发电机出口断路器GCB介绍
GCB
我厂发电机出口断路器（GCB）为ABB公司专利技术生产的HECS-100L型开关，额定工作电压25.3KV、额定运行电流13KA、额定开断短路电流100KA、额定SF6气体压力0.60Mpa，内含三相联动开关01、三相联动隔离刀闸016、主变侧三相联动接地刀闸019、发电机出口侧三相联动接地刀闸018。
接地刀闸019靠主变侧每相依次装设：两组主变低压侧PT、一组避雷器、一组电容器、两组CT；接地刀闸018靠发电机侧每相装设：一组电容器、三组CT。
ABB公司生产的GCB整装式结构，可靠性较高，整个设备结构比较简单紧凑，我们学习关注的重点也主要是GCB的原理和功用上。
一、一次部分：1、GCB主视图，从上到下依次为二次接线及控制柜，就地操作面板，断路器液压弹簧操作结构。
2、GCB内部结构，从发电机至主变侧依次布置接地刀闸、断路器、隔离刀闸、接地刀闸及PT、避雷器、均压电容（辅助熄弧作用），CT等部分附属设备。
3、断路器为三相联动机构，由液压弹簧驱动，液压弹簧操作机构外部图及内部结构图：下图为断路器内部部分二次设备。
左图：断路器行程开关机构，上方蓝色部分为行程位置节点；右图：断路器分合闸线圈，YM1为合闸线圈，YM2/YM3为跳闸线圈Ⅰ/Ⅱ，白色柱体为液压油位观测窗，正常保持0-1/2的油位。
4、SF6气体压力表，在固定端靠发电机侧，用于巡检时监视气压。
右侧螺丝扣为充气口。
三相断路器灭弧室互为相通，通过一根铜管相连。
正常时，SF6压力为0.60MPa，图中环形色带依次代表不同意义：黑色：运输压力，指设备运输过程中内部需保证的气压。
红色：气压闭锁范围，气压到此区间时，闭锁断路器分合闸操作。
黄色：气压到此区间时，为气压临界区间，发气体密度低报警。
绿色：断路器正常可操作范围。
绿带上部黑色标记点：此点为GCB内额定充气密度值。
5、隔离刀闸、接地刀闸操作机构为三相联动机构，由电动机驱动，控制头设备靠凝汽器侧，连杆在断路器壳体下部。
发电机出口断路器GCB介绍[优质材料]
![发电机出口断路器GCB介绍[优质材料]](https://img.taocdn.com/s3/m/e9da786a52d380eb63946d2d.png)
Based Maintenance 到根据环境进行维护 Refurbishing : when one of following criteria is reached : 翻修：当下列达到下列任一条件 Operating time ≥ 20 years 操作时间≥20年 Mechanical wearing : according to operation conditions 机构磨损：根据操作状况 Electrical wearing: according to interrupted currents 电气磨损：根据断续电流
参考课件
FKG2S / 6,800 Amps One phase: 一个相：
参考课件
»From Preventive Time Based Maintenance »从根据时间进行维护
Visual Inspection : Once or Twice a year 外观检查：一年一次或两次 Inspection : Every 5 years of service 检查：每五年进行一次服务
参考课件
FKG2 GCB Preventive Maintenance FKG2 GCB预防维护
FKG断路器介绍
21/02/2012
GRID
FKG2 GENERATOR CIRCUIT-BREAKERS FKG2发电机断路器
参考课件
FKG2发电机断路器
参考课件
参考课件
参考课件
FK3-X机构
参考课件
FK3-12 FK3-4
FK3-5 FK3-1
参考课件
参考课件
参考课件
FKG2隔离开关
GCB课件
• 1980年，沈阳高压开关厂引进A-Alsthom制造技术，开始研制生产 PKG2型空气断路器，1986年第1台样机在葛洲坝大江电厂正式投运 ，随后又有14台PKG2型（36 kV，11000 A，58 kA）GCB投入运行 。由于58 kA的开断电流不能满足系统的短路电流水平，现大部分已 被更换为短路开断电流为100～120 kA的SF6 GCB。 • 西安高压电器研究所研发中心正计划开发以下2个GCB新产品：①真 空发电机断路器，配弹簧操动机构，主要参数暂定为：额定电压为 12 kV，额定电流6300 A，短路开断电流80 kA。②自能式SF6发电机断 路器，配弹簧操动机构，主要参数暂定为：额定电压为24 kV，额定 电流8 000～12 000 A，短路开断电流80～100 kA。
