发电机出口断路器应用好处

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。

发电机出口断路器在300MW级火力发电厂中的应用摘要：本文详细介绍了发电机出口断路器（以下简称gcb）的特点，并分析了其在实际工程中应用的意义。

在大唐清苑2×300mw热电厂（目前已发电）的前期工作中通过技术经济的详细比较，采用了设置gcb的主接线方案，实现了简化主接线方式和简化电厂运行操作的目的。

关键词：发电机出口断路器；gcb；保护中图分类号：tm561 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）16-0034-030 引言如何简化电厂的运行操作，提高机组的可利用率以及提高系统安全性和稳定性是近年来随着我国发电厂向大机组方向发展产生的重要课题。

采用gcb是尝试解决此类问题的途径之一。

目前国内制造商无能力生产与600mw等级大容量机组配套的gcb，国外也仅有abb、alsthom等几家知名大公司有能力生产。

随着电力设备制造技术的发展，现在国内外电厂使用的sf6气体为灭弧介质的gcb，结构更紧凑，故障率更低，还可以集成ct、pt、接地开关等设备，成为多功能组合电器。

如图1所示。

关于300mw及以下的单元制连接的火电机组是否可以采用gcb方案的问题，在1999年10月上海召开的专题研讨会上经过一番激烈的争论后，规定有所松动，建议“300mw及以下，主变压器高压侧电压为220kv以下（三绕组变压器例外）的火电机组原则上不采用gcb设计方案，但如果投资方有资金，通过技术、经济比较后认为有必要，也可以采用gcb方案。

”但以上内容没有正式列入“大火规”[1]。

随着gcb制造质量的提高，技术的进步和价格的不断降低，如何合理地提高系统的安全稳定性越来越得到重视。

下面对300mw发电机出口设置断路器并取消起备变的可行性进行研究分析。

1 装设gcb的技术分析1.1 gcb对系统的作用在我国，300mw级发电机组通常采用发变组单元接线方式。

该接线方式中，主变高压侧断路器的可靠运行是发电机、变压器及系统能稳定运行的重要前提条件。

发电机出口断路器在化工企业自备电厂中的应用【摘要】论述了烯烃公司自备电厂通过技术改造，在3#发电机组出口安装发电机断路器，解决了因机组检修或故障而造成的启备变过负荷问题，确保了厂用电可靠性和稳定性，有效的保证了化工区的顺利运行。

【关键词】发电机断路器；自备电厂；以汽定电；过负荷；应用1 电气主接线及运行方式概况本工程安装有2×60MW+2×30MW抽凝式汽轮发电供热机组，6台460t/h锅炉，4台机组动力蒸汽通过6台锅炉以母管形式供给，同时6台锅炉还为化工区提供工业蒸汽，“以汽定电”是本工程与电厂最根本的区别。

电气系统主接线属于典型的单元制接线（如图1），即一台发电机与一台主变压器组成的发电系统，在发电机与主变之间分支引出接厂用限流电抗器（发电机出口电压 6.3kV），再用分相母线将发电机与主变及厂用限流电抗器连成一个整体。

发电机与主变及电抗器之间没有断路器，在主变高压侧装设一组断路器，作为发电机启动并网和停机断开点。

为了满足机组启动和停机时的厂用供电要求，装设一台容量为20MW的35kV/6.3kV启备变，通过35kV内网降压为机炉启动提供电源，在我厂启备变还兼做了发变组检修或故障情况下锅炉运行的应急电源。

2 改造的必要性系统设计并不存在问题，但动力站在整个化工工艺系统中属于蒸汽平衡的源头，四台发电机组属于余汽发电，“以汽定电”是本工程与电厂最根本的区别。

发电机组随时会因为平衡全厂蒸汽、设备故障、检修等需要而停机。

当发电机停机时，启备变设计容量无法满足三台锅炉正常运行的电力需求，整套系统受限于启备变容量，致使在平衡工艺蒸汽及事故状态下的供电系统调整变得异常困难。

3 改造方案的实施在现有接线基础上，通过在发电机出口加装断路器（下称GCB），用于隔离发电机与主变之间的直接连接，发电机启动并网或停机时，用GCB接入电网或者从电网断开。

