装设发电机出口断路器优越性的分析

作者：网友　来源：互联网　时间：2005-11-18

虽然GCB不可能避免系统内某一故障的发生，因为该故障可能是某一设备固有的弱点或是外部原因所造成的，然而GCB可以减少加在设备上的各种应力和故障所造成的损坏程度。作为一个例子，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GCB，发电机会不断的把电流送到故障点，直到灭磁设备起作用。一般灭磁时间均需5～20 s不等，特别是对那些在主变高压侧的故障，在最初的40 ms内，燃弧电流来自系统侧和发电机侧，变压器油箱内部压力上升极其迅速。40 ms时，高压断路器把系统与故障点分开，燃弧电流只由发电机供给，如果没有GCB，发电机会把一个因为灭磁而衰减的电流源源不断的送到燃弧点，并维持几s的时间，变压器油箱内部压力最终上升至发生爆炸的极限压力，从而引发变压器油箱爆炸。如果应用GCB，在60 ms时GCB动作切断发电机故障电流，压力就可以被限制在发生爆炸的压力以下，变压器就可避免发生爆炸。由此可见，采用GCB能够保护主变压器。 2.3 提高保护选择性       当发电机侧发生故障时，GCB动作将故障点与系统隔离，避免了厂用电事故切换，简化了厂用电源的控制保护接线，降低了保护动作的联锁复杂性。当主变压器侧故障时，GCB可以迅速切除，使得发电机、主变压器和厂用高压变压器处于各自独立的保护范围内。 2.4 方便调试和改善同期条件       GCB之所以能执行机组所需的全部操作任务，是因为它的位置处在回路中最恰当的地方，可以在不中断厂用电源的情况下将发电机断开，这样运行人员也减少了操作，避免了出错的可能性。机组投运进行短路试验时，可很方便地实现使用接地开关，否则要进行试验改接线，需投入额外的资金和时间，还有可能承担不必要的风险。       当电厂与电网的连接经由高压断路器通过主变压器受电时，同期点可由GCB来实现。对于同期操作来而言，应用主变高压侧断路器和GCB来进行同期操作有什么不同呢？国外最新的研究表明分别由高压断路器和GCB来实现同期操作和不同期操作所引起的延迟过零电流，对系统有着不同的影响，在反相同期操作过程中由于发电机转子的快速转动会产生的延迟过零电流，高压断路器在切断反相同期电流上能力非常有限，而GCB有足够的能力切断该电流。       当同期在高压侧进行操作时，高压断路器可能会受到过电压作用。在污染较重的情况下，可能使高压断路器外部绝缘介质的闪络。再者，高压断路器一般都不是三相机械联动的，所以在同期操作过程中就有可能产生有较大不同期，这样会产生一个不平衡负载，给发电机带来严重的机械和热应力，从而损坏发电机。       当同期在发电机电压等级进行操作时，断路器电压等级的降低有助于防止外部绝缘闪络。用GCB实现同期操作完全在发电厂操控范围内，变电站操控可以不介入，从而不会产生任何操控责任上的重叠。  3 装设GCB经济比较       随着主变压器制造质量的提高和GCB制造技术的进步，大容量机组启动（备用）电源的设置原则正在发生变化。当GCB的价格与启动／备用变、高低压侧开关等设备价格相比接近时，可以考虑不设专用的启动／备用变，而由主变通过厂用工作变提供起动电源的方案，把一次投资降低至最少。即便设置启动／备用变把GCB的投资考虑在内，在提高电厂可用率的同时，仍有相当可观的经济效益增加。下面就600 MW机组常用的两种电气接线方案作经济性比较：       方案一：采用发电机—变压器组接线，发电机出口不装设GCB，设置两台启动／备用变，变压器电源从10 km附近的200 kV变电所引接，两台启动／备用变采用2回线路，连接线采用架空线，变电所采用一个半断路器或双母线接线。当高压厂用变压器故障或检修时，厂用电源由启动／备用变提供。其主接线示意图见图1：       方案二：采用发电机—变压器组接线，发电机出口装设GCB，当机组启动和正常停机时，厂用电源由系统通过主变压器倒送供给。设一台事故停机备用变，备用变压器电源从10 km附近的220 kV变电所引接，连接线采用架空线，变电所采用一个半断路器或双母线接线。其主接线示意图见图2。 （1）可利用率比较  方案一、二主接线中各元件可靠性数据采用国际大电网会议公布的数据，计算结果见表2。         由上表可知，方案二较方案一年平均可利用率提高了0.69％，年平均故障时间减少60.4 h，装设GCB将可以产生明显的经济效益。 （2）初期投资比较  根据对方案一、二的初期投资计算比较（见表3），方案二比方案一初期投资需大约增加630万元： （3）运行收益分析        依据可利用率的计算结果，平均故障时间方案二较方案一少60.4 h，如机组年运行小时数假设6000 h，那么每年机组可以多发电达49640 k W，扣除6％的厂用电量，每年上网电量可增加4666.16万度，上网电价按0.34元／kW·h，电厂年收入可增收1586.5万元，因此方案二运行收益显著，能较快的收回初期投资。 （4）故障停电损失分析        根据有关文献统计，500 kV主变压器的故障率为2次／100台·年，如运行小时数按照6000 h／年，发电利润按照0.14元／kW·h计算，GCB寿命时间为20年，如采用方案二电厂每年将可以减少停电损失费为：0.02×2×6000／8760×20（177×24－1187）×60×0.14×0.8（故障率×2台主变×年运行小时数×使用年限×（无GCB故障修复天数×24 h－GCB故障恢复时间）×600 MW×发电利润×（GCB起作用的）此类故障率）＝11271.4万元。显而易见，该项收益远远大于初期投资的差异。  本新闻共3页,当前在第2页  [首页]    [上一页]    [下一页]    [末页]     选择页数123