HECI GCB for Generators – Cepus SF₆ Circuit Breaker

1. Definitio et Functio

1.1 Munus Interruptoris Circuiti Generatoris

Interruptor Circuitus Generatoris (GCB) est punctum disiunctionis controllabile situatum inter generator et transformator incrementalis, servans ut interficium inter generator et rete electricitatis. Principales eius functiones includunt isolationem defectuum lateris generatoris et facilitationem controlis operationis durante synchronizatione generatoris et connectione ad rete. Principium operativum GCB non differt significanter ab interruptore circuiti standard; tamen, propter componentem DC altam in currentibus defectuum generatoris, GCBs necessario sunt ut velox operentur ad celeriter isolando defectus.

1.2 Comparatio Inter Systemata Cum et Sine Interruptore Circuiti Generatoris

Figura 1 illustrat scenarium interruptionis currentis defectus generatoris in systemate sine Interruptore Circuiti Generatoris.

Figura 2 ostendit scenarium interruptionis currentis defectus generatoris in systemate instructo Interruptore Circuiti Generatoris (GCB).

Ut supra comparatione demonstratur, advantagea installationis Interruptoris Circuiti Generatoris (GCB) possunt summatim enunciari sicut sequitur:

Durante initiis et cessationibus normalibus unitatis generantis, mutatio alimentationis auxiliaris non requiritur—solum operatio interruptoris circuiti generatoris est necessaria, significanter augmentans fiduciam potestatis stationis.

Si defectus internus occurrit in generator (id est, latere generatoris GCB), solum interruptor circuitus generatoris oportet esse tripatus, multum reducens complexitatem operationis durante defectibus unitatis.

Praebet meliorem protectionem transformatori principali et transformatori stationis altae tensionis. Quando defectus internus occurrerit in uno ex his transformatoribus, generator continuat perfundere currentem defectus durantem periodum decrementi suae inductionis (excitationis)—etiam postquam circuitus high-voltage principalis transformatoris fuerit apertus per relays protectionis. Cum GCB installato, generator potest celeriter disiungi, ita minimizans damnum ad transformator principalem—beneficium criticum ad unitates generantis magnas.

Aliud advantageum significans est mitigatio vel eliminatio damni ad generator causati per operationem non-simultaneam (disagreement poli) circuiti high-voltage. In connectionibus unitatis generator-transformator, circuitus high-voltage operatur ad alta rated voltage, et in apparatu switchgear aperto, spatium magnum inter phaseas impedit interlocking mechanicum tri-polaris. Proinde, operatio non-simultanea potest evenire etiam in commutatione normali. Hae conditiones inducunt currentes negativi-sequenciales in stator generatoris, et rotor habet tolerationem limitatam ad magneticos campos negativi-sequenciales—potentia ducens ad severum damnum rotores. Tamen, GCBs moderni sunt designati et fabricati cum interlocking mechanicum tri-polare, efficaciter praevento operationem non-simultaneam.

Pro defectibus occurrentibus latere generatoris GCB, solum interruptor circuitus generatoris oportet esse tripatus—sine apertura circuitus high-voltage principalis—minimizando impactum in structura rete generali et beneficiando stabilitate systematis.

Dispositio stationis fit simplicior et oeconomicior, reducendo tempus installationis, commissionis, et costus. Transformator stationis et sua apparatus switchgear mediae et altae tensionis possunt eliminari. Cum implementatione GCB, disponibilitas stationis media augescit 0.3%–0.6%, et maior disponibilitas generatoris traducitur directe in maiorem reditum energiae.

2. Structura et Functio

2.1 Structura Generalis

Systema interruptoris circuiti essentialiter constat ex componentibus et equipmentis sequentibus, omnia montata super frame supporti communi. Ex specie ordinationis, certi componentes listati possunt excludi.

Designo standard apparati HEC/HECI-type includit:

• interruptor circuitus SF₆

• disiunctor (switch isolans)

• switch terrae (grounding)

• capacitores

• transformatores currentis (CTs)

• transformatores voltus (VTs)

Arrestatores surge, linkages breves, et switch initii (pro Static Frequency Converter, SFC) sunt disponibilia ut item optionalia.

1 – Interruptor circuitus 2 – Disiunctor (Switch isolans) 3a – Switch terrae 3b – Switch terrae 4 – Linkage breve 5 – Switch initii (SFC) 6 – Capacitor

7 – Transformer currentis 8 – Transformer voltus 9 – Arrestator surge 10 – Casinga

Circuitus interruptor repletur gas SF₆ ut medium arcus extinguendi. Contactus principales et contactus arcus separantur. Contactus operantur per mechanismum mola-operatum. Tres poli circuiti interruptoris sunt interlinkati mechaniciter.

