大容量发电机出口断路器在我国的制造和应用问题
大容量发电机出口断路器在我国的制造和应用问题
２０ ０ ６年 ３月
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大 容量 发 电机 出口断 路 器在 我 国的 制 造和 应 用 问题
陈 尚发
靠 性 ， 用 主 变 压 器 高 压 侧 ２台 ２ ０ ｋ 断 路 器 串 联 采 ２ Ｖ 后 接 入 母 线 ，２ Ｖ 的 高 压 工 作 厂 用 变 压 器 在 ２ 台 断 ２ ０ｋ
路器之 间支接 ， 以代 替 Ｇ Ｂ 方 案 。如 果 主 变 压 器 高 Ｃ 压 侧 配 电装 置 采 用 ３ ２接 线 ， 无 法 采 用 此 方 案 。 ／ 就
有我 国 自 知 识 产权 的 大容 量 发 电机 出 Ｉ断路 器 的必 要性 。 主 ： ／ 关键 词 ：电力 系统 ； 电机 ； 容量 发 电机 出 Ｉ断路 器 （ Ｃ ） 制 造 ； 用 发 大 ： ／ ＧＢ ； 应 中 图分 类号 ：Ｍ ６ Ｔ ５１
我 国 自２ ０世 纪 ８ ０年 代 开 始 ， 着 电 力 需 求 的 高 随 速 增 长 ， 型 火 力 发 电 机 组 的 容 量 由 １ ５Ｍｗ 迅 速 向 大 ２ ２ ０ ３ ０、Ｏ ０ 、０ ６ ０ Ｍｗ 级 及 以 上 发 展 ， 为 电 力 系 统 的 主 成 力 机 组 。 由 于历 史 原 因和 设 计 规 程 的制 约 ， 电 机 和 发 变 压 器 只能 以 发 电 机 一 压 器 组 的 单 元 制 接 线 方 式 运 变
１ 应 用 状 况
１ １ 在大 型火 电机 组 的应用 现状 ．
我国２ ０世 纪 ８ ０年 代 开 始 出 现 １ ５ Ｍｗ 的 火 电 机 ２ 组 ，９ ４年 ， 水 利 电 力 部 为 适 应 大 火 电 设 计 要 求 ， １８ 原 在
发电机出口断路器在300MW级火力发电厂中的应用
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300MW级火力发电厂中的应用
发电机出口断路器在300MW级火力发电厂中的应用摘要：如何简化电厂的运行，将机组利用率和系统的稳定性与安全性提高，是最近几年来基于我国电厂向大功率机组发展的一个主要内容，GCB的应用是将此类问题解决的一种方式。
当前国内厂家无法生产与600MW大容量机组相匹配的GCB，只有ABB、ALSTHOM等国外有名的大公司才能生产GCB。
鉴于不断发展的电力设备制造技术，不管国内还是国外的电厂使用的灭弧介质GCB中的气体为SF6，结构更加细致，发生故障的几率更低。
在此基础上，重点讨论了300MW火电厂发电机出口断路器的应用。
关键词：发电机出口断路器；300MW级火力发电厂；应用1、发电机出口断路器GCB的作用（1）简化机组启动、停止时的运行，使供电运行方式更加灵活。
当发电机正常启动或停止或发电机组拆卸发时的电机故障，不需要切换供电，可缩短发电机组的启动时间，降低误操作的概率，从而降低运营商的工作负载和创造条件，用于快速处理事故。
（2）机组正常停机或出现故障时，由主变压器倒送供电，不需开关机组电源，可降低对机组供电电机的触电和机械撞击。
（3）杜绝或降低高压断路器非全相运行对发电机造成的危害（4）测试调试方便。
在调试阶段，由于热保护误操作，主变压器高压侧断路器机组经常跳闸，导致供电系统频繁开关。
GCB不仅可以解决上述问题，还可以利用GCB的短路隔离开关，很方便的进行发电机的短路测试。
2、装设GCB的经济性分析当前，设置大容量机组启动（备用）电源的原则也在存在变化。
GCB价格接近时启动/备用变压器（以下简称开始变压器）和高、低压侧开关等其他设备时，它可能被认为是不设置专用变压器，而由主变通过高厂变提供起动电源的方案，把初投资降低至最低。
即使建立了储备变量，仍然考虑了GCB的投资。
在增加发电厂可用性的同时，也具备乐观的经济效益。
大唐清源2x300mw火电厂前期讨论的三种布线方案技术经济比较如下：2.1技术方案方案1：本方案为常规双母线连接，启动/备用变压器容量与高厂变压器相同。
发电机出口断路器的应用
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
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。
国内首台700MW水轮发电机出口断路器应用分析
电机与主变压器采用单元接线 ， 设置发 电机 出口断 路器 ， 开关站采用双母线 ４３ ／ 接线 。电厂按“ 无人值 班， 少人值守” 的原则设计 ， 在系统中担任调峰、 调频
的 Ｇ Ｂ 综合考虑各种技术、 Leabharlann ， 经济 因素后 ， 龙滩电厂
决定在发电机出 口 装设端士 Ａ Ｂ公司生产的 阳 Ｂ ８ 型断路器。形式为户内型 、 金属封闭、Ｆ 气体灭 ｓ６ 弧、 强迫风冷、 卧式、 三相机械联动操作。其主要技 术参数如下： 额定电压 ２ 额定 电流 ２ Ａ 首相 ４ Ｖ； ｋ ７ ； ｋ
Ａ ｓｒｃ： ｅ ｅｆｒ ｎ ｅ ｎ ｅｅ ｔ ｆ ｅ ｅａ ｒ ｉ ｕｔ ｒａ ｅ Ｇ Ｂ ｏ ０ ｂｔａｔ Ｔｈ ｒ ｍａ ｃ ｄｎ ｃ￣ｉ ｏ ｎ ｒｔ ｒ ｉＢ ｅｋｒ（ Ｃ ）ｆｒ ０ＭＷ ｙ ｒ－ｅｅａ ｒ ｐ ｏ ａ ｙ Ｇ ｏＣ ｃ ７ ｈ ｄｏｇｎ ｒｔ ｏ
如秦 山 、 大亚 湾 ； 电厂 如 葛洲 坝 、 滩 、 滩 ； 电 水 二 岩 火
