发电机出口断路器的应用
万方数据
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发电机出口断路器的应用
作者：李春雨， LI Chun-yu
作者单位：中国能建江苏电力建设第三工程公司,江苏镇江,212003
刊名：
自动化应用
英文刊名：Automation Application
年，卷(期)：2013(11)
引用本文格式：李春雨.LI Chun-yu发电机出口断路器的应用[期刊论文]-自动化应用 2013(11)
发电机出口开关检修作业指导书
发电机出口开关检修作业指导书 DQ-017 1总则 1.1 目的 为了加强XXXXXX发电机出口开关检修技术工作，确保发电机出口开关检修工作符合工艺质量和安全生产管理要求，并确保该工作全过程无不安全情况发生，确保发电机电气部分检修后能安全、可靠地运行，所有参加本检修项目的工作人员、质检人员，必须遵循本质量保证程序。 1.2 范围 本指导书适用于XXXXXX发电机出口开关的检修。 2规范性引用文件（含验收标准等） 《电力设备交接和预防性试验规程》DL/T 596-1996 《电业安全工作规程》（发电厂和变电所电气部分） DL408—1991 《发电企业设备检修导则》DL/T838—2003 《电力设备预防性试验规程》DL/T 596-1996 《电业安全工作规程》（发电厂和变电站电气部分）DL408—1991 《发电企业设备检修导则》DL/T 838—2003 《交流高压断路器合成试验技术条件》DL/T 690-1999 《XXXXXX10.5kV真空断路器检修规程》
3 作业过程控制 3.1 作业准备 3.1.1 人员配备 序号人员分工人数资质要求备注 1工作负责人 （专责检修 工） 1 具备电气工作票工作能力与资 格，具备3年以上检修工作经验 2工作组成员 （检修工） 2 熟悉《电业安全工作规程》，具 备电气工作票工作资质或条件 3其他成员 （辅助工或 外委员工） 1 具有电工证资质或条件 3.1.2工器具（安全工器具、作业工器具、安全防护用品、 测量仪器等） 序号类别名称规格备注 1 测量仪器交流耐压装置 数字接触电阻 测试仪 R9345,100A 开关特性测试 仪 数字万用表 电压表
装设发电机出口断路器优越性的分析
装设发电机出口断路器优越性的分析 摘要：介绍了发电机出口断路器（以下简称GCB）国内外使用发展状况以及最新技术特点，从技术经济性两方面对600 MW机组常用两种电气接线方案进行比较，认为发电机出口设置断路器能提高系统的安全性、简化运行方式、方便调试维护，并且能产生明显的经济效益。 关键词：GCB 技术分析经济比较 1 国内外GCB的使用和发展状况 美国、英国、法国等发达国家在电厂设计中，其大容量发电机出口均考虑装设GCB。目前国内电厂采用GCB或发电机负荷开关电厂主要有天津蓟县、辽宁绥中、伊敏电厂、沙角C电厂（3×600MW）、上海外高桥电厂（2×900 MW）、天津盘山（2×600 MW）、葛洲坝水电厂、二滩水电厂、李家峡、天生桥等工程。过去GCB 主要在水电工程和核电工程被广泛采用，近年来随着我国电力系统大电网、大机组、超高压的发展，怎样简化电厂的运行操作，提高机组的可用率以及提高系统安全性和稳定性等问题越来越被得到重视，而GCB优越的特性完全可以满足这些要求。 目前国内制造商还没有能力生产与600 MW等级大容量机组配套的GCB，国外也仅有ABB、GEC－ ALSTHOM、MITSUBISHI等几家知名大公司有能力生产（主要技术参数详见表1）。GCB型式主要有少油型、空气型、SF 6 气体型和真空型。少油型GCB如沈阳高压开关厂20世纪60年代生产的SN3、SN4等，额定电流为5000～8000 A，额定开断电流为58 kA。空气型GCB，如法国A－A公司生产的PKG2型额定电压为36 kV，额定电流11000 A，额定开断电流58 kA，该种断路器主要存在是产品体积大、噪声响、缺乏中等容量断路器等缺点，在我国葛洲坝水电厂有使用，运行情况良好。