• 国内发电厂已发生过的类似事故如：某电厂因2号炉故障停机检查， 运行人员操作2号机主变断路器跳闸时发现断路器A相拒分，在升压 站手跳未获成功后，跳母联断路器将2号机主变与系统解列，造成非 全相运行时间长达8 min，引起2号机转子烧毁。又如石洞口二厂2号 机作逆功率试验时，2号机逆功率保护动作，同时引起主变高压侧并 联的断路器三相分闸。因一台断路器未能分闸到底，造成断路器非全 相运行，导致电厂另一台运行的600 MW机组、电网4条500 kV线路 、3条220 kV线路、黄渡变的一台500 kV变压器及一台220 kV变压器 先后跳闸。 • 从这些案例可以看出，事故原因是因为高压断路器本体、操作机构、 控制回路故障和运行人员处理不当等所引发的重大事故。发电机和变 压器的损坏，不仅会使整个系统的安全性和稳定性受到严重影响，而 且将造成巨大的经济损失。如果装设GCB完全能够减少事故的发生 ，GCB可在50～60 ms内把机组与故障点分开大大缩短事故时间，从 而有效地保护机组，保证电力系统的长期稳定运行，所以采用GCB 将提高系统运行的安全性和稳定性。
GCB发电机出口断路器
风 机 系 统 故 障 报警复位
试灯按钮
电容器
电容器会在开断操作期 间抑制暂态恢复电压。
二、投入前检查
1、控制电源、动力电源、加热器电源送上 控制电源取自直流110V A、B段各一个 动力电源取自汽机MCC B段 加热器电源取自汽机MCC B段
四、无法合闸
• 1、检查有无闭锁信号并查明原因（气压低？） • 2、 检查控制或合闸回路是否正常，如控制、合闸电源回
路跳闸，立即恢复供电 • 3、检查储能情况
五、无法分闸
原因
• 控制回路断线； • 弹簧储能不足； • 控制、跳闸回路或与跳闸有关的继电器线圈、跳闸线圈断线或烧损； • 开关机构卡住，传动部分销子脱落，机构失灵等；
液压弹簧操作机构利用 蓄积的能量在 10 微秒 内操作灭弧室。
弹簧产生的弹力作用在 高压油缸上，将机械能 转化为液压能。
进行分合闸操作时，通 过快速切换阀将液压能 转换为操作活塞的动作。 然后，再由工作活塞控 制发电机断路器的操作 连杆。
弹簧行程观察窗
油位指示
断路器位置指示
隔离开关、接地刀闸及DRM驱动机构
如果某个风机系统发生功能故 障，将自动切换到冗余风机系 统，以保持运转过程中的持续 稳定通风。
控制柜
状态指示按钮， 就地状态下可 以对开关进行 操作
断路器动作次数
油泵动作次数
报警信息
远 方 就 地 切 换
1、SF6密度低 2、SF6压力低闭锁 3、闭锁合闸 4、闭锁分闸 5、油泵长时间运行。存在漏油或油泵缺陷 6、直流电源故障 7、油泵电机电源故障 8、交流电源故障 9、相序错误 10、隔刀地刀空开跳闸。可能是因为驱动机构 电机过载
发电机出口断路器GCB的介绍ppt课件
本 标 准 适 用 于已投 入商业 运行的 火力发 电厂纯 凝式汽 轮发电 机组和 供热汽 轮发电 机组的 技术经 济指标 的统计 和评价 。燃机 机组、 余热锅 炉以及 联合循 环机组 可参照 本标准 执行， 并增补 指标。
Presentation title - 01/01/2010 - P 6
本 标 准 适 用 于已投 入商业 运行的 火力发 电厂纯 凝式汽 轮发电 机组和 供热汽 轮发电 机组的 技术经 济指标 的统计 和评价 。燃机 机组、 余热锅 炉以及 联合循 环机组 可参照 本标准 执行， 并增补 指标。
Closing spring charged
Tripping spring discharged CB main contact
Presentation title - 01/01/2010 - P 24
C2 Crank wheel system
B2 Cam with special shape
b g
FKG2隔离开关
辅助开关 机械连锁
Presentation title - 01/01/2010 - P 9
电机
继电器