厂如辽宁绥中 电厂、 广东沙角 Ｃ电厂、 天津 盘山电 厂等） 。三峡水电工程左岸 电站 由于受当时设备制 造条件、 工艺等方面的制约， 还没有生产出额定 电流 达 ２ Ａ的 ＧＣ 因而未 能装设 。 ８ｋ Ｂ， 由于近 年来设备 制造水 平 的不断 提高 ， 士 瑞
ｉ ａ ａｙ ｅ ｒｍ ｓ ｅ ｔ ｆ ｔｂｌ ｙｏ ｏ ｒｓ ｓｅ ，ｓ ｃ ｒ ｙａ ｄｒ ｌ ｂｌ ｙｏ ｅ ｅａｏ ，ｍａｎｔａ ｓｏ ｍｅ ｎ ｓ ｎ ｌｚ ｄｆｏ ａｐ ｃｓｏ ａ ｉｔ ｆ ｗｅ ｙ ｔｍ ｓ ｉ ｐ ｅ ｕ ｉ ｎ ｅｉ ｉｔ ｆ ｎ ｒｔｒ ｔ ａ ｉ ｇ ｉ ｒ ｆｒ ｒａ ｄ ｎ ａ ｘｌ ｒ ｏ ｒｂ ｓｄｏ ｈ ｉ ｌｃｒ ｏ ｎ ｃｉｎ ｏ ｏ ｇ ａ ｙ ｒｐ ｗｅ ｌ ｔ ｕ ｉａ ｙｐ ｗｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅｍａｎ ｅｅｔｉ ｃｎ ｅ ｔ ｆＬ ｎ ｔ ｈ ｄ ｏ ｏ ｒｐａ ．Ｔｈ ａｙ ｉ ｒｓ ｌ ｈ ｗ ｉ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ａ ｌｓ ｅ ｕｔ ｓ ｏ ｎ ｓ ｓ ｔ ａ ｈ ｓａｌ ｉｎ ｏ ｈ ｔｔ ｅｉ ｔｌ ｔ ｆ ｎ ａｏ ＧＣＢ ｉ ｒ ｖ ｓｔ ｅｒｌ ｂｌ ｙｏ ｙ ｒｐ ｗｅ ｌ ｔｓ ｓｅ ，ｗｈｃ ａ ｏ ｎｙｂ ｅ ｆ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｅｉ ｉｔ ｆｈ ｄｏ ｏ ｒｐａ ｙ ｔｍ ａ ｉ ｎ ｉｈ ｃｎ ｎ ｔｏ ｌ ｅｈ ｌ ｕ ｐ ｏ ｐ ｒｔ ｆｒｏ ｅ ａｉｎ，ｄ ｂ ｇ ｉｇａ ｄ ｍａｎ ｅ ａ ｃ ｆｔ ｅｐａ ｔｂ ｔａｓ ｒｎ ｃ ｎ ｍ ｉ ｂ ｎ ｆ ． ｏ ｅ ｕ ｇｎ ｎ ｉｔｎ ｎ ｅｏ ｈ ｌｎ ｕ ｌ ｂ ｉｇ ｅｏ ｏ ｃ ｅ ｅｉ ｏ ｔ Ｋｅ ｒ ｓ Ｉｎ ｔ ｙ ｒ ｐ ｗｅ ｌｎ ；７ ０ ｙ ｗｏ ｄ ： ｇａ ｈ ｄ ｏ ｏ ｒｐａ ｔ ０ ＭＷ ｙ ｒ－ ｅ ｅａｏ ｅ ；ｇ ｎ ｒｔ ｒｃｒｕｔｂ ｅ ｋ ｒ ｏ ｎ ｈ ｄ ｏｇ ｎ ｒｔｒｓｔ ｅ ｅａｏ ｉ ｉ ｒａ ｅ ｃ
大容量发电机出口断路器在我国的制造和应用问题
大容量发电机出口断路器在我国的制造和应用问题大容量发电机出口断路器在我国的制造和应用问题摘要：大容量发电机出口是否要装断路器（GCB）在我国过去和现在都存在较大争议，如何正确应用，不同类型的机组有不同的要求。
现在很多地方均在建设超临界或超超临界的大型燃煤火力发电机组，以便迅速扭转电力紧张局面。
为取得较高的可靠性和经济性，都希望装设发电机出口断路器（GCB），从而使发电机出口断路器的供需矛盾扩大。
文章介绍了我国大容量发电机出口断路器的应用状况及生产情况，同时对国外GCB制造技术的现状进行了介绍。
指出了研发具有我国自主知识产权的大容量发电机出口断路器的必要性。
关键词：电力系统；发电机；大容量发电机出口断路器（GCB）；制造；应用我国自20世纪80年代开始，随着电力需求的高速增长，大型火力发电机组的容量由125MW迅速向200、300、600MW级及以上发展，成为电力系统的主力机组。
由于历史原因和设计规程的制约，发电机和变压器只能以发电机-变压器组的单元制接线方式运行，这给正常的运行操作带来诸多不便，特别是事故时的厂用电快速切换存在较大风险，极有可能因切换失败而使厂用电中断，厂用电的可靠性较低。
所以，在发电机的出口加装断路器（GCB），不论是从安全技术层面还是从经济运行层面来讲都很有必要。
1 应用状况1.1 在大型火电机组的应用现状我国20世纪80年代开始出现125 MW的火电机组，1984年，原水利电力部为适应大火电设计要求，在1979年颁布的《火力发电厂设计技术规程》（SDJ1—1979）基础上进行了修订，修订后的编号为SDJ1—1984，并明确规定：汽轮发电机组容量为12～25 MW时，火电厂设计暂时按SDJ 1—1979执行；容量为50～600 MW时，火电厂设计按SDJ 1—1984执行。
所以，1984后修订的DL 5000—1994、DL 5000—1998和DL 5000—2000等《火力发电厂设计技术规程》，都简称为“大火规”。
浅析发电机出口开关的结构与应用
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。
发电机出口断路器的应用
断提高 ． 发 电机断路器体 积越来 越小 ， 噪声减 低 ． 而额
定 电流 和 开 断 电 流却 越 来 越 大 ． 并 且 发 电 机 断 路 器 的
机械寿命也在延 长 ． 发电机断路器 的配 置和保护性能 更趋完善 ． 可靠性 也大大提高 ． 价格却在不 断降低 ， 装
１发 电机 断路 器 的主 要 作 用
（ １ ） 简 化 厂 用 电切 换／ 操 作 程序
目前 ． 我 国的 ３ ０ ０ ＭＷ 及 以下 机 组 和部 分 ６ ０ ０ ＭＷ
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ｒ 超 过 ４ ０ 。 １ 。 则 对 高 压 电 动 机 的暂 态 冲 击 电 流 可 达 额 定 值 的 １ ８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 ．
