【国家标准(GB)】 高压交流发电机断路器

ICS 29. 130. 01
中华人民共和国国家标准
GB/T14824—2008
代替GB/T14824—1993
高压交流发电机断路器
High-voltage alternating-current generator circuit-breaker2008-09-24发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会　
2009-08-01实施
1概述
1.1范围
1.2规范性引用文件
2正常和特殊使用条件
术语和定义
额定值和要求的能力
额定电压(U.）
额定绝缘水平
额定频率（f.）
额定电流(I.)和温升
额定短时耐受电流（I）
额定峰值耐受电流（I。）
额定短路持续时间（t）
合闻闸、分闸装置和辅助、控制回路的额定电源电压（U,）合闸、分闸装置和辅助、控制回路的额定电源频率4.10
绝缘、操作和/或开断用的压缩气源的额定压力..额定短路开断电流（I。）
预期瞬态恢复电压
额定短路关合电流
额定操作顺序
额定失步关合、开断电流·
额定负荷开、合电流…·
电容电流开合能力
励磁电流开合能力
额定时间参量
机械操作的次数
设计和结构..
断路器中液体的要求
断路器中气体的要求·
断路器的接地·
辅助和控制设备·
动力操作…·
储能操作
不依赖人力的操作
脱扣器的操作·
低压力和高压力闭锁和监视装置·铭牌
GB/T14824—2008
GB/T14824-2008
联锁装置
位置指示
外壳防护等级
爬电距离
气体和真空的密封
液体的密封
易燃性
电磁兼容性(EMC)
单合和单分操作时的极间同期性要求，操作的一般要求·
操作用流体的压力极限
排逸孔，
并联电阻和电容器·
型式试验
概述·
绝缘试验
无线电干扰电压(r.i.v.)试验
主回路电阻的测量
温升试验
短时耐受电流和峰值耐受电流试验防护等级验证
密封试验
电磁兼容性(EMC)试验
机械试验和环境试验·
关合、开断和开合试验的各项规定短路关合、开断试验的试验回路短路试验参数
短路试验程序.
短路关合、开断试验
失步关合、开断试验
负荷电流开、合试验
励磁电流开、合试验
电寿命试验
外壳的验证试验和受压系统的试验出厂试验
7.1主回路的绝缘试验·
辅助和控制回路的绝缘试验
主回路电阻的测量··
7.4密封性试验和SF。气体湿度测量设计和外观检查
机械操作试验
外壳的压力试验·
8选用导则
8.1概述
8.2一般选用条件
8.3选用时需要考虑的事项·
9与询问单、标书和订单一起提供的资料9.101与询问单和订单一起提供的资料…9.102与标书一起提供的资料…
10运输、储存、安装、运行和维护规则·10.1运输、储存和安装的条件.
10.2安装
10.3运行
10.4维护
11安全性
附录A（资料性附录）发电机断路器应用例子A.1系统特性
A.2系统源短路电流
A.2.1系统源对称短路电流
A.2.2系统源非对称短路电流
A.3发电机源短路电流
A.3.1发电机源对称短路电流
A.3.2发电机源非对称短路电流
A.4瞬态恢复电压
A.5失步状态
A.6持续电流的应用
A.7发电机断路器的电气特性
参考文献
各种冷却失效的影响和因发电机断路器的温度而导致负荷降低直流分量占三相系统源对称短路电流峰值的百分数双电压试验，180°
双电压试验，120°
侧接地的单电压试验
电站总线路图
系统源非对称短路电流
发电机源短路电流
短路前具有超前或滞后负荷电流的发电机源短路电流的直流分量发电机源馈电故障的短路电流·..·在触头分离后具有断路器电弧电压的短路电流·单元发电机单线布置图…
一半容量的变压器单元系统的单线布置图具有一半容量的发电机系统的单线布置图三相故障条件下要求的对称开断能力，首开极的预期TRV曲线电力系统单线布置图及电压波形图图17
首开极TRV曲线
GB/T14824—2008
GB/T14824—2008
图A.1电站单线图
图A.2故障位置无电弧的发电机源非对称短路电流图A.3故障位置有电弧的发电机源非对称短路电流图A.4电站示意图（如图12单线图）图A.5冷却介质丧失时发电机断路器的温度和负荷电流表1
额定绝缘水平
表2系统源故障的预期瞬态恢复电压标准值·表3发电机源故障的预期瞬态恢复电压标准值表4失步电流关合、开断的预期瞬态恢复电压标准值表5负荷电流开断的预期瞬态恢复电压标准值表6
型式试验
封闭母线各部件的温度限值
表8操作顺序的次数
表9与短路试验方式T100a和T100a(b)相关的燃弧期间的电流峰值和电流半波持续时间.....…19表10
验证短路电流额定值的试验方式三相试验的首开极或单相试验的条件验证规定的失步电流关合、开断额定值的试验方式-主回路绝缘试验电压的施加.