随着电力设备制造技术的发展，20世纪80年代ABB等公司推出以 SF 6气体为灭弧介质的GCB，它运用SF 6 自灭弧原理，当动触头分开时产生电弧来 加热SF 6 气体，使其膨胀形成熄弧所需气体，同时电流流过固定触头内的线圈产 生磁场，引起电弧旋转分离，保证荷载触头与灭弧触头正常工作。SF 6 型GCB目前在国内外电厂有大量的使用，它额定电流可达24000 A，开断能力160 kA，而且结构紧凑，故障率更低（＜0.3％），还可以集成CT、PT、接地开关等设备，成为多功能的组合电器。
发电机出口断路器应用好处
发电机出口断路器应用好处 1保护发电机 在发电机出口发生非对称短路或承受不平衡负荷时，GCB可以迅速切除故障，防止发电机遭受损坏。发电机带不平衡负荷运行、外部或内部发生非对称短路时，转子本体表面将感应出两倍工频涡流，在转子中引起附加发热。同时，两倍工频的交变电磁转矩使机组产生倍频振动，引起金属疲劳和机械损伤。 2保护主变和高压厂用变 采用GCB后，不论是发生操作故障或系统振荡时，还是发电机、变压器内部发生故障时，都可以提高其保护功能的选择性，从而提高机组安全运行的可靠性。 在发生操作故障或系统振荡时，只需要能迅速断开GCB即可，而不用切换厂用电源。故障消失后，发电机与电网之间可以通过GCB快速恢复连接并网，避免了由于厂用电源的切换故障造成全厂停电事故。 当发电机内部发生故障时，可以在不切换厂用电源的情况下，切除有故障的发电机，保证了发电机有选择地进行保护跳闸，简化了保护方式的接线，而且机组内部的故障不需要动作于高压断路器，从而避免了厂用电源的切换，这对于消除一些瞬时性故障，特别是来自于锅炉、汽机的热工误发信号，尽快恢复机组运行和避免误操作而导致的事故是非常有利的。 对故障发生率比较高的变压器内部故障和变压器接地故障，GCB开断时间相对发电机灭磁的时间（数秒）要快得多，大大减小了故障电流对变压器的危害程度，有利于缩短维修时间，减少直接和间接经济损失，可提高电厂可用率0.7%~1%。 3可省去启备变，简化厂用电源切换操作程序 安装GCB后，机组启停电源可经过主变倒送至厂用变，可省去启备变，机组起停机或故障只需跳开GCB而不需跳高压系统断路器，减少了在没有GCB时厂用电源切换的操作程序，降低了运行难度，提高了系统的可靠性。
发电机出口断路器检修规程
ICS 27.100 Q/ET.EHDC 二滩水力发电厂企业标准 Q/ET.EHDC-XXX-2008 发电机出口断路器检修规程 Maintenance Regulations for GCB of Generators 二滩水力发电厂发布
Q/ET.EHDC-XXX-2008 目次 前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 3.1 检修等级 (1) 3.2 检修周期 (1) 4 检修概要 (1) 4.1 总则 (1) 4.2 维护说明 (2) 4.3 纠错性检修说明 (2) 4.4 检修周期及工期 (2) 5 检修项目及质量标准 (3) 5.1 D级检修（巡回检查和日常维护）的项目与质量标准 (3) 5.2 C级检修项目及质量标准 (3) 5.3 A级检修、B级检修项目工艺及质量标准 (4) 6 检修工艺 (5) 6.1 检修前的准备工作 (5) 6.2 断路器解体检修及组装 (5) 6.3 冷却器解体检修 (7) 6.4 空压机系统解体检修 (7) 6.5 SF6气体处理 (7) 附录 A （资料性附录）设备规范及主要参数 (9) 表A 出口断路器主要参数 (9) 附录 B （规范性附录）维护检修安全措施和注意事项 (10) 表B.1 检修安全措施 (10) 表B.2 检修维护注意事项 (10) I
