发电机出口断路器GCB介绍教育课件
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1000MW机组装设发电机出口断路器(GCB)技术分析1.发电厂装设GCB的优越性1.1 有效提高发变组保护可靠性及选择性1000MW机组500kV系统出线大多数为312主接线,由于线路要求断路器具备单相重合闸的功能,其操作执行机构不能用三相联动机构,只能采用分相操作机构,此操作机构在合闸或重合闸时都可能存在非同期合闸甚至非全相运行的情况,此时产生的负序电流在发电机转子感应出工频电流,由于发电机转子承受负序磁场的能力非常有限,容易损坏。
发电机出口断路器GCB在这方面具有很大的优势,执行机构为三相联动操作机构,三相同期性高,有效避免非同期合闸的发生,而且GCB比500kV开关具有更好的快速动作特性,能够更好的保障发电机组安全。
当主变压器或高厂变出现匝间短路或者相间短路时,其故障严重程度随着故障持续时间增加,变压器内部充满变压器油用于冷却和隔绝绕组,随着故障持续时间越长,油被电弧电解产生的气体越多,对变压器造成的损害越严重。
主变压器与发电机未配置GCB,当主变压器或高厂变出现故障时,发变组保护只能跳开主变高压侧两侧开关,并无法迅速隔离主变低压侧的电源,发电机在停机灭磁过程到完全停止运行需要几秒的时间,在此期间发电机仍对变压器供电,变压器内部压力继续上升,将导致故障更加严重,甚至造成变压器爆炸起火,威胁设备及人身安全。
当机组配置GCB后,变压器故障切除隔离时间迅速减少,GCB将在60ms内跳开,同时主变高压侧两侧开关跳开,能够迅速隔离故障变压器高低压两侧的电源,显著缩短了故障持续的时间,防止事故进一步恶化。
当发电机发生内部故障或由于汽轮机打闸及锅炉MFT导致发电机解列时,配置GCB的机组在事故处理上更为简化和高效,保护跳开GCB,主变压器可以保持运行,有效减少故障范围。
若500kV主接线处于合环状态,该故障不会导致系统解环,有效保障电网系统运行可靠性。
另外,装设GCB可以简化事故处理的操作流程,减少了厂用电切换的操作环节,有效避免厂用电切换失败等扩大事故范围的情况出现,机组安全可靠性更高。
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。