发电机断路器主要用于发电机出线端

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、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。

. .. .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。

装设发电机出口断路器优越性的分析引言发电机出口断路器是一种用于保护发电机和电力系统的重要设备。

它在发电机出口处安装，用于隔离发电机和电网之间的故障，以确保电力系统的安全运行。

本文将分析装设发电机出口断路器的优越性，从经济、安全和可靠性等方面进行论述。

1. 经济优越性装设发电机出口断路器带来的经济优势主要体现在以下几个方面：1.1 节约维护成本发电机出口断路器能够在发生故障时迅速隔离发电机和电网，避免故障蔓延和造成更大的损失。

相比于其他保护措施，如限流器和保险丝，断路器的维护成本较低。

断路器具有更长的使用寿命和较少的维修周期，减少了设备维护的频率和成本。

1.2 提高电网稳定性装备发电机出口断路器可以减少因故障而导致的电网中断时间，提高电网的可靠性和稳定性。

当发电机出现故障时，断路器可以快速切断故障电路，防止故障扩散到整个电网。

这样可以减少停电时间，降低负荷损失并提高客户满意度。

1.3 降低设备损坏风险在发电机和电网之间安装断路器可以降低设备损坏的风险。

当发生故障时，断路器能够快速切断故障电路，减少电力设备受到的冲击和损害。

这可以延长设备的寿命，减少更换和修理的费用，从而降低电力系统的运营成本。

2. 安全优越性装设发电机出口断路器带来的安全优势主要表现在以下几个方面：2.1 防止电弧故障发电机出口断路器能够有效防止电弧故障引发的火灾和爆炸。

当电流过载或发生短路时，断路器能迅速中断故障电路，切断电流。

这可以阻止电弧持续存在，并防止电弧引发的火灾和爆炸。

因此，装备发电机出口断路器可以提供更高的电气安全保障。

2.2 防止人身伤害发电机出口断路器可以防止电击事故，保护操作人员免受电流冲击而导致的伤害。

当存在电流故障时，断路器可以迅速切断电路，阻止电流通过人体，从而避免电击事故的发生。

这为操作人员提供了更高的工作安全性。

2.3 增强系统可靠性装备发电机出口断路器可以提高电力系统的可靠性。

断路器能够迅速切断故障电路，减少故障对整个系统的影响。

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。

4提高机组保护的选择性当发电机发生内部故障时，GCB迅速跳闸，使发电机与电网隔离，而不必连主变压器一并切除，停机厂用电源仍可由系统通过主变压器倒送，从而避免了厂用电源系统的事故切换，这样减轻了运行人员的压力，为迅速处理故障创造了条件。

发电机出口断路器的应用摘要：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。

1-1简述火电厂的分类，其电能生产过程及其特点答：火电厂的分类：1.按原动机分：凝汽式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂等。

2.按燃料分：燃煤发电厂（煤炭），燃油发电厂（石油提取汽油，煤油，柴油后的渣油），燃气发电厂（天然气，煤气），余热发电厂（工业余热）还有利用垃圾和工业废料的发电厂。

3.按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂（蒸汽压力 3.92MPa，温度450℃，电机功率小于25MW），高压发电厂（9.9MPa。

540℃，100MW），超高压发电厂（13.83MP a,540/540℃，200MW）,亚临界压力发电厂（16.77MPa,540/540℃，300~1000MW），超临界压力发电厂（大于22.11MPa,550/550℃，机组功率600MW,800MW及以上），超超临界压力发电厂（26.25MPa，600/600℃，机组功率1000MW及以上）4.按输出源分：凝汽式汽轮机发电厂（只能向外供应电能，效率较低，只有30％~40％），热电厂（同时向外供应电能和热能的电厂，效率较高，60％~70％）火电厂的电能生产过程：1.燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统。

2.锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，冲动机轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统。

3.由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，将机械能变为电能，称为电气系统。

（凝汽式火电厂电力生产过程）特点：1.火电厂布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。

2.火电厂的一次性建设投资少，单位容量的投资仅为同容量水电厂的一般左右，建造工期短，发电设备利用小时数较高。

3.火电厂耗煤量大。

4.火电厂动力设备繁多，发电组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多与水电厂，运行费用高。

5.燃煤发电机组由停机到开机并带满负荷需要几小时到十几小时，并附加耗用大量燃料。

6.火电厂担负调峰、调频或事故备用时，相应的事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高。

工业技术122 2015年35期发电机出口断路器的选用考虑李泉鑫山东诚信工程建设监理有限公司，山东济南 250100摘要：近年来，我国很多地方为了将电力紧张的局面迅速扭转，均在对超临界或超超临界的燃煤火力发电机组进行建设。

但是，发电机组先后发生过几次重大破损事故，引起国内外人士极大的关注，发电厂电气工程设计中不同意见的问题就是火电机组发电机出口断路器的选择。

为取得较高的经济性和可靠性，都希望装设发电机出口断路器( GCB) ，所以，正确的选择发电机出口断路器具有重要意义。

关键词：出口断路器；发电机中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)35-0122-02发电机出口断路器广泛应用于各类发电厂，如燃气轮机电厂、联合循环电厂、热电厂、水电厂以及抽水蓄能电厂等，在此我们仅讨论火电厂的应用。