Q/ET.EHDC-XXX-2008 II 前言 本标准的编制原则和要求依据《电力企业标准编制规则》DL/T800—2001、《电力企业标准编制规则》 DL/T838—2003、《水利电力技术标准编写规定》SL01—97。 本标准附录A为资料性附录，附录B为规范性附录。 本标准由二滩水力发电厂检修部提出。 本标准由负责解释。 本标准由批准。 本标准由审核。 本标准的主要起草人：赵巧洪。
安装发电机出口断路器的优越性
安装发电机出口断路器的优越性 1 国内外GCB的使用和发展状况 美国、英国、法国等发达国家在电厂设计中，其大容量发电机出口均考虑装设GCB。目前国内电厂采用GCB或发电机负荷开关电厂主要有天津蓟县、辽宁绥中、伊敏电厂、沙角C电厂（3×60 0MW）、上海外高桥电厂（2×900 MW）、天津盘山（2×600 MW）、葛洲坝水电厂、二滩水电厂、李家峡、天生桥等工程。过去GCB主要在水电工程和核电工程被广泛采用，近年来随着我国电力系统大电网、大机组、超高压的发展，怎样简化电厂的运行操作，提高机组的可用率以及提高系统安全性和稳定性等问题越来越被得到重视，而GCB优越的特性完全可以满足这些要求。 目前国内制造商还没有能力生产与600 MW等级大容量机组配套的GCB，国外也仅有ABB、GEC－ALSTHOM、MITSUBISHI等几家知名大公司有能力生产（主要技术参数详见表1）。GCB 型式主要有少油型、空气型、SF6气体型和真空型。少油型GCB如沈阳高压开关厂20世纪60年代生产的SN3、SN4等，额定电流为5000～8000 A，额定开断电流为58 kA。空气型GCB，如法国A－A公司生产的PKG2型额定电压为36 kV，额定电流11000 A，额定开断电流58 kA，该种断路器主要存在是产品体积大、噪声响、缺乏中等容量断路器等缺点，在我国葛洲坝水电厂有使用，运行情况良好。随着电力设备制造技术的发展，20世纪80年代ABB等公司推出以SF6气体为灭弧介质的GCB，它运用SF6自灭弧原理，当动触头分开时产生电弧来加热SF6气体，使其膨胀形成熄弧所需气体，同时电流流过固定触头内的线圈产生磁场，引起电弧旋转分离，保证荷载触头与灭弧触头正常工作。SF6型GCB目前在国内外电厂有大量的使用，它额定电流可达24000 A，开断能力160 kA，而且结构紧凑，故障率更低（＜0.3％），还可以集成CT、PT、接地开关等设备，成为多功能的组合电器。
发电机出口断路器结构及原理
一、发电机出口断路器概述及主要性能参数 1、设备概述 发电机组的出口断路器是由瑞士ABB有限责任公司生产的型号为HEC8型SF6气体绝缘的金属封闭开关，发电机出口断路器主要由断路器本体、隔离开关、接地开关、避雷器、电压互感器、电容器和汇控柜组成。 汇控柜由上下两层组成，上层主要有操作面板、二次接线端子、二次回路、小空气开关、继电器和保险等，下层有断路器、隔离开关、接地开关的操作机构及电气联锁装置。 装有发电机出口断路器的机组的主要优点就是当发电机故障时，发电机出口断路器可以断开与主变的电的联系，同时厂用电可以通过主变倒入，使机组厂电的输入方式更加灵活可靠，从而提高了机组其它设备安全性。
HEC8出口断路器利用自压气原理来灭弧，即灭弧气流所需能量是从电弧本身取得的。电弧的产生所释放的能量导致压力室很快和很大的升压和升温。从电弧来的对流和辐射热量在弧接点系统和压器活塞之间的“加热容积”中引起一个突然的升压（图1）。热气体正是从这里喷射出来，而在交流电通过零位后即将电弧熄灭。
图1 电弧内部的磁场收缩效应也促进了压力升高，这表现为作用在电弧路径的中心方向的一股力量。这个电流产生的磁力反过来又引起电弧的一股强大轴向气流，基本上是一个向外喷射的等离子体流，有一部分分流到加热容积中去（图2）。切断过程中非常大的电流在流动时，压力升高可能性很大。用一个专用的安全阀来释放压力可以避免机械损伤。
图2 三、出口断路器结构 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#发电机出口断路器