GCB与主变之间接引厂用限流电抗器，通过主变反充电为厂用锅炉系统供电，加装GCB后，主变与35kV母线之间的断路器长期处于合闸状态，主变正常持续带电运行，同时该断路器作为主变检修或保护动作时与电网的断开点。

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。

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。

浅析发电机出口开关的结构与应用摘要:我国的发电厂在发电机和变压器之间大多数没有安装机组出口开关。

近年来,随着机组出口开关技术的进步,机组出口开关体积减小,噪音减小,同时额定电流和断路电流增大,机组出口开关的机械使用寿命得到了延长,结构和保护功能得到了进一步的改善,可靠性得到了极大的改善,但成本也随之下降,安装输出机组出口开关的优点得到了充分的体现。

欧美等发达国家在各种大型发电厂的设计中，都会考虑使用 GCB技术，各公司都争先恐后地研发创新技术，使得生产与应用技术发展得很快，运行稳定、安全。

近年来,国内、外发电机机组出口开关的开发与应用非常迅速,各大电厂在经济状况允许的情况下,均开始考虑采用 GCB技术,以提高机组及厂用电的可靠性。

尽管在发电机出口处安装了断路器，可以增加机组的安全可靠度，但是由于电站的投资效益，目前国内大多数的机组都不太使用这种方法。

这主要是由于我国发电机出口断路器的国产化能力比较弱，国内 GCB的生产能力和技术都比较落后，为了确保机组的安全、可靠，多数投资商都会从国外引进设备，加大投入，从而大大提高了电站的投资。

关键词:机组出口开关(GCB)、结构、性能、应用电力在当今社会中的作用日益突出。

它的应用范围也比较大，所以在工业、农业、交通、交通等领域越来越受到重视，新兴产业的发展也离不开电力。

所以，现在的社会，电力系统的作用就像人类生活中的心脏那样，起着同样重要的作用。

电力系统的可靠性是影响电网运行的一个重要因素，提高电网的供电可靠性是改善电网运行的一个重要方面。

此外，增加可靠性还能带来潜在的经济利益。

目前，在电力工程设计中，关于发电机出口开关的设置一直存在着较大的争论，关于应不应该设置出口开关，各方观点不一。

然而，近年来，随着电站技术与经济性的对比，除规范要求安装 GCB的要求之外，越来越多的电厂开始考虑安装 GCB。

由于投资商对电站的可靠性和投资理念的改变，经过严格的技术和经济对比，该方案在电站的设计中得到了广泛的应用。

煤气发电机组发电出口断路器的应用探讨断路器是目前发电机系统中比较常见的保护装置，可在系统发生短路等故障问题时自动断路保护，以确保发电机运行的安全性。

本文主要介绍了发电机出口断路器（GCB）的主要作用，对其在保护运行中的基本原理和应用进行了探讨。

标签：发电出口；断路器；应用探讨过去很多发电厂为了降低成本和简化线路，在发电机与变压器之间均不装设断路器。

随着近年来断路器技术水平的不断提高和价格的降低，越来越多的企业开始在发电出口加装断路器，以此来保障设备的平稳运行。

断路器的应用可有效提高发电机组运行的稳定性和设备的可用率，并且有助于简化系统操作和方便设备的启停检修，为企业带来了良好的经济效益。

1 发电出口装设断路器的优缺点分析1.1 装设断路器的优点一是减少高压备用变压器数量，在发电机启停时无需启动变压器，只需设置容量较小的备用变，因此电气系统接线和布局更为简洁，并可节省高压备用变压器在备用状态下的空载电能损耗，有利于减少能源浪费，降低运行费用，对于推动企业的节能减排具有积极的作用。

