇分A、B两列布置.运行中保证每相至少有一台风扇运行。

. .. .3、下图显示出口断路器本体罩、隔离刀闸位置观察镜、断路器位置观察镜：通过观察镜可以看到隔离刀闸断口.确认隔离刀闸是否合闸良好或者是否彻底断开。

发电机出口断路器应用好处1保护发电机在发电机出口发生非对称短路或承受不平衡负荷时，GCB可以迅速切除故障，防止发电机遭受损坏。

发电机带不平衡负荷运行、外部或内部发生非对称短路时，转子本体表面将感应出两倍工频涡流，在转子中引起附加发热。

同时，两倍工频的交变电磁转矩使机组产生倍频振动，引起金属疲劳和机械损伤。

2保护主变和高压厂用变采用GCB后，不论是发生操作故障或系统振荡时，还是发电机、变压器内部发生故障时，都可以提高其保护功能的选择性，从而提高机组安全运行的可靠性。

在发生操作故障或系统振荡时，只需要能迅速断开GCB即可，而不用切换厂用电源。

故障消失后，发电机与电网之间可以通过GCB快速恢复连接并网，避免了由于厂用电源的切换故障造成全厂停电事故。

当发电机内部发生故障时，可以在不切换厂用电源的情况下，切除有故障的发电机，保证了发电机有选择地进行保护跳闸，简化了保护方式的接线，而且机组内部的故障不需要动作于高压断路器，从而避免了厂用电源的切换，这对于消除一些瞬时性故障，特别是来自于锅炉、汽机的热工误发信号，尽快恢复机组运行和避免误操作而导致的事故是非常有利的。

对故障发生率比较高的变压器内部故障和变压器接地故障，GCB开断时间相对发电机灭磁的时间（数秒）要快得多，大大减小了故障电流对变压器的危害程度，有利于缩短维修时间，减少直接和间接经济损失，可提高电厂可用率0.7%~1%。

3可省去启备变，简化厂用电源切换操作程序安装GCB后，机组启停电源可经过主变倒送至厂用变，可省去启备变，机组起停机或故障只需跳开GCB而不需跳高压系统断路器，减少了在没有GCB时厂用电源切换的操作程序，降低了运行难度，提高了系统的可靠性。

4提高机组保护的选择性当发电机发生内部故障时，GCB迅速跳闸，使发电机与电网隔离，而不必连主变压器一并切除，停机厂用电源仍可由系统通过主变压器倒送，从而避免了厂用电源系统的事故切换，这样减轻了运行人员的压力，为迅速处理故障创造了条件。

发电机灭磁断路器跳闸保护原理1. 引言1.1 发电机灭磁断路器跳闸保护原理发电机灭磁断路器跳闸保护原理是电力系统中非常重要的一部分，它能够在发电机出现故障时及时跳闸保护，确保系统的安全运行。

发电机灭磁断路器能够有效地保护发电机免受短路、过载等故障的影响，同时能够有效地保护发电机的绝缘系统不受损坏。

在电力系统中，发电机灭磁断路器的作用至关重要，它可以在发电机出现故障时迅速切断电路，防止故障扩大导致事故发生。

发电机灭磁断路器的工作原理是通过检测发电机的电流、电压等参数，当超出设定值时，断开电路以实现跳闸保护。

影响跳闸保护的因素包括电流大小、电压变化、温度等多种因素，需要进行综合考虑。

跳闸保护的应用范围非常广泛，不仅用于发电机，还可以用于输电线路、变电站等电力设备。

发电机灭磁断路器的重要性不言而喻，它是保障电力系统安全稳定运行的关键设备之一。

跳闸保护的可靠性直接关系到电力系统的安全性，因此需要不断改进技术，提高可靠性。

未来发电机灭磁断路器跳闸保护技术将继续发展，更加智能化、高效化，以满足电力系统日益复杂的运行需求。

2. 正文2.1 发电机灭磁断路器的作用发电机灭磁断路器是发电机保护系统中的重要组成部分，其作用主要包括以下几个方面：1. 防止发电机过热：发电机在运行过程中会产生大量的热量，如果发电机过载或短路等故障发生，可能会导致发电机过热，进而损坏发电机绕组。

灭磁断路器可以在发生故障时及时切断电路，避免发电机过热。

发电机灭磁断路器的作用是保护发电机系统安全稳定运行，防止发生损坏和事故，保障发电机可靠运行。

通过及时切断电路，灭磁断路器能够有效地保护发电机及其相关设备，提高发电机的使用寿命和运行效率。

2.2 发电机灭磁断路器的工作原理发电机灭磁断路器的工作原理是通过监测发电机的电流和电压状态，当发电机出现过载、短路或其他故障时，灭磁断路器会迅速跳闸，切断发电机与电网之间的连接，保护电网和发电机不受损坏。

具体来说，发电机灭磁断路器内部包含了电流传感器和电压传感器，它们监测发电机的电流和电压波形，当电流或电压超过设定的阈值时，灭磁断路器会触发跳闸动作。