一種發(fā)電機出口配電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及冶金企業(yè)余能發(fā)電機配電技術(shù)領(lǐng)域，尤其設及一種用采用普通配電斷 路器代替發(fā)電機出口專用配電斷路器的配電方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前普通配電斷路器的直流分斷能力，一般都超過了 20%的國家標準試驗值，可 W開斷中、小容量發(fā)電機組的出口處的短路電流，但承受瞬態(tài)過電壓(TRV)的能力不足；因 此，在工業(yè)生產(chǎn)中很多余能利用的中小型發(fā)電機系統(tǒng)普遍采用發(fā)電機出口專用斷路器進行 配電；普通配電斷路器與發(fā)電機出口專用斷路器的主要區(qū)別如表1所示：
[0003] 表1發(fā)電機專用斷路器與普通斷路器預期瞬態(tài)恢復電壓
[0005] 由于發(fā)電機出口專用斷路器存在造價高、占地面積大的缺點，因此并不適于在 25MW W下的中小容量機組中使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種發(fā)電機出口配電方法，利用普通配電斷路器的高直流分量開斷 能力，通過設置繼電保護、主結(jié)線采用單母線分段結(jié)構(gòu)，使配電系統(tǒng)形成"多斷口斷路器結(jié) 構(gòu)"，利用阻容吸收裝置電容電壓不能突變的特性，使瞬態(tài)恢復電壓滿足要求，從而實現(xiàn)采 用普通配電斷路器代替發(fā)電機出口專用斷路器完成發(fā)電機出口配電的目的；可大幅度減少 投資和占地面積，且工作性能可靠，便于維護與更換。
[0007] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[000引一種發(fā)電機出口配電方法，適用于發(fā)電機容量含25MW的中小型容量機組;包括如 下步驟：
[0009] 1)供電負荷、廠用電負荷、阻容吸收裝置和發(fā)電機依次并聯(lián)到電網(wǎng)系統(tǒng)的低壓母 線上，廠用電負荷另外并聯(lián)備用電源;阻容吸收裝置前的并聯(lián)支路上設發(fā)電機出口配電斷 路器QFi,廠用電負荷前的聯(lián)絡線上設有聯(lián)絡線斷路器QF2、廠用電負荷的并聯(lián)支路上設廠用 電受電斷路器QF3、備用電源與廠用電負荷的并聯(lián)支路上設廠用備用電源斷路器QF4;QFi、 QF2、QF3、QF4同側(cè)設置，且均為普通配電斷路器；
[0010] 2)發(fā)電機出日配電斷路器肌、聯(lián)絡線斷路器QF2分另帷接微機繼電保護裝置，廠用 電受電斷路器QF3另外連接快切裝置；
[OOW 3)當發(fā)電機或聯(lián)絡線發(fā)生故障時，發(fā)電機出日斷路器QFi、聯(lián)絡線斷路器QF2、廠用 電受電斷路器QF3同時斷開，其中QFi、QF2通過微機繼電保護裝置進行分斷，QF3通過快切裝 置進行分斷，廠用備用電源斷路器QF4閉合，為廠用電負荷持續(xù)提供電源;此時QF1、QF2、QF3 斷路器斷口均為一側(cè)是電源側(cè)，可防止斷路器斷斷口雙側(cè)均為電源側(cè)而引起的過電壓睹度 過高和耐受峰值電壓不穩(wěn)的問題。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0013] 1)利用普通配電斷路器的高直流分量開斷能力，通過設置繼電保護、主結(jié)線采用 單母線分段結(jié)構(gòu)，使配電系統(tǒng)形成"多斷口斷路器結(jié)構(gòu)"，利用阻容吸收裝置電容電壓不能 突變的特性，使瞬態(tài)恢復電壓滿足要求，從而實現(xiàn)采用普通配電斷路器代替發(fā)電機出口專 用斷路器完成發(fā)電機出口配電的目的；
[0014] 2)大大降低了工程一次性投資成本，減少了設備占地面積，使發(fā)電廠設備更加統(tǒng) 一，便于維護與更換；