二是提高厂用电系统运行的可靠性，发电机正常启动时，只需操作发电机出口断路器即可完成厂用电的主变倒送，避免了机组正常启动时启动电源与厂用电源的切换，避免了因切换而造成的失电等故障问题。

三是确保发电机故障时机炉系统的可靠停机，断路器在发电机、汽轮机、锅炉等发生故障时可自动跳闸保护，使发电机与电网相隔离，而不必连主变一并切除，避免了各种切换事故的发生，实现了机炉系统故障时的可靠停机。

四是防止机组故障范围的扩大，当变压器发生故障时，断路器可迅速切断发电机侧故障电流，避免了故障情况下发电机继续向变压器供电，从而减小了变压器损害的程度。

1.2 装设断路器的缺点从理论上讲，在发电出口装设断路器后，由于在串联回路中增加了开关元件，因此会使主回路的可靠性有所降低，当断路器发生故障时将影响整个机组的正常运行。

由于断路器体积较大，因而会使占地面积增加并使封闭母线长度变长；另一方面，出口短路器价格昂貴，相应的配件专用性很强，这对企业成本支出和后期的检修维护也会带来一定的影响。

发电机出口断路器的系统设计和应用作者：周利来源：《中国高新技术企业》2014年第07期摘要：随着节能降耗工作的不断开展，钢铁企业生产过程中副产煤气资源和低温余热等的综合利用来发电成为必然。

文章发从实际设计和应用出发，总结了发电机出口断路器在从重钢新区自发电系统中得应用和好处，为类似自备电厂提供设计参考。

关键词：发电机短路；出口断路器；发电机系统设计中图分类号：TU990 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0024-02重钢环保搬迁后，将实现钢产850万吨左右。

在当前电力供应紧张的形势下，随着节能降耗工作的不断深入开展，钢铁企业生产过程中副产煤气资源和低温余热等的综合利用来发电成为必然。

重钢长寿新区总的发电机组容量将达约480MW。

发电机组容量一般在12～28.5MW 内（个别搬迁的发电机组容量为50MW），发电机组的台数约20台，就近分散安装在各并网点。

发电机数量众多，将带来短路电流大、直流分量持续时间长等不利于供电系统稳定的因素。

下面以重钢长寿新区CCPP-CDQ项目CCPP区域的10kVⅡ段上的三菱燃机发电机组及其配套的汽轮机组为例进行分析和应用。

1 发电机短路的计算结果和特点1.1 发电机组的主要参数如下表1.2 系统接线示意图和短路电流计算电抗图CCPP区域发电机系统10kVⅡ段上的系统接线示意图见图1；电抗图见图2（括号内为系统最小运行时的系统阻抗。

1.3 发电机短路的计算结果d2点短路时，由于电抗器的限流作用，最大短路电流小于20kA。

本次主要计算d1点短时，系统和发电机提供的周期和非周期电流分量。

直流分量衰减时间常数经计算如下：3#发电机的直流分量衰减时间常数约297毫秒；4#发电机的直流分量衰减时间常数约208毫秒。

根据规范要求，直流分量衰减时间常数大于60毫秒就必须校验断路器直流分量的分断能力。

1.4 发电机短路的特点（1）直流分量衰减时间常数较大，直流分量衰减慢，短路电流有经数百毫秒也不通过零点的情况；（2）瞬态恢复电压上升速率大，交流电弧过零后复燃可能性大；（3）存在失步开断问题：失步状况是在断路器操作瞬间，由于发电机和电力系统之间失去同步或达不到同步而引起的一种不正常回路状况。

154电力技术0　引言 关于发电机出口是否装设发电机断路器，这涉及到电气主接线、起/备电源引接及厂用电源切换等，特别是随着机组容量的增大、厂内配电装置电压等级的提高和“厂网分开，竞价上网”的逐步推行，经常引起对这一问题的论证。