检验员：审核：批准：
目录 序号名称页码 1、概述 3 2、检测依据 3 3、检测项目、方法及设备3-4 4、检测数据、结果4-6
1.概述： 为保证安装在现场的2#发电机出口真空断路器在经过长途运输、现场二次倒运、安装后能保证产品性能、符合设计要求；自2010年11月4日中国水电五局中心试验室对沙坪水电站2#发电机出口真空断路器，按照国家电气设备交接试验规程进行了投运前的检查、试验。 2.检测依据： GB50150-2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 3.检测方法及设备： 3.1.真空断路器绝缘电阻试验，依据标准12.0.2款采用2500V兆欧表测量，测量值符合厂家技术规定。 3.2.真空断路器每相回路电阻测试，依据标准12.0.3款采用回路电阻测试仪测量，测量值符合厂家技术规定。 3.3.真空断路器分、合闸时间及分、合闸同期性测量，依据标准12.0.5款采用高压开关特性测试仪测量，实测值满足12.0.5款要求，并符合厂家技术规定。 3.4.真空断路器分合闸线圈直流电阻及绝缘电阻测试，依据标准12.0.6款直流电阻采用数字万用表测量，绝缘电阻采用500V兆欧表测量，直流电阻测量值符合厂家技术规定，绝缘电阻值不小于10 MΩ。 3.5.真空断路器操动机构试验，依据标准12.0.7款进行，并符合该款规定。 3.6.真空断路器交流耐压试验，依据标准12.0.3款要求采用工频交流耐压设备进行。 3.7.主要设备表
4.检测结果： 根据GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的要求，对2#发电机出口真空断路器进行了检测，符合以下： 12.0.2，12.0.3，12.0.4，12.0.5，12.0.6，12.0.7。 此次现场2#发电机出口真空断路器检测结果得到沙坪水电站有关人员的确认。检测数据及结果见附录。（以下空白）
发电机保护检修工艺规程
发电机保护检修工艺规程 Q/XS 237-101.112009 1．主题内容及适用范围 本规程规定了水电站发电机保护装置检修的基本内容和方法、设备检修中的注意事项及典型 故障处理和正常运行时的基本维护内容和方法。 本规程适用于水电站1#-5#发电机保护装置的检修及日常维护工作。 2．引用标准 部颁《继电保护及电网安全自动装置检验条例》； 许继电气公司WFB－812数字式发变组保护系统原理说明书。 3．设备范围和设备技术规范 3.11电站发电机保护系统介绍 1电站有5台单机容量为13MW 的发电机，2台额定容量分别为30MVA的1#主变， 50MVA的2#主变。2条110KV出线（修肖线，修观线）。采用两机一变的扩大单元接线方 式和三机一变的扩大单元接线方式 1-5#发电机保护是国电南自生产的许继电气公司WFB－812型数字式发变组保护，发电 机保护的配置情况如下： 序 代码保护名称安装序 代码保护名称 安装 号位置号位置 1 87G 纵差保护1CPU 8 51G/27 低压记忆过流T1 2CPU 2 50ET 励磁变过流1CPU 9 40E 失磁保护2CPU 3 50ET 励磁变速断1CPU 10 59 过电压2CPU 4 64G 定子接地3U0 1CPU 11 46 负序过流保护2CPU 5 64F 转子一点接地1CPU 12 32 逆功率保护2CPU 6 SC 轴电流保护13 51G 过负荷2CPU 7 14 60 PT断线2CPU 3.2保护出口动作后果说明 3.2.1发电机纵差保护 功能：作为发电机定子及引出线相间短路故障的主保护。 动作后果：跳发电机出口开关、灭磁开关、停机。
发电机出口断路器拒合原因分析与处理