[001引3)方案簡單，易于實現(xiàn)，且工作性能可靠。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明實施例中發(fā)電機出口配電的一次系統(tǒng)圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明實施例中發(fā)電機出口配電的等效電力系統(tǒng)單線布置圖。
[0018] 圖3是本發(fā)明實施例中發(fā)電機出口配電的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0019] 圖4是本發(fā)明實施例中阻抗元件計算圖。
[0020] 圖5是本發(fā)明實施例中阻抗計算簡化圖。
[0021] 圖6是本發(fā)明實施例中發(fā)電機運算曲線。（汽輪發(fā)電機）
[0022] 圖7是本發(fā)明所述普通配電斷路器電路圖。
[0023] 圖8是本發(fā)明所述發(fā)電機出口專用斷路器電路圖。
[0024] 圖9是本發(fā)明實施例中發(fā)電機出口配電的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡圖。
[0025] 圖10是本發(fā)明實施例中發(fā)電機出口配電的電路簡圖。
[0026] 圖11是本發(fā)明實施例增加阻容吸收裝置后的電路簡圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明：
[0028] 本發(fā)明一種發(fā)電機出口配電方法，適用于發(fā)電機容量<25MW的中小型容量機組； 包括如下步驟：
[0029] 1)供電負荷、廠用電負荷、阻容吸收裝置和發(fā)電機依次并聯(lián)到電網(wǎng)系統(tǒng)的低壓母 線上，廠用電負荷另外并聯(lián)備用電源;阻容吸收裝置前的并聯(lián)支路上設發(fā)電機出口配電斷 路器QFi,廠用電負荷前的聯(lián)絡線上設有聯(lián)絡線斷路器QF2、廠用電負荷的并聯(lián)支路上設廠用 電受電斷路器QF3、備用電源與廠用電負荷的并聯(lián)支路上設廠用備用電源斷路器QF4;QFi、 QF2、QF3、QF桐偵化受置，且均為普通配電斷路器；（如圖11所示）
[0030] 2)發(fā)電機出口配電斷路器QFi、聯(lián)絡線斷路器QF2分別連接微機繼電保護裝置，廠用 電受電斷路器Q的另外連接快切裝置；
[0031] 3)當發(fā)電機或聯(lián)絡線發(fā)生故障時，發(fā)電機出口斷路器QFi、聯(lián)絡線斷路器QF2、廠用 電受電斷路器QF3同時斷開，其中QFi、QF2通過微機繼電保護裝置進行分斷，QF3通過快切裝 置進行分斷，廠用備用電源斷路器QF4閉合，為廠用電負荷持續(xù)提供電源;此時QF1、QF2、QF3 斷路器斷口均為一側(cè)是電源側(cè)，可防止斷路器斷斷口雙側(cè)均為電源側(cè)而引起的過電壓睹度 過高和耐受峰值電壓不穩(wěn)的問題。
[0032] 本發(fā)明所述普通配電斷路器為真空斷路器或六氣化硫斷路器;發(fā)電機出口專用斷 路器與普通配電斷路器不同，其選擇更加注重非周期分量開斷能力和過電壓承受能力，而 中小容量的余能發(fā)電機組由于其工作性質(zhì)主要是節(jié)能發(fā)電，多采用電壓直配線的方式接入 系統(tǒng)，其不具備電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力。本發(fā)明利用高非周期分量配電斷路器、阻容吸收裝置和雙斷 路器開斷技術(shù)，使得普通配電斷路器能夠代替發(fā)電機出口專用斷路器完成發(fā)電機出口配 電。
[0033] 通過本發(fā)明可W解決普通配電斷路器開斷發(fā)電機出口側(cè)短路電流的問題，通過繼 電保護聯(lián)動技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，解決瞬態(tài)過電壓(TRV)的問題，從而成功的實現(xiàn)W普 通配電斷路器代替發(fā)電機出口專用斷路器，降低企業(yè)成本。
