Generatorswitchiloj estas esence taŭgaj por larĝa spektro de elektraj centros, inkluzive de fosilaj, nukleaj, gazturbinaĵaj, kombinitaj cikloj, hidraulaj kaj pompitaj akumulcentroj. Ili ankaŭ estas ideaj por remodifado de ekzistantaj elektraj centroj, kiuj mankas generatorswitchilojn.
En la pasinteco, generatorswitchiloj komune estis uzataj en multunitaj stacioj, kie pluraj relativemalgrandaj generiloj estis ligitaj al komuna buso. Tamen, kun la rapida kresko de la grandeco de generiloj kaj la pligrandigo de la niveloj de sistemo-faultaj kurantoj, la interrompaj kapabloj de tiu tipo de switchgear baldaŭ estis superpasitaj. Poste, la unuokoncepto estis adoptita, kie ĉiu generilo havis sendependan vaporfornadon auxiliaran sistemon rektem ligitan al ŝtup-ŝaltilo kaj alta-flanka switchilo(j).
Komparite al la unuokonekoneco, uzo de generatorswitchiloj por ŝalti generilojn je ilia terminala voltado donas multajn avantaĝojn:
Streĉita operacio: Ĝi simpligas operaciajn procedurojn, malpliigante la kompleksecon kaj potencialon por homara eraro dum generilo-rilataj ŝalttaskoj.
Pliigita protekto: Ĝi ofertas plibonigitan protekton por la generilo, kiel ankaŭ por la ĉefaj kaj unuaj transformiloj, protektantaj tiujn kritikajn komponantojn kontraŭ elektraj defektoj kaj sursurgoj.
Pliigita fidindeco: Ĝi plibonigas la sekurecon de la elektrogenerada sistemo kaj signife plibonigas la tutan disponeblecon de la elektracentro, minimumigante malkontinuan tempon kaj maksimumigante elpotencon.
Ekonomiaj gajnoj: Ĝi ankaŭ portas ekonomiajn avantaĝojn, kiel reduktitajn matenancostojn kaj plibonigitan longtempan operacian efikecon.
La ĉefaj postuloj por la elektra aranĝo de elektracentroj povas esti resumitaj jene:
Efika potenco-transferejo: Transdoni la generitan elektran energion de la generilo al la alta-voltaga (HV) transmetasistemo, prezentante operaciopostulojn, kiel ankaŭ faktorojn rilatitajn al disponebleco, fidindeco kaj ekonomia viablaĵo.
Fidinda auxilia potencofornado: Sekurigi la fornadon de elektra energio por auxiliakaj staciaj servosistemoj, kio estas esenca por prizorgi sekuran kaj fidindan funkciadon de la elektracentro.
Figuro 1 montras ekzemplojn de elektracentroaranĝoj, kiuj uzas generatorswitchilon por konekti la generilon al la ĉeftransformilo, demonstrijante kiel tiuj switchiloj estas integritaj en la tuta elektra konfiguro de la elektracentro.
Generator circuit breakers ludas gravan kaj multifacetan rolon en potensistemoj, plenumante varieton de esencaj operaciaj taskoj:
Sinkronigo kun la HV-sistemo: Ili estas responsaj por sinkronigi la generilon kun la sistemo-voltado je la alta-voltaga (HV) nivelo. Ĉi tio sekuras senprobleman konekton inter la eldonado de la generilo kaj la reto, faciligante efikan transdonon de elektra energio.
Diskonekto de la HV-sistemo: Ili permesas la disigejon de generiloj de la HV-sistemo, kio estas aparte utila dum ŝaltado de neladitaj aŭ malpezloadigitaj generiloj. Ĉi tia operacio helpas en la stabileco kaj sekureco de la potencreto.
Interrompo de ladcurrenso: Ĉi tiuj switchiloj estas kapablaj interrompi ladcurrensojn, kun la kapablo trakti ĝis la plenan-ladkuranton de la generiloj. Ĉi tiu funkcio estas vitala por normala operacio kaj ladadministro en la elektracentro.
Interrompo de sistemo-alimentitaj mallong-cirkvitaj kurantoj: Ili povas interrompi sistemo-alimentitajn mallong-cirkvitajn kurantojn, protektante la generilon kaj aliajn komponantojn kontraŭ potencialaj damaĝoj kaŭzitaj de eksesa kurantfluado pro defektoj en la sistemo.