表A.1系统特性
三相试验的首开极或单相试验的条件：24：26
GB/T14824—2008
本标准修改采用IEEEStdC37.013：1997《以对称电流为基础的交流高压发电机断路器》，对GB/T14824一1993《发电机断路器通用技术条件》进行全面修订。本标准与IEEEStdC37.013：1997的主要差别体现在：适用范围：将所有的发电机断路器均列入本标准的适用范围。--额定电压：将IEEEStdC37.013：1997中的额定最高电压改为额定电压，并考虑实际需要，确定发电机断路器的额定电压为12kV、15kV、18kV、24kV和36kV五个等级。一额定频率：根据我国电网情况，去掉了IEEEStdC37.013：1997中的额定频率60Hz的有关内容（附录A除外）。
一合、分闸装置和辅助、控制回路的额定电源电压：按GB/T11022一1999《高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》的规定。额定绝缘水平及绝缘试验：额定绝缘水平按我国国情确定；绝缘试验按GB/T11022一1999的相关规定。取消在绝缘介质压力丧失的偶然事故情况下的耐压要求。一额定短路持续时间：额定短路持续时间的标准值确定为2S。确定额定短路开断电流的直流分量的时间常数由IEEEStdC37.013：1997的133ms改为150ms。并按照GB1984--2003《高压交流断路器》中固定接地系统以外的系统的试验方式T100a同样的方式，以此时间常数来计算与系统源短路非对称开断的最长燃弧时间相关的At。
对于失步非对称开断，基于发电机断路器的CO时间的规定值，也计算出与最长燃弧时间相关的At。
—设计和结构：按GB/T11022—1999和GB1984—2003的规定增加了本章内容。机械性能和机械试验：比照GB1984一2003的规定，提高了发电机断路器分、合闸同期性的要求，且将机械操作循环次数明确为：非频素操作的断路器为2000次，频繁操作的断路器为5000次或10000次。试验方法改为按GB1984一2003。噪声水平和测试方法：按我国用户要求进行规定。温升和温升试验：按GB/T11022—1999进行规定。短路关合、开断试验：采用了GB1984一2003的适用部分；不推荐IEEEStdC37.013：1997中不符合我国断路器短路试验以额定电压为基础的“两部试验”和我国不使用的“预脱扣试验”。增加了电寿命试验。
一试验类别的划分：根据我国高压开关设备和控制设备标准的惯例，将IEEEStdC37.013：1997中的“设计试验”、“生产试验”改为“型式试验”、“出广试验”，相应地对试验项目的归类进行了调整。
一标准结构和编写规则：本标准按照GB/T1.1一2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》规定的原则，按GB/T11022一1999和GB1984一2003的结构和编写规则编写，以便于标准的使用。
本标准代替GB/T14824一1993《发电机断路器通用技术条件》。本标准与GB/T14824-1993的主要差别有：补充了额定电压15kV及相关要求；一修改了额定绝缘水平，取消了六氟化硫气体零表压下耐受工频电压的要求；GB/T14824--2008
-修改了额定短路持续时间；
修改了机械操作试验的操作循环次数；修改了系统源故障关合、开断试验和失步关合、开断试验的试验方式的代号；提高了失步非对称开断试验时的直流分量百分数；明确了电寿命试验要求；
一增加了“励磁电流开、合试验”和“外壳的验证试验和受压系统的试验”；一增加了第8章“选用导则”，以指导发电机断路器的使用；一增加了第9章“与询问单、标书和订单一起提供的资料”，增加了第10章运输、储存、安装、运行和维护规则”；一增加了第11章“安全性”；
一增加了“附录A发电机断路器应用例子”，为计算与发电机断路器的关合、开断和开合性能相关的短路电流、持续电流等提供参考。本标准应与GB/T11022一1999一起使用，除非本标准中另有规定，本标准参照GB/T11022-1999。为了简化相同要求的表示，本标准的章条号与GB/T11022--1999所用的相同。对这些章条内容的补充和/或修改在同一引用标题下给出，而附加的条款从101开始编号。本标准的附录A是资料性附录。
本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国高压开关设备标准化技术委员会（SAC/TC65)归口。本标准负责起草单位：新东北电气(沈阳)高压开关有限公司。本标准参加起草单位：西安高压电器研究所、中国电力科学研究院开关所、华东电网有限公司、长江勘测规划设计研究院、机械工业高压电器产品质量检测中心（沈阳）、北京北开电气股份有限公司、天水长城开关厂、北京华东森源电气有限公司、山东泰开电气有限公司。本标准主要起草人：杨大锟、张姝、田恩文。本标准参加起草人员：洪深、熊寿春、苏郁馥、赵力楠、崔景春、刘兆林、石凤翔、刘伯涛、杨英杰、耿绪利、冯四喜、谢建波、汪建成、秦成伟。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T14824—1993。