发电机出口断路器的综合运行性能会直接给火电厂内其他设备的整体运行质量造成影响。

尽管发电机出口断路器在机械特点、绝缘性能以及综合电气性能等方面基本和常规式断路器一样。

但相比之下，出口断路器拥有更为严格的参数要求，考虑到发电机电感值比系统规范值大，故断路器应该具备瞬间承受巨大直流分量以及衰减时间常数的能力。

1 出口断路器优势分析在技术上加装发电机出口断路器可提高机组的安全运行可靠性，具有以下几点。

1.1 保证其安全性提高发电机和变压器保护水平，缩小故障范围。

当出现发电机内部故障时，发电机出口因加装了出口断路器，可以快速将发电机从系统中切除，而厂用分支电源因发电机的安全切除而不受任何影响，进而保证机组的安全停机。

1.2 保证系统故障时厂用电源的稳定性按常规方式，在系统发生振荡时，厂用电系统事故切换很难成功，厂用电源容易失去，事后处理比较困难。

如采用出口断路器方案，出口断路器跳闸，发电机灭磁，维持转速，厂用电不受影响，避免因系统振荡引起的长时间停机事故，缩短因系统故障的事故处理时间和简化处理程序。

发电机断路器的有关规定1)发电机断路器灭弧及绝缘介质可以选用SF。

、压缩空气或真空，也可以选用少油式。

2) 为减轻因发电机断路器三相不同期合、分而产生负序电流对发电机的影响，发电机断路器宜选用机械三相联动操动机构。

3)发电机断路器三相不同期合闸时间应不大于10ms，不同期分闸时间应不大于5ms。

4)发电机断路器可根据工程具体情况选用卧式或立式布置;安装位置不应存在有害烟雾、水蒸气、盐雾及细菌生长;为减轻发电机断路器异常热应力对断路器套管、基础及母线的影响，宜在断路器与母线连接处增加软连接装置。

5)在不同的环境和负荷条件下，发电机断路器应能承载发电机最大连续容量时的持续电流，且各部位温度极限不超过规定值。

对装有强制冷却装置断路器，当断路器强制冷系统故障时必须考虑发电机减出力，并校核负荷电流降低速率，允许电流值和允许时间。

6)在校核发电机断路器开断能力时，应分别校核系统源和发电源在主弧触头分离时对称短路电流值、非对称短路电流值及非对称短路电流的直流分量值;在校核系统源对称短路电流时应考虑厂用高压电动机的影响。

对发电机断路器而言，系统直流分量衰减时间常数τ可能大于60ms，因此选择发电机出口断路器时必须校验断路器的直流分断能力。

7)发电机断路器应具有失步开断能力，其额定失步开断电流应为额定短路开断电流的25%或50%;应校核各种失步状态下的电流值，必要时应采取适当的措施(如装设电流闭锁装置)以保证发电机断路器开断时的电流不超过额定失步开断电流;全反相条件下的开断可以不作为发电机断路器的失步开断校核条件。

8)发电机断路器开断短路电流、负荷电流及失步电流时，暂态恢复电压应满足相应标准规定，首相开断系数和幅值系数可取1.5。

9)如发电机断路器在某些情况下兼起隔离开关的作用，则应设置观察窗，以便监视断口的状态。

大容量发电机断路器应具有内部空气温度的监测装置，反映断路器分、合闸位置是否正常的监测装置。

发电机断路器的主要作用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。

1简化厂用电切换/操作程序目前，我国的300MW及以下机组和部分600MW机组火力发电厂中，均设有专用的启动/备用变压器，无论是机组的正常启动、停机，还是因厂用工作变压器故障、检修，都需要进行厂用电源切换。

在发电机正常起动时，首先通过启动/备用变压器获得启动电源，当发电机建立正常电压并带一定负荷后，在通过厂用电切换装置切换到厂用工作变压器供电；发电机的停机过程与之相反。

因此，在不设发电机断路器的发电厂，其正常启、停机组不可避免的要进行厂用工作变压器与启动/备用变压器之间的关联切换。

由于厂用工作变压器与启动/备用变压器的电源取自不同的系统，两台变压器的阻抗值也不相同，这就造成了两台变压器低压侧母线之间存在初始相位差。

由于初始相位差的存在，使得在正常并联切换时，两台变压器之间将产生较大的环流。

严重情况下环流可达数千安培，如此之大的环流，即使在并联切换时间内对变压器不造成损害，也会对变压器的寿命产生累积影响。

这对变压器的安全运行构成了很大的威胁。

发电厂厂用电的事故切换过程中，也存在着与正常厂用电切换过程中厂用工作母线电压与启动/备用母线电压之间的相位差。

相位差过大，则难以保证事故切换的成功，而且会对设备造成直接危害。

例如，在事故快切过程中，如果允许相位差整定过大(超过40°)，则对高压电动机的暂态冲击电流可达额定值的18倍，极有可能引起高压电动机的损坏，这是安全运行所不允许的，即使将相位差整定到允许的范围内，由于频繁的厂用电源切换所造成的过电压、过电流、过负荷仍会对设备的使用寿命和安全运行带来不利的影响。

因此，减少避免厂用电源切换将提高发电厂运行的安全可靠性。

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。