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｅ ｒ（ ＧＣ Ｂ ） ｉ ｓ ｉ ｎ ｒ ｔ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｉ ｆ ｙ ｉ ｎ ｇ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ
频 繁 的厂 用 电 源 切 换 所 造 成 的 过 电压 、 过 电流 、 过 负
机 组 火 力 发 电 厂 中 ．均 设 有 专 用 的启 动 ／ 备用变压器 ，
浅析发电机出口增加断路器的利与弊
水 电工程
弊
赵 贤 孟繁 华
（ 黄河上游水 电开发有限责任公 司李家峡发 电分公 司 青海黄 南 ８ １ １ ９ ９ ９ ）
９ ９ ７年 ２月 份 首 台 机 组 发 电 ， 当 时 ＡＢ Ｂ 公 司 的初 步 报 价 ２ ０ ０ 【 摘要 】大容量发 电机 出 口 是 否采用 出口断路 器，需要根 １ 据各 电厂 （ 电站 ）实际状 况进行论证 ，从 安全 、操作 、经济 、 万 美元 ／ 台，按 当时价格 为 １ ６ ０ ０万 人 民 币 。 目前 配 ６ ０ ０ Ｍｗ Ｂ， ＡＢ Ｂ公司 的初 步报价 ，价 格为 １ ０ ０万美 元 ／ 可靠性等几个方面进行 综合对 比，实现设备运行可 靠， ４ ｑ － ４ ￣ 发 电机 的 ＧＣ 台 。因 此 发 电机 出 口是 否 采 用 Ｇ Ｃ Ｂ，需 要 充 分 的经 济 论 证 后 ， 作 简单， 电站投 资较省 的 目的。 再做决定是否安装 Ｇ Ｃ Ｂ。 【 关键词 】 发 电机 ；断路器；利与弊 发 电机 出 口增 加 ＧＣ Ｂ ，需要 单 独 为 发 电机 设 置 纵差 保 护 ， 自１ ９ ６ ９年世界第一 台发 电机 断路 器诞生 以来，大容量发 增 加 了保 护 的 复 杂 性 。 电机 出 口断 路 器 （ Ｇ Ｃ Ｂ） 使 用 越 来 越 普 及 ， 但 由于 早 期 大 容 经 常 调 峰 、年 利 用 小 时 数 偏 低 的 电站会 引起 不 必要 的 卡变 量发 电机 出口断路器价格 昂贵 ，开断能力，运 行中产生 的噪音 损 耗 。 等问题 ，我 国在 ７ ０ 、８ Ｏ年代对 Ｇ Ｃ Ｂ使用有 了很多 限制。随着 对 于 调 峰 电站 来 说 ，只 要 发 电机 停 机 解 列 ，主 变 就 会 “ 倒 Ｓ Ｆ ６使 用 ，Ｇ Ｃ Ｂ 开 断 能 力 大 ， 噪 声 小 的 特 点 ， 以及 价 格 的 不 挂 ” 系统 运 行 ，造 成 电能损 耗 增 加 ，对 于 年 利 用 小 时 数 偏 少 的 断走 低，上世纪 ９ ０年代 ，我 国新建 电站开始使用 ＧＣ Ｂ。本文 电站，这种损耗就会 比较明显。 从Ｇ Ｃ Ｂ使用现状 、Ｇ Ｃ Ｂ的使用优 点及不利因素进行 阐述 ，望 以李家峡 电站为例 ：设计 年利用小 时数 ３ ６ ４ ４小 时 （ 一 期 在新建 电站使用能给予一定借鉴 。 ４台机 ），电站主变 空载损耗 电量计算如下： 使 用 现 状 单 台 主变 空载 损 耗 电量 计 算 ： 随着 电力科技 的发展 ，制造水平 的提高，大容量发 电机 出 单 台变 压 器 空 载 运 行 小 时 时 间 × 变 压器 空载 损 耗 口断 路器 （ Ｇ Ｃ Ｂ）在 世 界 各 国得 到 了 广泛 应 用 。据 国际 大 电 网 单台变压器空载小时时 间 ＝ ３ ６ ５ ×２ ４ 发 电 设备 平 均 利 用 小 会议 （ Ｃ Ｉ ＧＲ Ｅ）统计 ， 目前 全世界 有超过 ５ ０ 的核 电厂与超 时数 ） 过１ ０ ％的火 电厂采用 了 Ｇ Ｃ Ｂ。据不完全 统计 ，从 １ ９ ９ ５ 年开始 ， 李家 峡单 台 Ｓ Ｓ Ｐ ７ ． ４ ５ ０ ０ ０ ０ ／ ３ ３ ０主变 空载 损 耗 为 ： １ ７ ２ ． ８ ｋ Ｗ 机组多年平均检修小时：５ ３天 国内新建 的核 电站 、水 电站 以及 新近建设 的火力发 电厂也都装 设了Ｇ Ｃ Ｂ。 核 电站 如 秦 山、 大 亚 湾 等 ； 水 电站 如 四川 二滩 、 单台主变空载损耗 电能 ＝ （ ３ ６ ５ ×２ ４ 发 电设备 平均 利朋小 广西 岩滩 、黄河小浪底 、广东从化、青海李家峡 、公伯峡、积 时数 一 机组多年平均检修小时 ）×１ ７ ２ ． ８（ ｋ ｗｈ ） 石峡、 拉西瓦等；火 电厂如广东沙角 Ｃ电厂、 河南沁北 （ 在建 ） 、 电站主变空载损耗 电量 ＝ （ ３ ６ ５ Ｘ２ ４ 发 电设备 平均利用小 湖南黄 冈 （ 在建 ）等 。 时数 一 机组多年平均检修小时 ）Ｘ １ ７ ２ ． ８ ×４ 二、发电机出口增加 ＧＣＢ的优点 ＝ （ ８ ７ ６ ０ — ３ ６ ４ ４ — ５ ３ Ｘ２ ４ ） Ｘ １ ７ ２ ． ８ Ｘ４ （ 一 ）厂用电方式更加灵活 ＝ ２ ６ ５ ６ ９ ７ ２ ． ８（ ｗ ｈ ｋ ） 通常各发 电厂及发电站 厂用 电均取 自主变低压侧 ，由于发 ≈２ ６ ５ ． ７ ０（ 万 ｋ ｗｈ ） 电机与 变压器之 间增设 了 Ｇ Ｃ Ｂ，这样发 电机在停机 时，不需 按上 网电价０ ． ２ １ ８ 元／ ｋ ｗｈ ， 每年主变空载损耗达 ５ ７ ． ９ ２ 万 元。 要将主变停运 ，厂用 电仍能从主变系统倒送 的方式进行供 电， 如果设计 时考虑 电厂 ３ ３ ０ ｋ Ｖ Ｇ Ｉ Ｓ母线 长期不停 电的特点 ， 不需要指定某台机变单元作为厂用供 电机 组。