帶有嵌入電阻的交流發電機斷路器的製作方法

2023-05-25 15:51:06 2

專利名稱：帶有嵌入電阻的交流發電機斷路器的製作方法
技術領域：
本發明涉及發電站裡裝有交流電輸出裝置的電力設備領域。本發明涉及通 過駄電阻使短路電流中斷的性能提高。
尤其是，本發明涉及一種交流發電機斷路器，所述交流發電機斷路器包含 --個主電路的第一開關和一個匹配有定值電阻的輔助開關斷路器輔助第二開 關，所述第二開關與第一開關平行放置。
背景技術：
例如在發電站出n處，對每個交流發電機而自'， 一種安全裝置的選擇就是 在連接在電力傳輸線上的變壓器之削'安裝能把相關電路隔離的斷路器。這種設
備在15kV到36kV的電壓下丁作，在隔離電路時保證了恆定強電流(幾千安培)
的流通和故障強電流(幾萬個安培)的中斷。
考慮到電路中額定電流的強度，斷電依靠兩個平行的斷路器分兩個步驟實 現，所述兩個斷路器中， 一個允許額定的恆定電流通過，另一個保證短路電流 的中斷。儘管先驗的原理和其他斷路器相似，尤其和高電壓和極高電壓的混合 式斷路器相似，交流發電機斷電裝置接受電功率負載，所述負載不能應用關於 不同元件操作和布置的設計。
交流交流發電機斷路器主電路的開關觸點是足夠多的，以便在不過分發熱 的情況下承受較高的額定電流，還確定了一個較大的體積。典型的斷電斷路器 包含一個微小的球狀物，所述球狀物被放置在體積內並包含彼此能相對移動的
弧形觸點，所述觸點實際l:只能承受斷路器的中斷電流。
通常，這兩個斷路器的觸點在縱向相同方向展開且在這個方向平行移動； 這些主觸點首先彼此分開，在電流於弧形觸點處轉向之前，所述主觸點移動足 夠大的距離，開啟並觸發電流的中斷。
然而當交流交流發電機斷路器裡的循環電流很大時，如此測定斷路器尺寸 就成問題了。特別是，短路電流可以達到數千安培，這個電流大大地增加了關 聯切口室的成本。
正如共知一樣，可以利用閉合電阻來限制高壓電網的過電壓，所述電阻的
阻值和電路的波阻抗值或特徵阻抗值同-一數量級(例如，根據標準CEI56 1997 第58頁V表的阻抗值450歐姆；也參考在CIGRE 1970中的文章13.14由 Baltensperger和Ruoss寫的《在高壓網和超高壓網中的操控過電壓》的第9頁 §5.2.2:《最優電阻值在線路特徵阻抗值的一半和一倍之間》)。
在US4419552專利中已知，在斷路器的第二開關裡插入大阻值電阻，通常 500歐姆，以便限制在典型數量級為1000kV的高壓網中的操控過電壓。

發明內容
本發明目的是通過提供交流發電機斷路器來減輕先前的不便，在所述斷路 器裡，短路電流的性能增大，對所述斷路器而言，本發明不需要開發一個待別 的切口室來與強電流匹配。藉助輔助開關嵌入-個電阻就可以達到這一目標， 所述電阻阻值要遠大於所述斷路器的阻值，但是所述電阻阻值是有限的以便獲 得中斷後重建電壓的^或速比。
特別是，本發明 -方面涉及-寸包含主開關的交流發電機斷路器，所述主 開關自身可以由一個斷路器構成，和輔助中斷電路平行，包含例如一個真空室， 所包含的每個部件和操縱裝置相連接。此外，該斷路器有同歩裝置，它最好和 操縱裝置相連接，當斷電時，能使觸點按從一級主開關到輔助開關斷路器輔助 第二開關的順序連續地分開。最好地是，相同的操縱裝置包含同步裝置並能夠 使每個元件在單--指令下依次連續執行。
根據本發明，為了在不頻繁測量的情況下承受很高的短路電流，根據本發 明的斷路器有一個t認輔助電路的定值電阻，所述電阻與第二個斷路器串聯起 來。所述電阻阻值比主開關大10 000量級，藍至10 000 000量級，所述主開關 在0.1歐姆和40歐姆之間，在0.1和10歐之間更好。
