專利名稱：帶有嵌入電阻的交流發(fā)電機(jī)斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電站里裝有交流電輸出裝置的電力設(shè)備領(lǐng)域。本發(fā)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(fā)明涉及一種交流發(fā)電機(jī)斷路器，所述交流發(fā)電機(jī)斷路器包含 --個主電路的第一開關(guān)和一個匹配有定值電阻的輔助開關(guān)斷路器輔助第二開 關(guān)，所述第二開關(guān)與第一開關(guān)平行放置。
背景技術(shù)：
例如在發(fā)電站出n處，對每個交流發(fā)電機(jī)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(guān)電路隔離的斷路器。這種設(shè)
備在15kV到36kV的電壓下丁作，在隔離電路時保證了恒定強(qiáng)電流(幾千安培)
的流通和故障強(qiáng)電流(幾萬個安培)的中斷。
考慮到電路中額定電流的強(qiáng)度，斷電依靠兩個平行的斷路器分兩個步驟實 現(xiàn)，所述兩個斷路器中， 一個允許額定的恒定電流通過，另一個保證短路電流 的中斷。盡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(fā)電機(jī)斷電裝置接受電功率負(fù)載，所述負(fù)載不能應(yīng)用關(guān)于 不同元件操作和布置的設(shè)計。
交流交流發(fā)電機(jī)斷路器主電路的開關(guān)觸點(diǎn)是足夠多的，以便在不過分發(fā)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(nèi)并包含彼此能相對移動的
弧形觸點(diǎn)，所述觸點(diǎn)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(diǎn)在縱向相同方向展開且在這個方向平行移動； 這些主觸點(diǎn)首先彼此分開，在電流于弧形觸點(diǎn)處轉(zhuǎn)向之前，所述主觸點(diǎn)移動足 夠大的距離，開啟并觸發(fā)電流的中斷。
然而當(dāng)交流交流發(fā)電機(jī)斷路器里的循環(huán)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(dá)到數(shù)千安培，這個電流大大地增加了關(guān) 聯(lián)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(wǎng)的過電壓，所述電阻的
阻值和電路的波阻抗值或特征阻抗值同-一數(shù)量級(例如，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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(wǎng)和超高壓網(wǎng)中的操控過電壓》的第9頁 §5.2.2:《最優(yōu)電阻值在線路特征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(guān)里插入大阻值電阻，通常 500歐姆，以便限制在典型數(shù)量級為1000kV的高壓網(wǎng)中的操控過電壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是通過提供交流發(fā)電機(jī)斷路器來減輕先前的不便，在所述斷路 器里，短路電流的性能增大，對所述斷路器而言，本發(fā)明不需要開發(fā)一個待別 的切口室來與強(qiáng)電流匹配。借助輔助開關(guān)嵌入-個電阻就可以達(dá)到這一目標(biāo)， 所述電阻阻值要遠(yuǎn)大于所述斷路器的阻值，但是所述電阻阻值是有限的以便獲 得中斷后重建電壓的^或速比。
特別是，本發(fā)明 -方面涉及-寸包含主開關(guān)的交流發(fā)電機(jī)斷路器，所述主 開關(guān)自身可以由一個斷路器構(gòu)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(dāng)斷電時，能使觸點(diǎn)按從一級主開關(guān)到輔助開關(guān)斷路器輔助 第二開關(guān)的順序連續(xù)地分開。最好地是，相同的操縱裝置包含同步裝置并能夠 使每個元件在單--指令下依次連續(xù)執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明，為了在不頻繁測量的情況下承受很高的短路電流，根據(jù)本發(fā) 明的斷路器有一個t認(rèn)輔助電路的定值電阻，所述電阻與第二個斷路器串聯(lián)起 來。所述電阻阻值比主開關(guān)大10 000量級，藍(lán)至10 000 000量級，所述主開關(guān) 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(dāng)電路閉合時，同步裝置能夠先使第一開關(guān)的觸點(diǎn)連接起來， 然后使第二開關(guān)的觸點(diǎn)連接起來。


