HECI GCB vir Generators – Vinnige SF₆ Skakelaar
1.Definisie en Funksie
1.1 Rol van die Generator Sirkuitbreekker
Die Generator Sirkuitbreekker (GCB) is 'n beheerbare afsluitpunt geleë tussen die generator en die stappuutransformer, wat as 'n grens funksioneer tussen die generator en die kragrooster. Sy primêre funksies sluit in die isolering van foutte aan die generator-kant en die moontlikheid van bedryfsbeheer tydens generator-sinkronisasie en roosterkoppel. Die werkprinsipe van 'n GCB verskil nie beduidend van dié van 'n standaard sirkuitbreekker nie; egter, weens die hoë DC-komponent in generator-foutstrome, word GCB's vereis om baie vinnig te werk om foutte vinnig te isoleer.
1.2 Vergelyking Tussen Stelsels Met en Sonder 'n Generator Sirkuitbreekker
Figuur 1 illustreer die scenario van die onderbreking van 'n generatorfoutstroom in 'n stelsel sonder 'n Generator Sirkuitbreekker.
Figuur 2 wys die scenario van die onderbreking van 'n generatorfoutstroom in 'n stelsel toegerus met 'n Generator Sirkuitbreekker (GCB).
Soos hierbo geïllustreer, kan die voordele van die installasie van 'n Generator Sirkuitbreekker (GCB) as volg opgesom word:
Tydens normale opstart en afsluiting van die generatoreenheid, is geen omskakeling van hulpbronne nodig—net die operasie van die generator sirkuitbreekker is benodig, wat die betroubaarheid van die stasiedienskragsvoorsiening aansienlik verhoog.
In die geval van 'n interne fout binne die generator (d.w.s., aan die generator-kant van die GCB), is dit net nodig om die generator sirkuitbreekker te laat spring, wat die operasionele kompleksiteit tydens eenheidse foute grootliks verminder.
Dit bied beter beskerming vir die hooftransformator en hoëspanningsstasiediens-transformator. Wanneer 'n interne fout in een van hierdie transformators voorkom, voed die generator steeds foutstroom gedurende die afnameperiode van sy veld (opwinding) stroom—selfs nadat die hoëspanningskant sirkuitbreekker van die hooftransformator deur beskermingsrelais geopende is. Met 'n GCB geïnstalleer, kan die generator vinnig ontkoppel word, waardoor skade aan die hooftransformator geminimaliseer word—'n kritiese voordeel vir groot generatoreenhede.
'n Aanvullende beduidende voordeel is die verminder of eliminasie van skade aan die generator veroorsaak deur nie-gelyktydige (pol-verskil) operasie van die hoëspannings sirkuitbreekker. In generator-transformator-eenheidverbindinge, werk die hoëspannings sirkuitbreekker by 'n hoë spesifieke spanning, en in oop-type swaarlasttoestelle, verhoed die groot fase-tot-fase afstand meganiese drie-pol-verbinding. Gevolglik kan nie-gelyktydige operasie selfs tydens normale omskakeling voorkom. So 'n toestand veroorsaak negatiewe-reeks strome in die generator stator, en die rotor het baie beperkte toleransie vir negatiewe-reeks magneetvelde—wat potensieel tot ernstige rotor skade kan lei. Moderne GCB's is egter ontwerp en vervaardig met drie-pol meganiese verbind, wat effektief nie-gelyktydige operasie verhoed.
Vir foutte wat op die generator-kant van die GCB voorkom, is dit net nodig om die generator sirkuitbreekker te laat spring—sonder om die hooftransformator se hoëspanningskant breekker te open—wat die impak op die algehele roosterstruktuur minimeer en die stelselstabiliteit begunstig.
Die kragstasie-opset word eenvoudiger en meer ekonomies, wat die installasie, kommissieer tyd en koste verminder. Die stasiediens-transformator en sy geassosieerde medium- en hoëspannings swaarlasttoestelle kan uitgevee word. Met GCB-implementering, neem die gemiddelde stasiebeskikbaarheid toe met 0,3%–0,6%, en hoër generatorbeskikbaarheid lei direk tot verhoogde energie-inkomste.
2. Struktuur en Funksie
2.1 Algemene Struktuur
Die sirkuitbreekkerstelsel bestaan in wesentlike gevalle uit die volgende komponente en toerusting, alle op 'n gemeenskaplike ondersteuningsraam monteer. Afhangende van die aankoopbestelling spesifikasies, kan sekere gelysde komponente uitgesluit word.
Die standaardontwerp van die HEC/HECI-tipe swaarlasttoestel sluit in:
SF₆ sirkuitbreekker
Ontskakelaar (isoleringsswitch)
Aarding (gronding) switch
Kondensators
Stroomtransformateurs (CTs)
Spanningstransformateurs (VTs)
Overslagbeskermers, kortsluitsverbindings en die start-up switch (vir Statiese Frekwensie Omskakelaar, SFC) is beskikbaar as opsionele items.
1 – Sirkuitbreekker 2 – Ontskakelaar (Isoleringsswitch) 3a – Aarding switch 3b – Aarding switch 4 – Kortsluitsverbinding 5 – Start-up switch (SFC) 6 – Kondensator
7 – Stroomtransformateur 8 – Spanningstransformateur 9 – Overslagbeskermmer 10 – Omhulsel
Die skakelaar is gevul met SF₆-gas as die boogblusmedium. Die hoofkontakte en boogkontakte is geskei. Die kontakte word deur 'n veerbedryfde meganisme bedien. Die drie polusse van die skakelaar is meganies gekoppel.