龙羊峡 电站 由于 厂 用 变 压 器 直 接 利 用 ３ ３ ０ ｋ Ｖ断路器 分别接入 ３ ３ ０ ｋ Ｖ ＧＩ Ｓ Ｉ、 发 电早 ，发 变组之 间没有 Ｇ Ｃ Ｂ，因此发 电机运 行当 中要考 虑 Ｉ Ｉ 母来带厂用 ，一来可 以避免启停机 不用倒厂用 。二来 ，机组 厂用电供 电，定期进行厂用 电供 电机 组切换 。 出 口可 以不设 断路器 ，以节省投资，按李 家峡 目前 ４台机组 ， （ 二 ）减少运行操作量 可 以省出 ４台进 口 ＡＢ Ｂ发 电机出 口断路器 。 由于停机不要需要考虑 厂用 电供 电方式 ，大大减少 了运 行 随着全国 电网的不断建 设，大 电网之 间直流背靠背工程越 的操作量。 来越多，但是近几年西北 电网大型变压器操作，因系统二次谐 （ 三 ）提 高保护 的动作选择性和故障分辨 能力 波分量 （ 主要 是 直 流 分 量 ）过 大 曾造 成 柴 达 木 一 拉 萨 直 流 闭锁 。 由于发 电机 出口增加 了 ＧＣ Ｂ，用 Ｇ Ｃ Ｂ将 发电机 与主变进 因此网上对大型变压器操作越来越谨慎，主变 需去磁后才能进 行联系，缩小继电保护分区 ，使发变组保护更加具有选择性和 行全 电压充电， 目前水 电厂通常采用主变随发 电机 …起升压至 故障分辨能力，提高 了系统运行的可靠性 。 额定 ，用主变 高压侧 断路器并 网，此时发 电机出 口断路器已失 （ 四）提高了系统的安全性和稳定性 去并 网作用 。而机变采用死连接方式 ，机组开机并网就是主变 发 电机 ＧＣ Ｂ采用三相联动设计 ， 不存在非全相运行现象 ， 随发 电机升压至额定，用 主变 高压侧断路器并 网，就能避免丰 从而保护了发电机和提 高了系统的稳定性。 变 全 电压 充 电时 ， 引起 的激 磁 涌 流 问题 。 三 、发 电机 出 口增 加 ＧＣ Ｂ的 不 利 因 素 因 此 ， 发 电机 出 口是 否 装 设 ＧＣ Ｂ，需 要 充 分 的 论 证 币 ｌ 】 由于 发 电 机 出 口 电压 较 低 ， 一 般 在 １ ０ ｋ Ｖ～ ２ ０ ｋ Ｖ之 间， 济性 比较 ， 实现 电站安全 、效益最大化 。盲 目照搬 ，不 讲究成 但 是 电流 很大 ，就拿李 家峡 电站 ４ ０ ０ ＭＷ 机 组， 出口电压 １ ８ 本核算是不可取的。 此 外电站厂用 电设计上 ， 也不能干篇 律 ， ｋ Ｖ， 其额定电流就达 １ ４ ２ ５ ６ Ａ，由于发变组之间采用 Ｇ Ｃ Ｂ联系 ， 绕不开厂用非得从主变低压侧取 的设计 ， 往往导致问题 复杂化 ， 就存在 Ｇ Ｃ Ｂ断路器 、隔离开关接触 电阻，因此就 会产生发热 投 资额 升 高 。 和 冷 却 的 问题 。李 家 峡 电站 发 电机 出 口断 路 器 采 用 强迫 风 冷 系 统 ，Ｇ Ｃ Ｂ允许负荷 电流在 １ ２ ５ ０ ０ Ａ及 以下可连续运行，当并网 参考 文献 ： 机 组定 子 电流达 到 １ １ ． ０ ８ ８ Ｋ Ａ（ 负 荷约 ３ ２ ０ Ｍ Ｗ）以 上 时 ， 投 入 … 吴 志 成 ，程 朝 晖 ： 《 发 电机 断 路 器 在 大 型 机 组 中 应 用 风机进 行强迫冷却 （ 冷却风机 电机 功率 ４ ｋ Ｗ ×２ ）。当负荷 电 探 讨 》， 《 电力设计 电气专业技 术信 息网》，２ ０ ０ １ 年 流 降至 ８ ． ４ ９ ６ Ｋ Ａ（ 负荷约 ２ ８ ０ ＭＷ） 时 ，切 除风 机运行 ，强迫 风 《 水利 电力部 西北设 计院 ． 电力工程 电气设计手册 》， 冷 系统冷却容量 为 １ ５ ． ５ ｋ Ｗ，对 于长期运行 的水 电站来 说会 增 中 国电 力 出版 社 ，１ ９ ９ ９ 年 加 部分 有 功 损 耗 和 部 分 电 量 损 失 。 ｆ ３ １《 黄 河李家峡水 电站主要 设备技 术手册 》，２ ０ ０ ３ 年 大 容 量 发 电 机 出 口断路 器 （ Ｇ Ｃ Ｂ）价 格 比较 昂贵 ，李 家 峡
发电机出口断路器(GCB)应用的探讨
运行与维护122丨电力系统装备 2019.7Operation And Maintenance2019年第7期2019 No.7电力系统装备Electric Power System Equipment1 前言在我国当下的城市建设中，水电站、电厂等基础设施的建设对于人们日常工作和生活的舒适度提升扮演着重要的角色。
在社会市政基础工程的应用中，电力工程的发展除了单一的供电功能，还需要在不同的应用过程中将相关的防洪防灾、农业灌溉、水产养殖等行业承担着重要的作用。
但是，由于发电机结构的复杂性和管理的难度，在相关行业进行建设的工程中都会遇到如何提高发电机组利用率以及安全性的现实问题。
而出口断路器作为常见的构成元件，在技术发展的过程中被高度重视。
因此，研究发电机出口断路器的性能并进行综合性的提升是有助于其能更好地应用在相关行业中的重中之重。
2 研究发电机出口断路器（GCB ）应用的意义在我国电力事业的发展过程中，越来越多的发电机组在实际运行的过程中也扮演着重要的角色，但是其实际的应用情况是怎样的还很值得考究。
现阶段，对有关于发电机组出口是否能够安装、或者是否适宜安装断路器（GCB ）的研究较为浅薄，仅仅只是参考和依据着《火力发电厂设计技术规程》中一星半点的条例来进行[1]。
总体上来说，对于发电机出口断路器（GCB ）的研究意义不够丰富，而且相应的应用范围和应用环境描述也不是很明确。
在《火力发电厂设计技术规程》第2000年出版的文件中明确表明，对于一般的电力工程和发电需求来说，是不适宜或者不能够来进行出口断路器（GCB ）的安装，因为单纯的发电机组就可以满足实际意义上的需求[2]。