发电机出口断路器拒合原因分析与处理 摘要：对国华台电4号机组发电机出口断路器拒合的原因进行了分析，并探讨处理方法。 关键词：出口断路器；拒合；分闸伺服阀；卡涩 一、前言 发电厂装设发电机断路器的主要作用是在于简化运行操作程序，减小发电机和变压器的事故范围，简化同期操作、提高其可靠性，方便调试和维护。 采用发电机断路器后，发电机组的启停电源是经过主变压器倒送电至厂用工作变压器获得，从机组启动一直到发电机并网发电，整个过程都无须厂用电源切换。只有当厂用工作变压器发生故障或主变压器故障时，才需要厂用电源切换。有关分析结果表明：采用发电机断路器后，使厂用电源切换减少到约1/348，作用显著，从而有效地提高了发电厂安全可靠性。同时，这也使得厂用电的操作、运行难度大大降低。采用发电机断路器后，不论是在发生操作故障或在系统振荡时，还是在发电机或变压器发生短路故障时，都将提高保护的选择性，从而提高机组运行的安全、可靠性。 二、问题提出： 1、2010年6月17日3：30分，4号发电机准备并网，发电机出口断路器无法合闸，并网不成功。 经现场检查确认为操作机构分闸伺服阀阀杆卡涩，分闸动作后不能完全复位。经活动分闸伺服阀阀杆后动作正常。因考虑到更换分闸伺服阀后必须做相关试验（时间较长），为不影响机组启动，未更换分闸伺服阀。 2、2010年10月，4号机组小修。10月26日，电气二次进行传动试验，发电机出口断路器无法合闸。 三、发电机出口断路器操作机构介绍 1、台电的3-5机组发电机出口断路器为ABB公司生产的HEC7型SF6断路器。HEC 型断路器系统为三极（相）金属封闭式断路器，连同操动机构和控制装置安装在一个共用的支承构架上。断路器系统的HMB 8 型操动机构及其安装托架固定在构架上。通过操动机构的工作活塞（HEC7/8），操动杆和连杆传动至断路器的操动连杆上。
发电机出口断路器的应用
发电机出口断路器的应用 发表时间：2018-12-19T16:39:50.440Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：陆鹏飞 [导读] 摘要：文章对发电机和变压器之间安装的出口断路器的主要作用进行详细介绍，并对发电机出口断路器在电厂中应用所起到的投资经济性进行分析，以供参考。 (上海电力安装第一工程有限公司上海市 200090) 摘要：文章对发电机和变压器之间安装的出口断路器的主要作用进行详细介绍，并对发电机出口断路器在电厂中应用所起到的投资经济性进行分析，以供参考。 关键词：发电机；出口断路器；GCB方案 1引言 在我国电力工业快速发展的过程中，发电机和变压器之间进行出口断路器的加装，主要作用就是对运行操作程序进行简化，并且对二者运行中的故障范围进行控制，便于运行过程中对其进行调试和维护，对提高发电机以及变压器的运行安全具有重要作用。但是我国前期的发电企业中很少进行出口断路器的安装，这主要是由于早期的出口断路器体积较大、噪音较高、使用寿命短、运行可靠性低、价格高等缺点，而在目前出口断路器的发展过程中，对上述问题进行有效的改善，而且在大型的发电企业中开始采用GCB方案来进行出口断路器的运行，在发挥其作用的同时，提高其应用的经济性和安全性。 2发电机断路器的主要作用 2.1对发电企业用电切换和操作程序进行简化 针对我国目前设有专用的启动或备用变压器的发电厂来说，在进行机组的启停以及对变压器进行故障检修等操作时都需要进行厂用电源的切换操作。对于机组的启停操作来说，如果不进行断路器的设置，就需要进行厂用工作变压器与启动/备用变压器之间进行关联切换，但是由于二者具有不同的系统电源和阻抗值，这就会导致二者的低压侧母线之间存在初始相位差的问题，所以在上述切换过程中就会在二者的变压器之间产生环流问题，严重时环流比较大会对变压器造成损害并缩短其使用寿命，影响其安全运行。同样在发电厂运行中出现事故进行检修时，也容易由于常用工作母线电压与启动/备用母线电压之间存在较大的相位差而造成设备损害问题，或者会由于频繁的电源切换而缩短设备的使用寿命并影响其安全运行。而使用发电机断路器之后，在机组启停过程中，启停电源是通过主变压器倒送电至厂用工作变压器获得，因此在机组启停的过程中无需厂用电源的切换，而只有在此过程中出现了变压器故障时才进行电源切换。