通過閱讀以下描述可以更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，并參考附圖，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(tǒng)交流發(fā)電機(jī)斷路器的斷電原理(圖1A)和根據(jù)本 發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)斷路器的斷電原理(圖1B和1C)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的斷路器的最優(yōu)的實現(xiàn)模式。
具體實施例方式
對安放在交流發(fā)電機(jī)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(tǒng)的斷路器的原理，額定電流強(qiáng)度高于幾千 安培的電流I的流通導(dǎo)致在主電路上使用斷路器1，特別地，此斷路器的觸點(diǎn)是 導(dǎo)體，例如銅；所述觸點(diǎn)中斷短路電流I《的能力卻由電弧的產(chǎn)生所限制。第二 開關(guān)2與第一開關(guān)1平行放置，以便實現(xiàn)中斷短路電流L的功能，第一開關(guān)1 的開啟把額定電路5的電流轉(zhuǎn)向中斷電路7;第二開關(guān)2的觸點(diǎn)，例如用鎢制成， 它的性能被額定電流I限制，但是有很強(qiáng)的中斷電流的能力。
因此，傳輸恒定電流I的功能和中斷短路電流Isc功能被分開了在激發(fā)情
況下，第一開關(guān)l首先被激活，電流全部通過輔助電路7并「1.第—::開關(guān)2的開
啟可以獲得屮斷作用。
然而，很明顯開發(fā)和實現(xiàn)這種斷路器對極高強(qiáng)度電流來說又昂貴乂復(fù)雜， 尤其對斷路電流高于幾百千安時。
一種降低這種斷路器開發(fā)費(fèi)用的方法就是與具有可以容易實現(xiàn)短路電流中
斷的元件的公知儀器配合使用。例如，文獻(xiàn)EP1117U4建議插入電弧產(chǎn)生裝置 來使中斷器第二開關(guān)作用容易實現(xiàn)，然而這使斷路器變得更重，也沒減少體積 和成本。
根據(jù)本發(fā)明，中斷的不同原理在圖IB中示出，它也被認(rèn)為更好兩個開關(guān)
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(diǎn)。當(dāng)受激發(fā)時，在有利的被描述的條件下，主開關(guān)io開啟使電流iM;置
于接線柱的電阻來使電流k有效中斷，輔助開關(guān)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里，與開關(guān)20串 聯(lián)。嵌入的電阻30保證了在輔助支路7的電流I產(chǎn)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(guān)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，用于交流發(fā)電機(jī)斷路 器的開關(guān)10有一個數(shù)量級為數(shù)百萬分之-一至數(shù)千萬分之一歐姆的電阻，被利用 的電阻30的數(shù)量級為十分之-敗姆至十幾歐姆，例如40歐姆，ii謎R—D。
由于有阻值在0.1至40歐姆之間的定值輔助電阻30的存在，開關(guān)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，由于沒有嵌入電阻7的電路，開關(guān)10的開啟和電流中斷導(dǎo)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(guān)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(guān)10實現(xiàn)的中斷效果可以在花費(fèi)最少的情況下在 第一時間內(nèi)實現(xiàn)。
在第一開關(guān)10打開之后，例如由驅(qū)動裝置的一個機(jī)械裝置實現(xiàn)把它們之間 觸點(diǎn)分開，輔助第二開關(guān)20的開啟也被觸動，最好由同樣驅(qū)動裝置完成，這樣 為了保證電流的完全中斷。根據(jù)本發(fā)明，在輔助支路7內(nèi)的電阻電路Ir要小于
在主電路5循環(huán)的電流l0，這個電流值大概等于額定電流I或短路電流Isc。由于
電阻30的存在，斷路器開關(guān)20可以由適當(dāng)方法來計算尺寸，尤其是對于較小
的電流強(qiáng)度，或遠(yuǎn)小于電流Isc的電流Ir。
輔助開關(guān)20可以是一^n體絕緣短路室，但是，特別地，根據(jù)本發(fā)明可以 使用-一個真空室20'(如圖1C所示)，盡管短路電流強(qiáng)度優(yōu)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(xiàn)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(diào)整 電阻30電阻值R的大小優(yōu)化了4;中斷室10/輔助室20;如果R減少，第一開關(guān) 10被較少激發(fā)而第二開關(guān)20被更多激發(fā)，相反亦然。