按[1]《大中型火力发电厂设计规程》GB50660-2011 第12.2.6条中规定“600MW级以上机组，根据工程具体情况，经技术经济论证合理时，在发电机与变压器之间可装设发电机断路器或负荷开关”由此可知，本工程2×660MW机组发电机出口是否装设断路器，应经过技术经济比较确定。

1　工程概况 锡林浩特胜利电厂项目，本期工程建设2×660MW超超临界、间接空冷燃煤发电机组，规划总容量为4×660MW超超临界空冷发电机组。

本期工程暂考虑以1000kV电压接入系统，根据本期规模以及兼顾终期规模，考虑本期2×660MW机组以1回1000kV线路接入胜利特高压站1000kV侧，线路长度约15km，考虑采用LGJ-500×8导线。

本工程起动/备用电源可由当地电网就近的博日特变电站110kV 母线引接。

结合电厂电气主接线的特点，从技术、经济两方面论述本工程发电机出口装设发电机断路器的优缺点，最终提出是否装设断路器的推荐意见。

2　装设发电机出口断路器的优缺点分析2.1　装设发电机断路器的优点[2] （1）厂用电切换操作方便、提高其供电可靠性。

发电机出口不装断路器，在机组的正常起/停机过程中，不可避免的要进行高压厂用工作变压器和起动/备用变压器电源之间的并联切换。

如果厂用工作变压器与起动/备用变压器的电源取自不同的系统，两台变压器低压侧母线之间存在初始相位差，当初始相位差大于20°时，在机组起动时，机组厂用电的起动/备用电源与正常工作电源切换比较困难，可能出现切换失败事故。

同时初始相位差过大，将对电气设备造成直接危害，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，如此大的环流，即使在并联切换时间内对变压器不造成随时故障，也会对变压器的寿命产生累积影响；初始相位差过大，也将对高压电动机产生很大的暂态冲击电流，极有可能引起高压电动机的损坏。

发电机出口断路器对运行的好处及其安装要点摘要：发电厂新建项目工程情况，通过技术和经济比较，发电机出口装设发电机断路器方案具有明显的技术优势，但需增加设备投资。

综合保护人身与设备安全至关重要性考虑，因此，建议大型火电机组装设发电机断路器。

关键词：发电机；出口断路器；安装随着我国电力系统朝着大电网、大机组及特高压的方向发展，装设发电机出口断路器因具有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好处而越来越受到关注。

一、设备简介某电厂一期工程选取的是ABB的HEC-7S型发电机出口断路器，其重要特征是简单、坚固及低重心的卧式布局，主要由SF6断路器、隔离开关、接地开关、避雷器、电容器、CT及PT等组成。

二、装设发电机出口断路器的优缺点分析1.装设发电机断路器的优点，①厂用电切换操作方便、提高其供电可靠性。

发电机出口不装断路器，在机组的正常起停机过程中，不可避免的要进行高压厂用工作变压器和起动备用变压器电源之间的并联切换。

如果厂用工作变压器与起动备用变压器的电源取自不同的系统，两台变压器低压侧母线之间存在初始相位差，当初始相位差大于20°时，在机组起动时，机组厂用电的起动备用电源与正常工作电源切换比较困难，可能出现切换失败事故。

同时初始相位差过大，将对电气设备造成直接危害，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，如此大的环流，即使在并联切换时间内对变压器不造成随时故障，也会对变压器的寿命产生累积影响；初始相位差过大，也将对高压电动机产生很大的暂态冲击电流，极有可能引起高压电动机的损坏。

②简化同期操作，可减小由于主变压器高压侧断路器非全相运行过大的负序电流对发电机转子的影响，装设发电机出口断路器可简化发电机同期操作，不受环境影响、避免非全相操作故障，提高供电可靠性。

③改善主变压器和高压厂用变压器保护，有利于快速切断发电机或变压器等设备发生的故障，减轻对发电机或主变压器的损害。