只有在经济技术合理而且机组主接线设计被扩大为相应的单元单位或者两组发电机双绕组变压器作为联合单元的时候，并结合着实际情况和需求才能够考虑去加装出口断路器（GCB ）。
尽管在相应的行业规范中是这样所确定的，但是在近些年的电力事业建设过程中，也就是电厂的设计中，在进行电厂技术经济合理性比较的基础上，除了按照相应规定的需求必须要增加出口断路器（GCB ）的情况以外，有很多意欲加装出口断路器（GCB ）的电厂层出不穷，数量越来越多。
发电机出口断路器的系统设计和应用
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。
大容量发电机组出口断路器的安全和经济性分析
相 断路器 因故拒动、 误动或断 口绝缘击穿而导致非全相分、 合 闸状态 时； 对 电网而言 ， 将对 电 网的安 全稳定运行构成严 重的威胁 ， 极 有可能因失灵保 护 出口造成母线 、 线路甚 至全厂停 电， 进而 造成 电 网解 网或 大面积停 电等 重大 电网事故 （ 特 别是可靠 性低的厂站接线 方式） ； 对于 电厂 自身而言 ， 有 可能造成变压器绝缘损坏甚至起火烧毁 ， 发电机 转子因负序电流作用而使 绝缘损坏甚至起火烧毁等重大设备损坏事故 的发生 。 国内发 电厂 已发生过 不少类似事故 ， 如： 石洞 口－ｆ 一２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， 一 另一 台运行的 ６ ０ ０ Ｍｗ 机组 、 电 网 ４条 ５ ０ ０ ｋ Ｖ线路、 ３条 ２ ２ ０ ｋ Ｖ线路 、黄渡变的一 台 ５ ０ ０ ｋ Ｖ变压器及一 台２ ２ ０ ｋ Ｖ变压器先后跳 闸的重大事故。 从以上案例 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 的供 电可靠性、 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 。 如果装设了 Ｇ ＣＢ就 完 全 能 够 限 制 事 故 的 扩 大 ， 将事 故控制在单机或厂站 内部 （ 不管是 ＧＣＢ的失灵保护还是 非全相 保护 都只影 响到本机主变高压侧两个断路器跳闸， 从而保证其他机组 的安 全运 行） ， 同 时 ＧＣ Ｂ可在 ５ ０ ＂ ６ ０ ｍｓ 内把机组与故障点分开 ， 大 大 缩 短 事 故 反 应 时 间， 从而有效地减少或限制故障， 保护机组， 保证 电厂 与电力系统 的长 期 安全稳定运行 ， 所 以采用 ＧＣ Ｂ不仅提高 电力系统运行 的安全性和稳 定性 ， 也提高 了电厂 自身的安全性和稳定性 。 （ ２ ） 从保护发电机及主变压器 的安全 方面分析 当发 电机带不平衡 负荷 运行及 内部或 外部发生不对称 短路时均会对 发 电机产生很严重的机械和热应力， 这种 故障电流及其负序分量所引起 的 热应力加在发 电机转子的阻尼 绕组上 ， 会产 生异 常的高温 而使发 电机转 子 严重受损 除此 以外 ， 避雷器 的损坏， 架空线或变压 器连接套管上行波反射 造成 的接地故障 都会对 发电要造成影响， ＧＣ Ｂ可以迅 速切除这些故障 ， 使 得发 电机免遭损坏。但 如果 没有装设 ＧＣ Ｂ， 发电机会持续提供不平衡负载 给故障点， 直到灭磁装 置起作用 。 由于灭磁过程往往会持续几秒钟 时问， 甚 至会超 过 １ ０ ｓ ， 可 能导致发 电机严重的损坏。 另外， 假设变压 器高压侧套管对地 发生故障 ， 系统故障 电流 可以被高 压断路器切 断， 如果没有 Ｇ ＣＢ ， 发 电机 会 不 断 的把 电 流 送 到 故 障 点 ， 直 到 灭磁 开关动作。一般灭磁 时间均需 ５ ￣ １ ０ ｓ 不等， 特 别是对 那些 在主变高压
发电机出口断路器GCB在300MW机组的应用探讨
整 个 电 力 系 统 。ＧＩ Ｓ设 备 以其 一 系 列 的优 势 ， 在 我 国 变 电站 中得 到 了非 常广 泛 的 应 用 ， 它 的优 势 主 要 有 ： 与 传 统 设 备 相
同时， 案例 的设计应该遵循学生的认知规律 ， 由简单到复杂 ，
由易 到难 。 各 案 例 间 既 相 互独 立 ， 又 具 有 内在 层 进 关 系 。
３结语
实践 证明 ， 基于学 习过 程的任务驱 动的教学法 能够 很好 地激 发学生 的学 习兴 趣 ， 调动 学生 的学习积 极性 ， 培养 学生
启动变压器在 国内 ３ ０ ０ ＭＷ 机组 水电发电站有着广泛应 用， 在 日常启动 、 关闭或维修 时， 均需与工作变压器进行切换。 而二者的 电源并非来 自同一个系统， 阻抗值也存在有差异 。 因 电压侧母线有一定的相位差， 在切换时产生的环流较大， 很容 易损坏变压器 。使用 ＧＣ Ｂ后则无需进行 电源切换， 除非变压 器出现故障。相关调查结果显示 ， 使用 ＧＣ Ｂ可简化用 电切换 程序 ， 降低 了用 电操 作 难 度 ， 对 水 电站 的 安全 性 十分 有 利 。
１ ＧＩ Ｓ设备 的研 究
一
般 而言， Ｇ Ｉ Ｓ设备的绝缘和灭弧介质 的主要成分是六氟
化硫 。Ｇ Ｉ Ｓ设 备 的 一 个 重 要 元 件 是 断路 器 ， 它能够保护、 控 制
・
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发电机出口断路器对运行的好处及其安装要点探讨