本 标 准 适 用 于已投 入商业 运行的 火力发 电厂纯 凝式汽 轮发电 机组和 供热汽 轮发电 机组的 技术经 济指标 的统计 和评价 。燃机 机组、 余热锅 炉以及 联合循 环机组 可参照 本标准 执行， 并增补 指标。
Presentation title - 01/01/2010 - P 16
本 标 准 适 用 于已投 入商业 运行的 火力发 电厂纯 凝式汽 轮发电 机组和 供热汽 轮发电 机组的 技术经 济指标 的统计 和评价 。燃机 机组、 余热锅 炉以及 联合循 环机组 可参照 本标准 执行， 并增补 指标。
发电机出口开关(GCB)非全相保护优化研究
82第45卷 第07期2022年07月Vol.45 No.07Jul.2022水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station0 引言发电机出口断路器操作机构及隔离开关一般采用三相联动机构,普遍认为三相联动机构不会发生非全相合闸状况，但随着操作次数的增多、机械结构磨损甚至设计上的缺陷，发电机出口开关或隔离开关都可能发生非全相合闸现象，现在GCB非全相故障案例越来越多。
因三相联动机构不存在分相辅助接点，无法通过断路器辅助接点实现非全相保护。
目前已投入的GCB非全相保护，一般利用GCB断线故障导致发电机机端基波零序电压与主变低压侧基波零序电压量的故障特征，或者两侧相电压差的故障特征，采用断口两侧电压相量差构成GCB非全相保护原理，保护判据不依赖电流量，可检测机组并网初期和解列时的GCB非全相故障。
因保护原理只判断电压量,其可靠性及定值整定都存在困难,所以目前大部分电站并未将GCB非全相保护投跳闸,不能起到快速隔离故障开关的效果。
本文对GCB非全相合闸后的故障特征和电气量等进行综合理论分析,并结合一些故障案例，提出了一种新型的GCB非全相保护原理,有完善的防误动措施,具有较高的灵敏度和可靠性,实现了GCB开关的非全相保护。
1 目前GCB非全相保护原理及其缺点目前的GCB非全相保护主要采用基于端口两侧电压差的原理,当发电机机端断路器发生单相或两相断相故障时，故障相断口两侧会产生电压相量差值，该相量差值与发电机侧电动势、系统侧电动势和序网阻抗大小有关，且当序网阻抗大小不变时，故障相电压相量差值会随着断口两侧电动势相量差增大而逐渐增大，即随着负荷电流增大而增大，而非故障相电压相量差值为零。
结合GCB非全相故障过程，分析其动作逻辑，目前的GCB非全相保护有如下缺点:（1）保护投退采用GCB辅助接点变位作为条件，存在辅助接点不可靠的问题。
发电机出口断路器(GCB)方案论证
发电机出口断路器（GCB）方案论证【摘要】由于燃气电厂在系统中调峰的作用，装设GCB的技术优势更加突出。
本文以实际工程为例，结合技术和经济比较，进行主接线方案论证。
【关键词】燃气电厂；主接线；GCB1 工程概况某工程建设2×400MW级（F级改进型）燃气热电冷联产机组，机岛采用按东方电气股份有限公司的M701F4型燃气轮机，余热锅炉采用东方日立锅炉有限公司的三压、再热、自然循环、无补燃、卧式余热锅炉。
工程按“一拖一”多轴布置机组，每套“一拖一”机组包括1台燃气轮机发电机组和1台蒸汽轮发电机组。
燃气轮机发电机为全氢冷冷却发电机，额定输出336.6MW，出口电压16kV，额定功率因素0.85；蒸汽轮机发电机为空冷发电机，额定输出150MW，出口电压15.75kV，额定功率因素0.85。
电厂以220kV一级电压接入系统，出线2回，接入220kV变电站，新建线路截面按2×630mm2考虑，电厂至变电站新建线路约为2×13km。
2 方案论证2.1 燃机发电机出口燃机发电机引出线到主变低压侧、厂高变高压侧均采用全链式离相封闭母线。
发电机与主变压器之间装设断路器和隔离开关，厂用分支不装设断路器和隔离开关，在汽机主封母上T接励磁分支封母至励磁变压器和发电机出口电压互感器及避雷器柜。
电厂的运行主要分三个阶段：1）调试和维护；2）同期和正常运行；3）非正常运行。
下表就燃机发电机出口GCB在电厂的运行、维护的作用以表的形式做一下分析。
通过以上的分析，表明装设了GCB，在机组正常起停时，及在发电机、汽机、燃机发生故障引起跳机时，不需要进行厂用电源的切换操作，提高了厂用电的可靠性。
装设GCB除了减少厂用电切换操作外，还有以下优越性：1）主变或高厂变内部故障时，迅速跳开发电机侧断路器和高压侧断路器，切断供电电源，对保护主变和高压厂变有利。