主開關(guān)10是一個SF6氣體中斷室。有利地，根據(jù)圖1C實現(xiàn)的優(yōu)化模式和 循環(huán)電流Ifl強(qiáng)度，第一開關(guān)0'包括一個有兩個開關(guān)2、 14的斷路器，這兩個 開關(guān)和主電路5的兩個支路52、 54并聯(lián)。
例如如圖2所示的實現(xiàn)模式，此圖僅為指示性示意圖，圖的上部代表關(guān)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(wěn) 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(fā)電機(jī)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(jié)構(gòu)緊湊，把真空室20，相對主開關(guān)10轉(zhuǎn)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桿來使開啟延遲。真空 室20，處于斷路器40電極下方的有代表意義的結(jié)構(gòu)很自然地被位于第一開關(guān)10 軸向AA水平面—h的輔助開關(guān)20所代替，或者這個輔助幵關(guān)20位于這啊由AA 周圍真空室旋轉(zhuǎn)其他平面.匕同時，電阻30位于有預(yù)備空間的斷路器40中。
根據(jù)本發(fā)明的斷路器另外可以有個與第二開關(guān)20串聯(lián)的第三開關(guān)60，它是
精細(xì)部分且非中斷功能，為了避免第二開關(guān)20的介質(zhì)穩(wěn)定性下降，這種情況在 電流偶然M支路7時發(fā)生。
操作人員應(yīng)該根據(jù)本發(fā)明嵌入一個阻值在O.l至40歐姆的電阻。實際上， 在交流發(fā)電機(jī)斷路器中，在包括為開的操作中，在閉合回路嵌入電阻會導(dǎo)致過 測量，因此會產(chǎn)生顯著的電阻熱。
權(quán)利要求
1.一種交流發(fā)電機(jī)斷開器斷路器(40)，包括總第一開關(guān)(10)，其具有有第一對觸點(diǎn)，所述第一對觸點(diǎn)被安裝成沿第一軸線(AA)彼此相對平移；短路輔助第二開關(guān)(20)，其具有第二對觸點(diǎn)，所述第二對觸點(diǎn)被安裝成彼此相對運(yùn)動，第二開關(guān)與第一開關(guān)(10)平行放置；第二開關(guān)與定值(R)的電阻(30)串聯(lián)；在斷路時，同步裝置(50)在第一開關(guān)(10)觸點(diǎn)斷開前，使第二開關(guān)(20)觸點(diǎn)斷開；其特點(diǎn)在于，第一開關(guān)(10)的電阻在10-6至10-4Ω的量級，關(guān)聯(lián)電阻是0.1到40Ω的量級。
2. 根據(jù)權(quán)禾腰求1的交流發(fā)電機(jī)斷開器斷路器，其關(guān)聯(lián)電阻是O.l到10Q的量級。
3. 根據(jù)權(quán)禾腰求1或2的交流發(fā)電機(jī)斷開器斷路器，在閉合時，同步裝置 先使第一開關(guān)(10)觸點(diǎn)連接，然后使第二開關(guān)(20)觸點(diǎn)連接；
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求屮任.項的交流發(fā)電機(jī)斷開器斷路器，其第二開關(guān) (20')是--個真空宰室。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的交流發(fā)電機(jī)斷開器斷路器(40)，還包 括一個第三開關(guān)(60)，與第二開關(guān)(20)串聯(lián)，在第三開關(guān)(60)的成對觸點(diǎn) 斷開之前，同步裝置(50)使第二開關(guān)(20)成對觸點(diǎn)斷開。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l至4任--項的交流發(fā)電機(jī)斷開器斷路器(40)，第一開 關(guān)(10，)是一個包括兩個并聯(lián)開關(guān)(12， 14)的斷路器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交流發(fā)電機(jī)斷路器，該交流發(fā)電機(jī)斷路器有一個和開關(guān)(20’)串聯(lián)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(jié)構(gòu)配置，可以用真空室來作為開關(guān)(20’)，還可以按尺寸加工主開關(guān)(10)，即使有很強(qiáng)的短路電流，所述主開關(guān)實際上在更有利的條件下也可以實現(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者D·弗里吉爾, F·比奎茨, J·-M·威廉姆 申請人:阿雷瓦T&D股份有限公司