这里以ABB的HEC-7S型发电机出口断路器为例对发电机出口断路器的基本结构及特点进行简单介绍。这种类型的出口断路器采用低重心卧式布局，整体结构简单，稳定坚固。HEC-7S型出口断路器主要包括隔离开关、避雷器、接地开关、电容器、PT、SF6断路器、CT等几部分组成，其基本结构如图1所示。
3.3改善同期及调试条件
在未安装出口断路器之前，传统发电机组需要利用主变高压侧的断路器实现机组的并网同期操作，这些设备往往不具备三相机械联动的功能，实现同期操作的可靠性比较低，容易引发负载不平衡的状况，使发电机产生热应力，进而对其造成破坏。而且在高污染环境下，高压断路器受电压作用容易引发外部绝缘介质的闪络，破坏设备绝缘性。另外设备调试作业需要使用三相短路板，操作复杂，风险比较高。安装出口断路器后，一方面能够使用断路器接地开关进行短路试验，优化调试条件，另一方面便于机组同期操作的实现。
出口断路器设备的尺寸重量往往都比较大，又要在高基础平台上进行安装使用，因此必须高度重视以下几个环节的安装。
4.1基础要求
土建平台基础安装是保障出口断路器设备安装质量的基础，安装中普遍采用螺栓固定的方式连接土建基础平台和出口断路器，一般情况下每个出口断路器设备都有6个支腿，均使用4个螺栓进行固定。因此首先要严格检查校核螺栓预留孔的尺寸及深度，确保与设计要求相符。其次在安装过程中必须遵照图纸，确保螺栓之前的间距。可以按照图纸预先制作固定框架，对螺栓进行预埋，调整螺栓位置合适后再进行灌浆固定，保障安装精度，另外需要注意灌浆的牢固性。
4.2安装就位
针对出口断路器大体积大重量的特点，而且需要在高基础上安装的特点，整个安装就位方案必须满足安全平稳、方便快捷的需求，一般可以利用行车等吊装工具分三步进行，首先是把出口断路器起吊降落到拖运平台上，其次是拖拉移动到基础旁边，最后再次拎高就位，
大容量发电机出口断路器应用问题的探讨
摘要：容量火电机组发电机是否需要装设出口断路器（GCB），是近十几年来大型发电厂电气工程设计中争论较多，意见不一的问题。
主要原因是其目前主要依靠进口，价格昂贵。
在不装设GCB的情况下，发电机组虽然也能照常运行，但发电机组正常起、停或事故时厂用电系统切换较为复杂，主变压器、高压工作厂变以及发电机内部故障时不能快速切除故障点而使事故范围扩大等一系列弊端也显而易见。
随着国力的增强、建设资金相对宽松、电力系统实行重大体制改革以及在市场经济体制下电力系统运行机制发生转变等因素的影响，对这个有争论的问题重新提出来进行探讨很有必要。
关键词：发电机；断路器；探讨0前言关于大型发电机组是否装设出口断路器（GCB）的问题，早在1984年版的《火力发电厂设计技术规程》（简称“大火规”）SDJI—1984中明确规定：“容量为200 MW及以上的发电机与双绕组变压器为单元连接时，在发电机与变压器之间不应设断路器。
”随后多年，200~300 MW单元制接线发电机出口不装设断路器的机组大量投入运行，积累了丰富的设计、运行经验，基本肯定了SDJI—1984第11、2、6所作的规定。
但是，近年来大型发电机组先后发生过几次严重损坏事故，引起国内外人士极大的关注。
原水利电力部科技司和生产司多次组织会议讨论研究这些问题，并提出需要研究500 MW及以上发电机出口是否应装设断路器的问题，随后各设计单位对此问题进行专题研究，提出了论证报告。
在1994年发布的《火力发电厂设计技术规程》DL5000—1994中对第11、2、6条进行了补充修订，该条规定：“容量为600 MW的发电机，当升高电压仅有330 kV及以上一级电压，而且技术经济合理时，可装设发电机出口断路器或负荷开关。
”在以往工程的设计方案审批上，原国家电力公司电力规划总院对装设发电机出口断路器的方案限制较严。
但是，随着引进机组工程逐渐增多，国外工程设计的思路与方法也逐渐被国内所接受，500 MW以上的发电机出口装设断路器或负荷开关的引进机组相继投产，且运行良好，装设发电机出口断路器或负荷开关的优势充分显示出来，在这种状况下，1998年原国家电力公司电力规划总院又组织对DL5000—1994进行了修编，将原第11、2、6条修订为：“当技术经济合理时，600 MW机组发电机出口可装设断路器或负荷开关。
发电机出口断路器装设的必要性研究
发电机出口断路器装设的必要性研究分析胜利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。
标签：发电机；断路器；装设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。
发电机断路器的应用和技术条件
发电机断路器的应用和技术条件张希泰1，弋东方2(1.天水长城开关厂，甘肃天水741018；2.西北电力设计院，陕西西安710032)摘要:文章介绍了发电机断路器的现状、应用范畴及专门技术要求，为开发此类产品提供了技术参考。
关键词:发电机断路器；技术条件；应用发电机断路器作为发电机主回路的重要设备，已在国外发电厂中得到广泛应用。
近年来，国内一些大中型发电厂的应用也日渐成趋势。
1发电机断路器的应用单机容量为50 MW及以下的小型电厂，一样设有发电机电压母线，以直配式方式供电。
现有国产的6～10 kV中压真空或SF6断路器，其额定电流、开断电流等要紧技术性能已差不多能满足运行要求。
小型电厂因其效率低、成本高、白费资源、污染环境等缘故，国家已明令限制进展。
因此，那个地点不讨论小型电厂用发电机断路器。
1.1发电机断路器在大型电厂中的应用单机容量为300～600 MW的大型发电厂，传统采纳发电机——变压器单元接线方式，18～20 kV的发电机电压直截了当通过主变压器升高到220～500 kV 电压，然后汇流送出。