如果不装设GCB，由于发电机励磁电流的衰减要经过一定的时间，只切开高压系统供电电源，发电机仍继续向故障点供电，从而扩大了主变或厂高变的损坏程度，国内外已有报道该种故障引致严重损坏主变压器的事例；2）采用了GCB，不仅实现了发电机，变压器有选择的保护跳闸，简化了保护接线，而且多数保护无需动作高压断路器，从而避免了厂用电源的失去，这对于一些瞬时性故障特别是来自于锅炉、汽机的热工误发信号的排除，尽快恢复机组的运行和避免因误操作而导致损失非常有益。
图说发电机出口开关
图说发电机出口开关我厂发电机出口断路器（GCB）为ABB公司专利技术生产的HEC 8A型开关，额定工作电压30KV、额定运行电流28000A、额定开断短路电流160KA、额定SF6气体压力，内含三相联动开关Q0、三相联动隔离刀闸Q9、主变侧三相联动接地刀闸Q82、发电机出口侧三相联动接地刀闸Q81；接地刀闸Q82靠主变侧每相依次装设：一组低压侧两组线圈PT、一组避雷器、一组电容器、三组CT；接地刀闸Q82靠发电机侧每相装设一组电容器。
发电机出口断路器的原理部分比较简单，我们学习重点要放在其结构和功用上，下面以图说的形式介绍其一、二次部分：一、一次部分：1、下图显示出口断路器正面图，上部分为出口断路器就地控制柜；下半部分自远端开始依次是接地刀闸Q81控制头、断路器Q0控制头、接地刀闸Q82控制头、隔离刀闸Q9控制头。
2、下图显示出口断路器散热风扇。
散热风扇分A、B两列布置，运行中保证每相至少有一台风扇运行。
（靠主变侧的A列风扇）（靠发电机侧的B列风扇）3、下图显示出口断路器本体罩、隔离刀闸位置观察镜、断路器位置观察镜：通过观察镜可以看到隔离刀闸断口，确认隔离刀闸是否合闸良好或者是否彻底断开。
4、介绍出口开关组件独特的隔离闭锁原理（仅以Q82为例介绍，今后我们不用该功能）下图显示隔离闭锁钥匙及手动操作插口（当前处于封闭状态）：下图显示闭锁原理：下图显示分、合位置指示器及就地操作手柄（用于手动操作接地刀闸分或合）下面介绍闭锁原理：从图中由左到右按列说明第一列：“□”钥匙被取下则手动操作插口封闭，表明只能进行电动操作第二列：使用“□”形钥匙将操作插口打开则电动操作被禁止，插入手柄进行操作。
顺时针摇则合、逆时针摇的分。
第三列：接地开关手动或电动操作合后，取下“○”形钥匙则禁止手动及电动操作（可用于检修时执行安措，将该钥匙放于值班室隔离闭锁柜，受工作负责人控制）第四列：接地开关手动或电动操作分后，取下“△”形钥匙则禁止手动及电动操作，（可用于运行中防止人为误操作）5、下图显示SF6气体压力表，在固定端靠发电机侧，用于巡检时监视气压。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Function description FK 3-X
Functional units FK 3-X
3
9
10
12
6
13 7
11
8
4
5
1
2
Presentation title - 01/01/2010 - P 26
1. Charging motor 2. Charging gearing 3. Closing spring 4. Closing latch 5. Closing coil 6. Closing cam disc 7. Closing shaft 8. Trip coil 9. Roller lever 10. Main shaft 11. Trip latch 12. Trip spring 13. Trip dashpot
Charging of the closing spring
Position (non stationary) corresponding to the delivery state: - closing spring partially charged (recuperation) - opening spring discharged (CB open)
Presentation title - 01/01/2010 - P 23
Main functional components FK3-X
Presentation title - 01/01/2010 - P 24
Closing spring Charging gear Closing latch Closing system Opening spring