有利地是，當電路閉合時，同步裝置能夠先使第一開關的觸點連接起來， 然後使第二開關的觸點連接起來。


通過閱讀以下描述可以更好地理解本發明的特徵和優點，並參考附圖，這 些描述是典型的而不是限定性的。
圖1以示意圖示出了傳統交流發電機斷路器的斷電原理(圖1A)和根據本 發明的交流發電機斷路器的斷電原理(圖1B和1C)。
圖2示出了根據本發明的斷路器的最優的實現模式。
具體實施例方式
對安放在交流發電機出口的斷路器而言，它滿足高壓線上的斷路器不同的 工作條件，圖1A用示意圖示出了傳統的斷路器的原理，額定電流強度高於幾千 安培的電流I的流通導致在主電路上使用斷路器1，特別地，此斷路器的觸點是 導體，例如銅；所述觸點中斷短路電流I《的能力卻由電弧的產生所限制。第二 開關2與第一開關1平行放置，以便實現中斷短路電流L的功能，第一開關1 的開啟把額定電路5的電流轉向中斷電路7;第二開關2的觸點，例如用鎢製成， 它的性能被額定電流I限制，但是有很強的中斷電流的能力。
因此，傳輸恆定電流I的功能和中斷短路電流Isc功能被分開了在激發情
況下，第一開關l首先被激活，電流全部通過輔助電路7並「1.第—::開關2的開
啟可以獲得屮斷作用。
然而，很明顯開發和實現這種斷路器對極高強度電流來說又昂貴乂複雜， 尤其對斷路電流高於幾百千安時。
一種降低這種斷路器開發費用的方法就是與具有可以容易實現短路電流中
斷的元件的公知儀器配合使用。例如，文獻EP1117U4建議插入電弧產生裝置 來使中斷器第二開關作用容易實現，然而這使斷路器變得更重，也沒減少體積 和成本。
根據本發明，中斷的不同原理在圖IB中示出，它也被認為更好兩個開關
10， 20平行放置在主電路5和輔助電路7上，齡斷路器有至少一對彼此活動
的觸點。當受激發時，在有利的被描述的條件下，主開關io開啟使電流iM;置
於接線柱的電阻來使電流k有效中斷，輔助開關20允許最終中斷。
最終特別是，阻值為R的定值電阻30被安在輔助電路7裡，與開關20串 聯。嵌入的電阻30保證了在輔助支路7的電流I產Ro大小可忽略不計，在中斷 電流情況下也是一樣。電阻30的阻值R要比主開關10的電阻值或主電路5的 電陰值大很多，例如是它們的104或105至107倍；尤其，用於交流發電機斷路 器的開關10有一個數量級為數百萬分之-一至數千萬分之一歐姆的電阻，被利用 的電阻30的數量級為十分之-敗姆至十幾歐姆，例如40歐姆，ii謎R—D。
由於有阻值在0.1至40歐姆之間的定值輔助電阻30的存在，開關10的路 端重建電壓增長it度(VATR)就被降低了。它顯著地降到O.l至10歐姆。實際
上，由於沒有嵌入電阻7的電路，開關10的開啟和電流中斷導致VART比額定 值高很多，例如4至6kV/us。附加電阻30的存在能顯著降低VATR，典型地是 0.01kV/us至lkV/us,且因此在延遲開關10路端電壓增高的同時使電流中斷變得 容易。這樣，由主電路5的開關10實現的中斷效果可以在花費最少的情況下在 第一時間內實現。
在第一開關10打開之後，例如由驅動裝置的一個機械裝置實現把它們之間 觸點分開，輔助第二開關20的開啟也被觸動，最好由同樣驅動裝置完成，這樣 為了保證電流的完全中斷。根據本發明，在輔助支路7內的電阻電路Ir要小於
在主電路5循環的電流l0，這個電流值大概等於額定電流I或短路電流Isc。由於
電阻30的存在，斷路器開關20可以由適當方法來計算尺寸，尤其是對於較小
的電流強度，或遠小於電流Isc的電流Ir。
輔助開關20可以是一^n體絕緣短路室，但是，特別地，根據本發明可以 使用-一個真空室20'(如圖1C所示)，儘管短路電流強度優先建議一個昂貴的測 定過程，甚至對典型斷路器來說這種用真空室中斷裝置是不可能實現的。