因此大大降低了电源切换的概率，对于确保发电厂机组启停过程的安全可靠，并简化操作、降低操作难度。 2.2提高发电机和变压器的保护水平以及系统的稳定性 在发电机中应用了出口断路器之后，一旦其运行中发生故障，采用GCB方案就可以在不失去厂用电源的前提下在极短的时间内将机组与故障点进行隔离，确保机组停机的安全性并避免厂用电源的失去而导致出现氢爆等事故。此外，断路器还具有快速灭磁的作用来防止发电机故障的扩大化。而对于主变压器以及高压工作厂变压器来说，一旦其发生内部故障，就可以在较短的时间内进行故障电流的切除，而且会限制发电机提供的短路电流，从而大大降低变压器出现爆炸以及火灾的概率，实现对变压器故障所造成经济损失的控制。因此可以看出，发电机断路器的应用，不仅对其保护接线进行了简化，并且有选择地进行保护跳闸，对厂用电源切换的动作进行了避免，所以也避免了由于此问题而导致的锅炉以及汽轮机的热工误发信号的问题，便于在较短的时间内对故障进行修复而减少由于故障所造成的损失。 此外，对于目前我国采用一台半断路器接线方式或双母线接线方式的500kV发电厂来说，其高压断路器具有较高的额定电压以及较大的相间距离，所以采用分相操作机构，但是此种方式容易在单相重合闸过程中出现非全相运行的问题，这就会对发电机和主变造成较大的破坏。因此目前采用断路器中三相机械联动的设计来避免上述问题，以及对于上述问题采用GCB方案来减少主变高压侧断路器的开断次数和运行操作，对于提高系统稳定运行以及供电可靠性具有重要作用。 2.3简化同期操作，便于检修和调试 采用了高压断路器之后其运行中会由于受到电压作用且被污染的情况下而出现断路器外部绝缘介质闪络的问题，尤其是对于没有采用三相机械联动的断路器来说，会导致在同期操作中出现较大的不同期问题，而此问题就会导致不平衡负载问题的发生并导致出现比较严重的机械和热应力现象，最终会导致发电机的损坏。而采用断路器则可以在同期操作中通过降低电压等级来降低出现外部绝缘闪络的概率，而且通过在室内封闭金属壳内进行安装的方式来改善其运行环境，确保其绝缘安全裕度来保证同期操作的安全可靠。此外，采用断路器可以实现发电机与变压器之间的分割，而便于对其进行分组逐级测试，也就是为对其进行调试和维护以及发电机短路试验提供便利。 2.4避免失去厂用电源 在厂用电系统中采用GCB方案之后，如果系统与发电机之间出现故障并导致振荡问题的发生时就会导致发电机与电网之间出现电流波动问题，这就会导致转子绕组和表面过热，而此时就会触发解列保护动作而导致GCB跳闸，这就会使得发电机灭磁并保持在一定的转速状态而不会对厂用电造成影响。而在上述问题消除之后就会在最短的时间内恢复并网发电和运行，缩短由于系统振荡而耽误的停机时间。 2.5在核电厂重点应用 核电厂中的厂用电系统其主要作用就是确保核电厂的附属设备的正常运行，保证其在任何工况下都有稳定、安全可靠的电源。而核电厂的反应堆在正常的启动和停机的过程中，需要由厂外500kV经主变、高厂变向厂内供电。采用GCB方案时，可以在启停过程中将GCB设置在断开状态，并且将辅助变压器与220kV线路进行连接，而厂内10kV中压母线连接的断路器处于段断开状态。但是在500kV线路出现故障而导致超高压断路器延时断开时，在线路保护的作用则可能将故障进行消除，否则就会导致超高压断路器断开而GCB闭合，这就会使得发电机负荷很快降到常用负荷带厂用电运行，并且在线路故障消除之后重新向厂外供电。 3采用GCB方案的经济性分析 3.1投资经济分析 按照传统的断路器设计方案，需要在每2台发电机组就要 2台双绕组的启备变或一台双分裂绕组的启备变以及相应的高、中压配电装置的配置。并且还有可能要增加变电站的出现间隔以及线路等投资。但是采用GCB方案可以减少对启备变的使用数量，甚至是可以不用启备变，在电网结构可靠的前提下可以只采用一台小容量停机变来作为保安电源就可以满足要求。而且在系统运行中主变或者高压工作常长变