Interrompo de generilo-alimentitaj mallong-cirkvitaj kurantoj: Simile, ili estas dizajnitaj por interrompi generilo-alimentitajn mallong-cirkvitajn kurantojn, protektante la generilon mem de internaj defektoj kaj sekurigante ĝian daŭran sekuran operacion.
Interrompo de out-of-phase kurantoj: Generator circuit breakers povas trakti interrompon de kurantoj sub out-of-phase kondiĉoj, kun la kapablo administrar ĝis out-of-phase angulo de 180°. Ĉi tiu trajto estas grava por prizorgi sisteman stabilecon dum abnormalaj operaciokondiĉoj.
Sinkronigo en pompitaj akumulcentroj (motoro-modo): En pompitaj akumulcentroj, kiam la generilo-motoro estas startita en la motoro-modo, la switchilo estas uzata por sinkronigi la maŝinon kun la HV-sistemo. Estas diversaj sinkronigmetoj haveblaj, kiel uzo de statika frekvenco-konvertilo (SFC) startado aŭ back-to-back startado.
Starta kuranto-administro en pompitaj akumulcentroj (motoro-modo): Kiam la generilo-motoro estas startita en la motoro-modo kun asinkrona startado en pompitaj akumulcentroj, la switchilo fermaĵas kaj interrompas la startan kuranton, sekuregante tranĉan kaj kontrolitan start-proceson.
Interrompo de mallonga-frekvencaj mallong-cirkvitaj kurantoj: En gasturbina, kombinit-ciklaj kaj pompitaj akumulcentroj, depende de la start-supro, la switchilo povas interrompi generilo-alimentitajn mallong-cirkvitajn kurantojn je frekvencoj sub 50/60 Hz, adaptante al la specifaj postuloj de tiuj potengeneradaj sistemoj.
Estas multaj sinkronigmetoj en pompitaj akumulcentroj.
Statika frekvenco-konvertila (SFC) startskemo: Ĉi tiu skemo ĉefe konsistas el tiristor-konvertilo ligita al unua transformilo je la alta-voltaga flanko kaj invertero ligita al la generilo. La invertero inicias la operacion de la generilo de malalta potenca frekvenco kaj graduale rampas ĝin ĝis la nombriga potenca frekvenco. Unufoje la generilo estas ekscitita por produkti potencon, povas esti fazangula diferenco inter sia eldonado kaj tiu de la reto. Je la momento kiam la fazangula diferenco inter la generilo kaj la HV-reto estas minimumigita, la generilo estas sinkronigita kun la HV-reto uzante aŭ generator circuit breaker aŭ HV circuit breaker.
Back-to-back startskemo: En potenc-centro kun pluraj generiloj, back-to-back startskemo povas esti uzata. La potenco generita de generilo operanta sub nombrigaj kondiĉoj estas uzata por starti haltitan generilon ĝis la nombriga potenca frekvenco. Poste, la generilo estas sinkronigita kun la HV-reto uzante aŭ generator circuit breaker aŭ HV circuit breaker.
Laŭ la normo IEC/IEEE 62271-37-13, la indikita mallong-cirkvita taskciklo de generator circuit breaker estas specifita konsisti el du unuoj de operacioj, kun 30-minuta intervalo inter ĉiu operacio. La taskciklo estas reprezentita kiel "CO – 30 minutoj – CO", kio signifas du plenkvarangajn mallong-cirkvitajn interrompojn, kun 30-minuta paŭzo inter ĉiu mallong-cirkvita fermaĵo-evento.Ĉi tiu dizajno estas speciale intencita por protekti potenc-centrojn kaj generilojn. Du sinsekva fermaĵo-interrompa operacioj dum plena mallong-cirkvito povus potencialte kaŭzi danĝeron al la generilo kaj la ŝtuptransformiloj.
Tiaj tipoj de mallong-cirkvitoj estas tre improbablaj, kaj ankaŭ tre malverŝajne ke plantadministranto provus fermi la cirklon denove nur 30 minutoj post plena mallong-cirkvita event.
La 30-minuta intervalo inter du operacioj estas esenca por restarigi la komencajn kondiĉojn de la switchilo kaj eviti troan varmon de ĝiaj komponantoj. Notu, ke ĉi tiu tempo-intervalo povas varias depende de la specifa tipo de operacio kaj la karakteroj de la generator circuit breaker.