机组的厂用电则从发电机与变压器之间分支。
以送出电压为500 kV 2台300 MW机组为例，电气主接线如图1所示。
发电机（F）与变压器（B）之间不承诺短路，同时为了解决大电流引起的钢构发热，在发电机与主变、厂变之间的导体采纳离相封闭母线。
启／备变的作用是给电厂提供启动和备用电源。
当电厂邻近没有变电站，而需要从较远处引接送电时，投资会大幅增加，而且还会有电相角偏差等其它技术问题。
假如启／备变的高压侧直截了当从本厂500 kV升压站引接，代价也专门昂贵。
这时，如图１虚线所示，在发电机出口加装一台断路器（CB）会有以下优越性：提高电厂的整体经济性，初期投资和运行费都会降低；提高供电可靠性，减化操作程序；改善爱护性能，提高安全性；增加电厂运行的灵活性，适应多种运行方式；缩小继电爱护分区，提高爱护的动作选择性和故障辨论能力。
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大容量发电机出口断路器在我国的制造和应用问题摘要：大容量发电机出口是否要装断路器（GCB）在我国过去和现在都存在较大争议，如何正确应用，不同类型的机组有不同的要求。
现在很多地方均在建设超临界或超超临界的大型燃煤火力发电机组，以便迅速扭转电力紧张局面。
为取得较高的可靠性和经济性，都希望装设发电机出口断路器（GCB），从而使发电机出口断路器的供需矛盾扩大。
文章介绍了我国大容量发电机出口断路器的应用状况及生产情况，同时对国外GCB制造技术的现状进行了介绍。
指出了研发具有我国自主知识产权的大容量发电机出口断路器的必要性。
关键词：电力系统；发电机；大容量发电机出口断路器（GCB）；制造；应用我国自20世纪80年代开始，随着电力需求的高速增长，大型火力发电机组的容量由125MW迅速向200、300、600MW级及以上发展，成为电力系统的主力机组。
由于历史原因和设计规程的制约，发电机和变压器只能以发电机-变压器组的单元制接线方式运行，这给正常的运行操作带来诸多不便，特别是事故时的厂用电快速切换存在较大风险，极有可能因切换失败而使厂用电中断，厂用电的可靠性较低。
所以，在发电机的出口加装断路器（GCB），不论是从安全技术层面还是从经济运行层面来讲都很有必要。
1 应用状况1.1 在大型火电机组的应用现状我国20世纪80年代开始出现125 MW的火电机组，1984年，原水利电力部为适应大火电设计要求，在1979年颁布的《火力发电厂设计技术规程》（SDJ1—1979）基础上进行了修订，修订后的编号为SDJ1—1984，并明确规定：汽轮发电机组容量为12～25 MW时，火电厂设计暂时按SDJ 1—1979执行；容量为50～600 MW时，火电厂设计按SDJ 1—1984执行。
所以，1984后修订的DL 5000—1994、DL 5000—1998和DL 5000—2000等《火力发电厂设计技术规程》，都简称为“大火规”。
在各种版本的“大火规”中，对汽轮发电机组是否装设出口断路器都有明确的规定，如在DL 5000—2000中的第13.2.8条作了以下规定：（1）容量在125 MW及以下的发电机与双绕组变压器为单元连接时，在发电机与变压器之间不宜装设断路器。
（2）容量为200～300 MW的发电机与双绕组变压器为单元接线时，在发电机与变压器之间不应装设断路器、负荷开关或隔离开关，但应有可拆连接点。
（3）技术经济合理时，容量为600 MW机组的发电机出口可装设断路器或负荷开关。
由于以上条款的制约，在1999年前国内14台600 MW汽轮发电机组中只有沙角C 厂的3台机组装有GCB（由GEC-Alsthom公司设计，法国里昂断路器厂生产提供的PKG2C型空气式断路器）和部分前苏联进口机组采用GCB方案。
我国第1台300 MW秦山核电机组，为了设备国产化，不用发电机出口断路器，而采用发电机~变压器组的单元制接线方式。
为了确保厂用电的绝对可靠性，采用主变压器高压侧2台220 kV断路器串联后接入母线，220 kV的高压工作厂用变压器在2台断路器之间支接，以代替GCB方案。
如果主变压器高压侧配电装置采用3/2接线，就无法采用此方案。
进入21世纪后，由于国民经济的飞速发展，电力工业发展跟不上经济发展的需要，为了能够较快缓解电力紧张局面，各地纷纷新建或扩建300 MW以上的燃煤机组。
对于300 MW级的发电机组，根据“大火规”规定不应装设GCB。
像山西阳城电厂（6×350 MW）的备用电源来自山西电网的2回220 kV线路，采用双母线接线方式供全厂4台启动/备用变压器。
而6台发电机升压至500 kV（4/3接线方式）则是由3条专线经山东送到华东电网。
由于其发电机的出口未装设GCB，故厂用电的切换是在2个不同期的电网之间进行的，这给厂用电的正常切换和事故切换带来很大的麻烦和风险。
目前我国国产300 MW级汽轮发电机组基本上都没有装设GCB。
对于600 MW级发电机组，一般都升压至500 kV电压等级进行输送，而500 kV 的主接线一般均采用3/2接线。
对于500 kV的户外配电装置，由于相间距离较大，到目前为止，世界上还不能制造出500 kV三相机械联动的超高压断路器，只能制造分相操作电气联动的500 kV断路器，如果发电机出口没有装设GCB，就很有可能发生发电机非全相运行，从而烧坏发电机转子。
另外，由于3/2接线方式中间断路器的存在，使开、停机操作极为不便，容易发生误操作。