此外，屯阻30的嵌入能使主中斷室10的尺寸更容易測定。實際匕調整 電阻30電阻值R的大小優化了4;中斷室10/輔助室20;如果R減少，第一開關 10被較少激發而第二開關20被更多激發，相反亦然。
主開關10是一個SF6氣體中斷室。有利地，根據圖1C實現的優化模式和 循環電流Ifl強度，第一開關0'包括一個有兩個開關2、 14的斷路器，這兩個 開關和主電路5的兩個支路52、 54並聯。
例如如圖2所示的實現模式，此圖僅為指示性示意圖，圖的上部代表關閉 的斷路器40，圖的下部代表電流通過的中斷的匯流條42、 44。斷路器40被穩 固地連接在基板46上，在第一個匯流條42的連接中心的交流發電機和第二個 匯流條44的連接高壓的變壓器之間。
正如圖所示，為了使結構緊湊，把真空室20，相對主開關10轉動90度力ffi; 例如，同步裝置50在它頂端有-"個在傾斜縫隙中的滑動杆來使開啟延遲。真空 室20，處於斷路器40電極下方的有代表意義的結構很自然地被位於第一開關10 軸向AA水平面—h的輔助開關20所代替，或者這個輔助幵關20位於這啊由AA 周圍真空室旋轉其他平面.匕同時，電阻30位於有預備空間的斷路器40中。
根據本發明的斷路器另外可以有個與第二開關20串聯的第三開關60，它是
精細部分且非中斷功能，為了避免第二開關20的介質穩定性下降，這種情況在 電流偶然M支路7時發生。
操作人員應該根據本發明嵌入一個阻值在O.l至40歐姆的電阻。實際上， 在交流發電機斷路器中，在包括為開的操作中，在閉合迴路嵌入電阻會導致過 測量，因此會產生顯著的電阻熱。
權利要求
1.一種交流發電機斷開器斷路器(40)，包括總第一開關(10)，其具有有第一對觸點，所述第一對觸點被安裝成沿第一軸線(AA)彼此相對平移；短路輔助第二開關(20)，其具有第二對觸點，所述第二對觸點被安裝成彼此相對運動，第二開關與第一開關(10)平行放置；第二開關與定值(R)的電阻(30)串聯；在斷路時，同步裝置(50)在第一開關(10)觸點斷開前，使第二開關(20)觸點斷開；其特點在於，第一開關(10)的電阻在10-6至10-4Ω的量級，關聯電阻是0.1到40Ω的量級。
2. 根據權禾腰求1的交流發電機斷開器斷路器，其關聯電阻是O.l到10Q的量級。
3. 根據權禾腰求1或2的交流發電機斷開器斷路器，在閉合時，同步裝置 先使第一開關(10)觸點連接，然後使第二開關(20)觸點連接；
4. 根據前述權利要求屮任.項的交流發電機斷開器斷路器，其第二開關 (20')是--個真空宰室。
5. 根據權利要求1至4中任一項的交流發電機斷開器斷路器(40)，還包 括一個第三開關(60)，與第二開關(20)串聯，在第三開關(60)的成對觸點 斷開之前，同步裝置(50)使第二開關(20)成對觸點斷開。
6. 根據權利要求l至4任--項的交流發電機斷開器斷路器(40)，第一開 關(10，)是一個包括兩個並聯開關(12， 14)的斷路器。
全文摘要
本發明涉及一種交流發電機斷路器，該交流發電機斷路器有一個和開關(20』)串聯的電阻(30)；定值電阻(30)的阻值大約比斷路器主電路電阻阻值大104倍。依靠這樣的結構配置，可以用真空室來作為開關(20』)，還可以按尺寸加工主開關(10)，即使有很強的短路電流，所述主開關實際上在更有利的條件下也可以實現斷路。
文檔編號H01H33/66GK101375357SQ200780003208
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月15日 優先權日2006年1月17日
發明者D·弗裡吉爾, F·比奎茨, J·-M·威廉姆 申請人:阿雷瓦T&D股份有限公司