[0034] W下實施例在W本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具 體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特 別說明均為常規(guī)方法。
[0035] 【實施例】
[0036] 新建一套干焰焦發(fā)電機組，發(fā)電機組額定容量為25MW，并網(wǎng)點選擇在企業(yè)總降變 電站的IOkV側(cè)。
[0037] 總降變電站電壓等級為66/lOkV，設置有兩臺40MVA的主變，6化V側(cè)與IOkV側(cè)的主 結(jié)線型式均為單母線分段?？偨底冸娬綢OkV系統(tǒng)的原有設備的熱穩(wěn)定要求為31.5kA，3s，動 穩(wěn)定為SOkA。
[0038] 總降變電站66kV系統(tǒng)最大運行方式下的短路容量為1263MVA，最小運行方式下的 短路容量為413MVA"10kV饋出線保護定值最大為新回收線，設置兩段過電流保護，過流n段 整定值4400A，延時0.5s，過流虹段整定值2200A，延時1S。IOkV饋出線保護定值最小為雙翻 線，設置兩段過電流保護，過流n段整定值1100A，延時0.5s，過流虹段整定值360A，延時Is。
[0039] 采用的普通配電斷路器為VB2-化US-12型斷路器，12kV，短時耐受電流40kA(4s)， 峰值耐受電流125kA，固有分閩時時間65ms，燃弧時間15ms，DC % = 52。
[0040] 阻容吸收裝置采用FGB-IOBF型;繼電保護裝置采用RCS-985RS/SS型。
[0041] 本實施例中，發(fā)電機出口配電一次系統(tǒng)圖如圖1所示，等效的電力系統(tǒng)單線布置圖 如圖2所示；
[0042] 本實施例中，采用本發(fā)明所述發(fā)電機出口配電方法主要解決W下關(guān)鍵技術(shù)問題：
[0043] 1、發(fā)電機出口處高非周期分量短路電流的開斷問題；
[0044] 當發(fā)電機出口處短路時，即在QFi斷路器的兩側(cè)發(fā)生短路，此時QFi開斷的短路電流 是不一樣的，當在靠近發(fā)電機側(cè)短路時，QFl開斷的是由電網(wǎng)系統(tǒng)提供的短路電流；當在靠 近QF2側(cè)短路時，此時QFi開斷的是由發(fā)電機提供的短路電流。
[0045] 本實施例中，發(fā)電機出口處短路電流約為21. OSkA，電網(wǎng)系統(tǒng)提供約8. OSkA，發(fā)電 機提供的短路電流約為13kA，發(fā)電機提供的短路電流中非周期分量約占70%，所W需要選 擇斷路器的開斷能力為40kA，非周期量開斷能力> 23%，詳見下式：
[0047]式中：id。.maxC短路電流非周期分量，Ta時間常數(shù)(X/R);
[0048]發(fā)電機出口短路電流占非周期分量的百分比：
[0050] 本實施例中，所選用的配電斷路器為GE公司的VB2-P1US型斷路器，其開斷能力為 40kA，非周期開斷能力為52%，不僅可W分斷短路電流的周期分量，而且滿足了開斷非周期 分量的能力。
[0051] 2、解決過電壓上升速率過快的問題；
[0052] 發(fā)電機出口斷路器分斷后，在斷路器斷口兩側(cè)的發(fā)電機與系統(tǒng)都屬于電源，普通 配電斷路器分斷后由于其承受的過電壓睹度(上升速率)低，約為0.24~0.57kV AiS,而此時 斷路器兩側(cè)出現(xiàn)的過電壓睹度約為1.5~3.化V AiS,為普通配電斷路器承受能力的10~20 倍，從而可使得斷路器滅弧室電弧重燃，導致開斷失敗甚至爆炸。結(jié)合圖1與圖2分析，當發(fā) 電機或聯(lián)絡線發(fā)生故障，發(fā)電機出口配電斷路器QFi、聯(lián)絡線斷路器QF2、廠用電受電斷路器 QF3斷開(QFi、QF2通過微機繼電保護裝置進行分斷，QF3通過快切裝置進行分斷），廠用備用 電源斷路器QF4閉合，為廠用電持續(xù)提供電源。此時斷路器QFi、QF2、QF3斷口均為一側(cè)是電源 側(cè)，從而解決了斷路器斷斷口雙側(cè)均為電源側(cè)而引起的過電壓睹度過高的問題。
[0053