Operating states
Stationary operating states
Function description FK 3-X
Presentation title - 01/01/2010 - P 27
Non stationary operating states
Function description FK 3-X
Presentation title - 01/01/2010 - P 15
Presentation title - 01/01/2010 - P 16
Presentation title - 01/01/2010 - P 17
Presentation title - 01/01/2010 - P 18
Closing spring charged
Tripping spring discharged CB main contact
Presentation title - 01/01/2010 - P 25
C2 Crank wheel system
B2 Cam with special shape
b g
Presentation title - 01/01/2010 - P 9
FKG2隔离开关
辅助开关 机械连锁
Presentation title - 01/01/2010 - P 10
电机
继电器
FKG2 G2 Architecture FKG2 G2架构
Disconnector linking rods 隔离开关连接杆
Opening latch Opening system Closing and Opening actuators (mech./el.) Auxiliary equipment
Function description FK 3-X
Functional units FK 3-X, closing/tripping system
Function description FK 3-X
Non stationary position: - closing spring partially charged (recuperation) - opening spring charged (CB closed) - motor actuated automatically through control cam
Presentation title - 01/01/2010 - P 19
Presentation title - 01/01/2010 - P 20
Preseesentation title - 01/01/2010 - P 22
The mechanism is ready for a closing operation: - closing spring charged - trip spring discharged (CB open)
Presentation title - 01/01/2010 - P 28
Closing operation (a)
Presentation title - 01/01/2010 - P 5
FK3-X机构
Presentation title - 01/01/2010 - P 6
FK3-12 FK3-4
FK3-1
FK3-5
Presentation title - 01/01/2010 - P 7
Presentation title - 01/01/2010 - P 8
FKG断路器介绍
21/02/2012
GRID
FKG2 GENERATOR CIRCUIT-BREAKERS
FKG2发电机断路器
Presentation title - 01/01/2010 - P 2
FKG2发电机断路器
Presentation title - 01/01/2010 - P 3
Presentation title - 01/01/2010 - P 4
Presentation title - 01/01/2010 - P 11
Presentation title - 01/01/2010 - P 12
Presentation title - 01/01/2010 - P 13
Presentation title - 01/01/2010 - P 14