为此，在1998年修订的“大火规”（DL 5000—1998）中对600 MW级发电机GCB方案放宽了政策，规定在技术经济合理时允许采用GCB方案。
因而，近几年来新建的600 MW及以上燃煤机组在设计时可根据业主要求考虑是否采用GCB方案。
如天津蓟县、辽宁绥中、伊敏电厂、上海外高桥（2×900 MW）、天津盘山（2×600 MW）等一大批燃煤电厂都采用了GCB方案，且当前在设计和建设中的600 MW及以上发电机组基本上都采用了GCB方案。
但由于目前配600 MW及以上发电机组的全封闭断路器尚全部依赖进口，使其价格由前几年的100万美元/台上涨到200万美元/台，折合人民币1 700万元/台，昂贵的投资迫使建设单位不得不重新考虑是否采用GCB方案。
1.2 老机组GCB的改造和应用对于老机组改造是否采用GCB方案有3个因素：①企业是否有改造的资金；②是否发电机的预期寿命超过10年，如果发电机预期寿命低于10年，则改造时采用GCB 方案意义不大；③是否有安装位置。
如果以上3个条件都满足，就可以进行GCB改造。
对于目前国内有20世纪80年代至90年代建造的大量125 MW燃煤机组，由于主变压器为三绕组变压器，发电机出口均有GCB，当时基本都采用的是SN4-20G型少油断路器，其技术参数为20kV，8000A，58kA。
到现在，由于系统容量的扩大，其开断容量都明显不足，急于更换，没有条件更换的电厂只能将其改为负荷开关使用，降低了安全性。
为此，大部分电厂都在趁发电机组增容改造（125 MW改为135 MW）之际将出口断路器换掉。
浙江省的十余台125 MW发电机的GCB都改用为ABB的HECI 3型SF6断路器，其技术参数为17.5kV，8000 A，100kA。
125 MW改为135 MW后，发电机的额定电流由6150A提高到了6867A，额定电压仍为13.8kV。
所以ABB的SF6断路器能满足要求。
2 我国GCB的生产情况对于大型发电机的出口GCB，一般额定电压在18～26kV，额定电流和短路开断电流较大，大型发电机因电感与电阻的比值大，即时间常数大，短路时直流分量衰减慢，短路电流有数百ms也不通过零点的情况，断路器动作切断短路故障时会产生异常的过电压，电弧不易熄灭。
为抑制内部过电压，需要详细的绝缘配合研究后，采取断路器主断口并联高值电阻等技术措施。
为了具有较好的灭弧性能，灭弧室需采用先进的灭弧系统。
由于以上原因，使得大型发电机出口GCB的制造具有一定的特殊性，技术要求较高。
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。
根据来自西安高压电器研究所研发中心的消息，该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。
第1种真空GCB适用于100 MW以下发电机组，它不能满足125 MW老机组GCB 的更新换代。
第2种SF6 GCB能满足300 MW机组的改造或新建，但安装尺寸必须满足现场安装的要求，因为近年来300 MW机组采用的是优化设计方案，其主厂房设计比较紧凑，发电机离相母线的安装位置都比较小。
3 国外GCB制造技术的现状欧美发达国家在各类大型电厂设计中，发电机出口均考虑采用GCB方案，各大公司竞相开发革新技术，使制造和应用的技术发展非常迅速，运行可靠安全。
由于大容量发电机出口断路器制造技术要求较高，国外也仅有ABB、GEC-Alsthom、西门子、三菱、日立等几家知名大公司有能力生产。
其中以ABB、GEC-Alsthom历史最为悠久，研发能力最强，在世界各地的市场占有率较高。
1969年，瑞士勃朗·鲍威利（BBC）公司（ABB公司的前身）首先研制成功大容量发电机出口DR-36型、封闭式空气负荷开关和断路器。
最高额定电压36 kV，最大额定电流有12、24、36、48 kA。
断路器最大开断短路电流有100～250 kA。
该型大机组出口负荷开关和断路器的主要特点是：①负荷开关为由压缩空气操纵带有气吹的灭弧室和带有滑动触头的隔离开关相串联。
②单灭弧室断路器（单断口）与负荷开关结构的不同点是具有一个附加并联电阻的灭弧室，可以开断100～150 kA的短路电流。
③双灭弧室断路器（双断口）具有2个附加并联电阻的灭弧室，可以开断200～250 kA的短路电流。
这种压缩空气断路器体积庞大，结构复杂，噪声也较大，价格相当昂贵。
1985年ABB公司推出了第1台HE型SF6断路器。
1994~1998年，HEC-7型和HEC-8型SF6断路器经过荷兰KEMA试验室通过了320项各种试验的考核，其中包括发热、温升、机械试验、全开断试验等。
该型断路器额定电压为38 kV/36 kV,额定电流为24 kA/28 kA，额定开断电流为160 kA。
操作机构采用液压弹簧型式，三相机械联动，相间不同期小于2 ms，可提供安全可靠的同期操作。
将用于我国连云港核电厂(2×1 000 MW)、浙江玉环电厂(4×1 000 MW)和三峡电站(700 MW)等大型电厂。
HEC-7型和HEC-8型断路器研制成功投入市场后，ABB公司逐步停止生产DR型空气式断路器，集中精力研制新型SF6 GCB，如HECS系列。
由于技术进步，SF6技术的采用使得GCB的结构更简单、紧凑，故障率更低（<0.3%）。
用于抽水蓄能电站的GCB还有5极换相和背靠背启动隔离开关，电制动开关等。
除ABB公司外，法国GEC-Alsthom公司以生产空气式断路器见长，其型号式PKG2型，最大参数为：额定电压36 kV，额定电流40 kA，短路开断电流275 kA。