1概述
1.1范围
高压交流发电机断路器
GB/T14824—2008
本标准规定了高压交流发电机断路器的使用环境条件、术语和定义、额定值和要求的能力、设计和结构、型式试验、出厂试验、选用导则、现场交接试验等。本标准适用于安装在发电机和升压变压器之间，额定电压12kV~36kV，额定频率50Hz的所有高压交流发电机断路器。
安装在发电机和发电厂厂用电变压器之间的断路器也可参照本标准。1.2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB1984一2003高压交流断路器（IEC62271-100：2001MOD）GB/T2900.20—1994电工术语高压开关设备（eqvIEC60050(IEV）：1984）GB/T4473--2008交流高压断路器的合成试验（IEC62271-101：2006，MOD）GB7674额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备（GB7674—2008，IEC62271-203:2003,M0D)
GB/T11022—1999高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求（eqvIEC60694：1996）工业六氟化硫（IEC60376：1971，IEC60376A：1973，IEC60376B：1974，GB/T12022—2006
IEC62271-308:2002
正常和特殊使用条件
高压开关设备和控制设备第308部分：非对称短路试验方式T100a的GB/T11022一1999的第2章适用。3术语和定义
GB/T2900.20—1994和GB/T11022一1999的第3章适用，并补充如下。3.1
（发电机断路器的）额定电压ratedvoltage（ofageneratorcircuitbreaker）额定电压等于使用发电机断路器的发电机的最高运行电压（有效值）。3.2
系统源短路电流system-sourceshort-circuitcurrent指当短路电流源来自电力系统，至少经过一次变换时的短路电流。3.3
发电机源短路电流generator-sourceshort-circuitcurrent当短路电流源完全来自发电机而不经过变换时的短路电流。GB/T14824—2008
（发电机断路器的）励磁电流开合能力excitationcurrent switchingcapability（of ageneratorcir-cuit breaker)
在额定频率和在任何电压直至额定电压下，要求发电机断路器开合的最大励磁电流，所产生的过电压应不超过由用户和制造厂商定的水平。4额定值和要求的能力
发电机断路器的额定值和要求的能力是根据限定的条件所指定的运行特性的极限值，如适用，包括如下项目：
额定电压；
额定绝缘水平；
额定频率：
额定电流和温升；
额定短时耐受电流；
额定峰值耐受电流；
额定短路持续时间；
合闸和分闸装置以及辅助回路的额定电源电压；合闸和分闸装置以及辅助回路的额定电源频率；适用时，操作、开断和绝缘用的压缩气源和/或液源的额定压力；额定短路开断电流；
预期瞬态恢复电压；
额定短路关合电流；
额定失步关合、开断电流；
额定负荷开、合电流；
容性电流开合能力；
励磁电流开合能力；
额定操作顺序；
额定时间参量。
4.1额定电压（U,）
额定电压从下列数值(kV)中选取：12,15,18,24,36。
注：36kV为暂定值。
4.2额定绝缘水平
额定绝缘水平按表1规定。
表1额定绝缘水平
发电机断路器的额定电压
U./kV(有效值）
额定雷电冲击耐受电压
U,/kV(峰值）
额定短时工频耐受电压
Ua/kV(有效值）
对地和极间
断口间
对地和极间
断口间
4.3额定频率（f）
额定频率的标准值为50Hz。在其他频率下使用时，应特殊考虑4.4额定电流（I,）和温升
4.4.1额定电流(I.）
GB/T11022一1999的4.4.1适用，并补充如下：额定电流应优先从下列数值（kA)中选取：1.6,2.0,2.5,3.15,4.0,5.0,6.3,8.0,10,12.5,16,20,25,31.5,40,50。额定电流基于如下条件：
GB/T14824—2008
a）发电机断路器在GB/T11022-1999的第2章规定的正常使用条件下使用；符合4.4.2温升的规定；
设计安装在外壳内的发电机断路器，其额定电流应根据这种外壳的通风情况和外壳外面的周c）