1 – Conexio flexibilis 2 – Disconnector (Isolating switch) 3 – Camera arcus extinguendi 4 – Insulatio 5 – Inclusio 6 – Commutator terrae (Grounding) switch 7 – Connexio busbar phase-isolated

8 – Transformatio currentis

Componentes interni intra inclusio GCB ostenduntur in figura infra.

2.2 Compositio Componentium et Functio

1) Mechanismus Operativus

Interruptor GCB HECI5-type utitur mechanismo AHMA 4. Fotographia physica huius mechanismi operativi est sicut sequitur:

1 – Motor combinatus (motor pompe olei) 2 – Contactus auxiliares valvae controlis 3 – Contactus auxiliares

① Modulus Operativus:

Modulus adoptat structuram pressionis differentialis constantis, ubi oleum sub alta pressione agit continuo super extremum superior virgae pistonis. Velocitates apertorum et clausorum possunt separare regulari per correspondinges screws throttle.

② Modulus Accumulationis Energeticae:

Sub actione olei hydraulic, piston accumulato compressit discos molas et stocat energiam hydraulicam longe in cylindro accumulationis pistonis, praebens necessarium reservuarium energiae pro operationibus aperientibus et claudentibus.

③ Modulus Controlis:

Signala electrica mandata ex camera controlis principali activant solenoides valvarum aperientium et claudentium, quae porro commutant valvam directionis controlis ad efficiendum vel aperire vel claudere circuitum interruptoris.

④ Modulus Adaptationis (Connexionis):

Durante motu virgae pistonis, crux connexionalis movet switch auxiliarem ad rotandum, sic commutans signala positionis aperientis et claudentis.

⑤ Modulus Pompae Hydraulicae:

Motor electricus movet pompam hydraulicam ad injectandum oleum in accumulatorem, convertendo energiam electricam in energiam hydraulicam.

⑥ Modulus Monitoris:

Compressio discorum molarum movet cammam limit switch, quae rotat ad aperiendum vel claudendum contactus microswitch. Hoc praebet signala alarmis et functiones interlocking automaticas pro camera controlis principali. (Quando pressio superat valorem specificatum, valva relief aperit automaticam ad protegendum ab overpressure.)

2) Circuitus Interruptor

Circuitus interruptor est componentis principalis GCB. Principium structurae eius non est complexum, et diagramma schematica eius ostenditur infra:

S1 – Switch limitis mola S0 – Switch auxiliaris SA – Indicatrum positionis Y1 – Coils claudentis Y2, Y3 – Coils aperientis 1 et 2 M0 – Motor accumulationis R10 – Heater DI – Indicatrum densitatis 

F6 – Monitor densitatis

3) Systema Gas SF₆

In GCB, gas SF₆ est presentia solum in circuitu interruptore, relay densitatis, gauge densitatis, et ductibus gaseis interconectantibus.

Monitor densitatis est dispositivum monitoris pressionis compensatum temperatura utile ad monitorandam densitatem gas SF₆ in circuitu interruptore tri-poli (tri-phasic). Pressio gasei potest directe observari per manometrum. Quando pressio cadit sub limine specificato, monitor densitatis mittit signale “REPLET GAS”. Si pressio SF₆ continue decrescit, duos microswitches independentes activabunt interlocks quae prohibent omnes operationes commutationis—circuitus interruptor fit mechaniciter et electriciter lock out.

Puncta set monitoris densitatis specificantur in diagrammatis controlis relevantibus et curvis characteristicis densitatis gas SF₆.

Panel controlis cabineti controlis constat principaliter ex quattuor partibus:

• Switch interlock

• Counter operationis

• Indicators operationis et alarmarum

• Buttons modi operationis localis

4) Armarium Controlis

Omnes functiones mechanici operativi disjunctoris integrantur in armario controlis. Configuratio finalis et dispositio functionalis deteguntur in diagrammatibus controlis pertinentibus. Sequentes componentes controlis omnes continentur intra armarium controlis:

S2 – Commutator Selectivus Localis/Remotus: Modus operationis per commutatorem S2 selectus est.

In positione Remota, iussa tantum ab aula controlis principali emitti possunt.

In positione Locali, iussa tantum ex armario controlis disjunctoris initiari possunt.

Cum in positione Locali sit, clavem commutatoris selectivi S2 removeri non potest. Conservare clavem in aula controlis commendatur.

S11/S12 – Tactores illuminati ad operationem disjunctoris.

5) Systema Praebustionis (Protections Explosionis)

Discus Ruptilis: Si defectus arcus interni (causatus per cursum prolongatum currentis circuiti brevis) occurrit, et si pressio gas interioris capsae ad limen activationis pervenit, discus ruptilis rumpitur ut pressio excessiva statim evadat. Haec emissio celer praeverte catastrophales fracturas capsae per siccam emissionem gas SF₆ superpressi.