1 – Buigsame verbindings 2 – Ontskakelaar (Isoleringskraan) 3 – Boogblusser kamer 4 – Isolering 5 – Omhulsel 6 – Aarding (Grondbelasting) skakelaar 7 – Geïsoleerde fase busleier verbinding
8 – Stroomtransformator
Die interne komponente binne die GCB omhulsel word in die onderstaande figuur getoon.
2.2 Komponent Samensetting en Funksie
1) Bedryfsmechanisme
Die HECI5-tipe GCB skakelaar maak gebruik van die AHMA 4 bedryfsmechanisme. Die fisiese foto van hierdie bedryfsmechanisme is as volg:
1 – Gekombineerde motor (olie pomp motor) 2 – Beheer klep bystandskontakte 3 – Bystandskontakte
① Bedryfsmodule:
Die module het 'n konstante drukverskil struktuur, waar hoëdruk olie voortdurend op die bopunt van die pisstok werk. Die oop- en toe-spoed kan afsonderlik via ooreenkomstige drein skroewe aangepas word.
② Energiespanningsmodule:
Onder die werking van hydrauliese olie, druk die akkumuleerklep skotelspronge saam en stoor hydrauliese energie langtermyn in die energiespanningspisstok silinder, wat die nodige energiereserve vir oop- en toebewegings verskaf.
③ Beheermodule:
Elektriese bevelsignale vanaf die hoofbeheervertrek aktiveer die oop-/toe-elektromagnetiese ventiele, wat op hul beurt die rigtingbeheer ventiel skuif om óf oop- óf toebeweging van die skakelaar te bewerkstellig.
④ Adapter (Koppeling) Module:
Tydens die pisstokbeweging, dryf 'n verbindings krukasarm die bystandsskakelaar om te draai, wat daardeur die oop-/toeposisignale switsover.
⑤ Hydrauliese Pomp Module:
'n Elektriese motor dryf die hydrauliese pomp om olie in die akkumuleerder te spuit, wat elektriese energie in hydrauliese energie omskep.
⑥ Monitoringsmodule:
Die inspanning van die skotelspronge dryf 'n rol op 'n grens skakelaar, wat draai om die kontakte van 'n mikroskakelaar oop of toe te maak. Dit verskaf waarskuwingsignale en outomatiese interlukesfunksies vir die hoofbeheervertrek. (Wanneer die druk die spesifieke waarde oorskry, oop die drukligtingsventiel outomaties om oordrukbeskerming te bewerkstellig.)
2) Skakelaar
Die skakelaar is die hoofkomponent van die GCB. Sy strukturele beginsel is nie kompleks nie, en sy funksionele skematiese diagram word hieronder getoon:
S1 – Veer grens skakelaar S0 – Bystandsskakelaar SA – Posisie aanwyser Y1 – Toeleiding spoel Y2, Y3 – Oopspoels 1 en 2 M0 – Energiespanningsmotor R10 – Verwarmer DI – Diktheid aanwyser
F6 – Diktheid monitor
3) SF₆ Gas Sisteem
In die GCB is SF₆ gas slegs in die skakelaar, die dikheid relee, die dikheid meter en die verbindende gas leiding teenwoordig.
Die dikheid monitor is 'n temperatuur gelykgestelde druk monitoringsapparaat wat gebruik word om die SF₆ gas dikheid in die drie-polus (drie-fase) skakelaar te moniteer. Die gasdruk kan direk deur die drukmeter waargeneem word. Wanneer die druk onder 'n spesifieke grenswaarde val, stuur die dikheid monitor 'n “VUL GAS” sein. As die SF₆ druk voortgaan om te verminder, sal twee onafhanklike mikroskakelaars interlukes aktiveer wat enige skakelbewegings verhoed — die skakelaar word meganies en elektries vergrendel.
Die ingestelde punte van die dikheid monitor word in die relevante beheerdiagramme en die SF₆ gas dikheid karakteristiek kurwes spesifiseer.
Die beheer kabinet se beheelpaneel bestaan hoofsaaklik uit vier dele:
Interlukes skakelaar
Operasie teller
Operasie en alarmindekatore
Lokale operasie modus knoppies
4) Beheerskabinet
Al die funksies van die skakelaar se bedieningsmekanisme is geïntegreer in die beheerskabinet. Die finale konfigurasie en funksionele uitleg word gedetailleer in die relevante beheerdiagramme. Die volgende beheerelemente is almal in die beheerskabinet gehuisves:
S2 – Lokale/Verre Selektor Swaai: Die operasie-modus word deur middel van swaai S2 gekies.
In die Verre posisie kan bevels alleen vanuit die hoofbeheerkamer uitgevaardig word.
In die Lokale posisie kan bevels slegs vanaf die skakelaar se beheerskabinet geïnitieer word.
Wanneer dit in die Lokale posisie is, kan die sleutel van selektor swaai S2 nie verwyder word nie. Dit word aanbeveel om die sleutel in die beheerkamer te stoor.
S11/S12 – Verligde drukknoppies vir die bediening van die skakelaar.
5) Drukverligting (Eksplosiebeskerming) Stelsel
Springplaat: Indien 'n interne boogfeil (gekaas deur 'n langdurige kortsluitstroom) voorkom, en die gasdruk binne die behuising die aktiveringstreshold bereik, sal die springplaat breek om oormaatlike druk onmiddellik vry te stel. Hierdie vinnige ventilasie verhoed katastrofiese behuisingmislukking deur die oordruk SF₆-gas veilig af te laai.