围空气温度十40℃来确定（见6.5.2）；对于带强迫空气冷却辅助设备运行设计的发电机断路器，其额定电流应根据在周围空气温度d)
十40℃下，强追空气冷却系统运转来确定。4.4.2温升
GB/T11022--1999的4.4.2适用。4.4.101冷却丧失期间事故电流的额定值出于对发电机断路器运行的考虑，要求给定事故电流额定值，以便在正常要求的辅助强迫冷却系统丧失后发电机断路器能继续运行。应该遵守下列规定：a）
在发电机断路器部件的温度高于对额定电流规定的最大值的情况下，允许发电机断路器在限定的时间内运行；
b）事故极限温度和正常运行温度之间的差值提供了一个确定的允许时间间隔，在此时间间隔内，在必须将负荷电流降低之前可以承载满负荷；在降低负荷电流情况下，发电机断路器可以继续运行，降低的负荷电流值取决于主要的事故状c）
态的类型；
发电机断路器的额定电流受几个独立系统（例如，灭弧介质、冷却介质、离相母线的强迫空气冷却，等等)影响时，应确定丧失的每个系统各自的和综合的影响；除a)~~d)以外，某些发电站的设计(例如，单台发电机输出端经两台发电机断路器与两台升压e)
变压器相连)也可要求特殊的事故运行条件和额定值。上述因素在图1中予以了说明。
图1说明了发电机断路器和母线管两个冷却系统丧失时典型的事故状态，并分别和同时进行了分析。
在每种事故状态类型下能正确运行所要求的参数由制造厂确定。5额定短时耐受电流（I）
GB/T11022一1999的4.5适用，并补充如下：额定短时耐受电流等于额定短路开断电流交流分量的有效值（见4.101）。4.6额定峰值耐受电流（I.）
GB/T11022一1999的4.6适用，并作如下修改：额定峰值耐受电流等于额定短路关合电流（见4.103）。4.7额定短路持续时间（）
GB/T11022一1999的4.7适用，并明确如下：额定短路持续时间的标准值为2S。4.8合闸、分闸装置和辅助、控制回路的额定电源电压（U.）GB/T11022--1999的4.8适用。
GB/T14824--2008
4.9合闸、分闸装置和辅助、控制回路的额定电源频率GB/T11022-—1999的4.9适用。
4.10绝缘、操作和/或并断用的压缩气源的额定压力GB/T11022—1999的4.10适用。
4.101额定短路开断电流（Is）
额定短路开断电流是在本标准规定的使用和性能条件下，三相故障时发电机断路器所能开断的最大短路电流。而且，它是当短路电流来自电力系统至少经过一次变换时，在额定电压和额定操作顺序下发电机断路器需要开断的电流。额定短路开断电流由两个值表征：一交流分量有效值；
直流分量百分数。
注：如果直流分量不超过20%，额定短路开断电流仅由交流分量有效值表征。发电机断路器额定短路开断电流的交流分量有效值应优先从下列数值(kA)中选取：6.38.0,10,12.5,16,20,25,31.5,40,50,63,80,100,125,160,200,250,315注：发电机源短路电流高于系统源短路电流的这种率见情况必须特殊考虑。额定短路开断电流的直流分量百分数（%dc）由图2查出。它是基于时间间隔（T。十T,）和时间常数（t），使用下面的公式计算：式中：
t150 ms;
% dc=100×e-g
T。p——发电机断路器首开极的最短分闸时间，ms；T，额定频率的1/2周波（用ms表示）。当短路电流源完全来自发电机而不经过变换时，不规定涵盖其短路电流的特有额定值，因为其最大值通常小于来自电力系统的短路电流。如果规定了额定值，则发电机断路器要进行下述相关能力的试验：
三相故障时，在额定电压和额定操作顺序下要求的对称开断能力，为短路电流对称分量的最大值，并从发电机断路器主弧触头分离瞬间电流波形的包络线上测量。三相故障时，在额定电压和额定操作顺序下要求的非对称开断能力，由发电机源对称短路电流的有效值和直流分量组成。对应于发电机断路器主弧触头分离瞬间，直流分量为发电机源对称短路电流峰值的110%。主弧触头分离时间应等于额定频率的1/2周波（用ms表示）加上发电机断路器首开极的最短分闸时间(ms)之和。当要求最大非对称度时的非对称开断能力时，其电流的最大非对称度为这种条件下对称短路电流峰值的130%。在最大非对称度条件下，短路电流的对称分量仅为要求的发电机源对称开断能力值的74%。
设计用于高阻抗接地系统中的发电机断路器，单相对地短路电流将不超过50A。单相对地故障要求的开断能力决不会超过这个值。4.102预期瞬态恢复电压
4.102.1预期瞬态恢复电压波形的表示预期瞬态恢复电压曲线大致成1一cos波形，用两参数法（uc，t3）表示。见图15。4.102.2系统源故障和发电机源故障时的预期瞬态恢复电压发电机断路器开断系统源故障时的预期瞬态恢复电压的标准值列于表2。当要验证发电机断路器开断发电机源故障的开断能力时，预期瞬态恢复电压的标准值列于表3。4.103额定短路关合电流
额定短路关合电流峰值为额定短路开断电流交流分量有效值的2.74倍。4