发电机出口断路器及起备电源引接方式研究

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1、发电机出口断路器及起备电源引接方式研究　　摘要：1000MW级大型机组发电机出口断路器的设置及起动/备用电源的引接对电厂的安全运行十分重要，且二者的关系十分密切，本文结合本工程一期起动/备用电源引接方案，分析了出口断路器的设置及起动/备用变压器高压侧电源引接的方案。　　关键词：发电机出口断路器；起动/备用电源　　1.前言　　华电莱州发电有限公司二期2×1000MW级超超临界火电机组工程，电厂规划8×1000MW超超临界火电机组；一期工程2×1000MW超超临界燃煤发电机组已建成投产，本期工程扩建2×1000MW级超超临界燃煤发电机组，同步建设烟

2、气脱硫、脱硝装置。　　莱州电厂一期工程2×1000MW机组通过双卷变压器接入电厂的500kV配电装置，厂内500kV电气主接线采用双母线接线，一期工程2×1000MW机组发电机出口未设断路器，起备电源从厂内500kV引接；二期扩建2×1000MW机组通过双卷变压器接入电厂的500kV配电装置，本期500kV配电装置在一期500kV配电装置的基础上扩建，新扩建的500kV配电装置与一期工程500kV配电装置通过母线分断相互连接。　　考虑到一期工程，2×1000MW机组未设置发电机出口断路器，且起动/备用电源的引自500kV配电装置，两台机设置了一

3、台85/53-53MVA的分裂变压器，每台机设置了两台容量为53MVA的双卷变压器，为单元负荷及公用负荷供电。经了解一期工程实际运行情况起动/备用电源容量尚有部分裕量。为此，本期起动/备用电源，结合发电机出口断路器的配置，考虑如下两个方案：　　方案一：（不设GCB，起动/备用电源由500kV引接）：每台发电机出口不设断路器（GCB），本期两台机组设一台起动/备用分裂变，其容量与厂用工作变压器相同，高压侧电源由厂内500kV配电装置引接，一级降压至10kV厂用母线。（基建部建议：在方案一的基础上二期启动/备用变压器与一期启动/备用变压器低压侧通过

4、联络开关互联。）　　方案二：（设GCB，事故停机电源从一期启动/备用变压器引接）：每台发电机出口设断路器（GCB），本期不设备用电源，仅由一期启动/备用变压器引接停机电源。　　2.发电机出口装设断路器的技术比较　　2.1装设发电机出口断路器的优越性　　发电厂装设GCB的主要作用是在于简运行操作程序，减小发电机和变压器的事故范围，简化厂用电切换合同期操作，提高其可靠性，方便调试和维护。　　2.1.1GCB对发电机的保护作用　　在发电机承受不平衡负荷或发电机出口发生不对称短路时，会在转子本体表面感应出两倍工频涡流，引起转子绕组过热。同时，两倍工频的

5、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。附加发热和倍频振动都会严重威胁发电机的安全运行，GCB可以迅速切除故障，使发电机免遭损坏。当故障或异常情况消除后，允许发电机快速与系统并列运行。　　2.1.2提高机组保护的选择性　　当发电机发生内部故障或汽机、锅炉发生故障引起跳机时，GCB可迅速跳闸，使发电机与电网隔离，而不必连主变压器一并切除，厂用电源仍可由系统通过主变压器倒送，从而避免了厂用电系统的事故切换，提高了厂用电系统的可靠性，且为迅速处理故障创造了条件。　　2.1.3避免机组启、停时厂用电源的切换，提高厂用电系统的可靠性　　发

6、电机出口装设GCB后，发电机组的起停电源是经主变压器倒送通过高压厂用变压器获得，从机组启动到发电机并网发电，整个过程都无需进行厂用电切换。正常运行时，只有在厂变故障情况下才需要厂用电切换，且调查资料显示，采用GCB可以使厂用电切换减少至约1/350，对电动机频繁起动造成的危害有较好的保护作用，可大大提高厂用电系统的可靠性，这一点极为有利于现场的运行。　　2.1.4机组在同期或并网过程中的作用　　利用GCB同期，不但可以保证同期操作的灵活、可靠，而且可以避免在主变高压侧同期待并时可能出现两侧电压反相而对设备绝缘造成严重的损伤；机组在并网或停机时只

7、需通过GCB就可完成，不影响对厂用电系统的供电，可有效地缩短机组的启动时间，操作元件的相应减少也降低了误操作的几率。　　2.1.5方便机组的试验、调试和维护　　GCB将发电机―变压器组分为发电机和变压器两部分，由于这种电气分离由GCB实现，不同的系统可分开进行测试；厂用电由主变压器供电时，发电机可在欠励磁条件下进行测试；另外，发电机的短路试验也可方便地利用GCB所带的短路隔离开关来实现。GCB实现的这种实体隔离为发电机、变压器的调试和维护提供了更大的便利。　　2.1.6改善大容量电机的启动条件　　发电机出口装设GCB后，主变压器采用有载调压变压

8、器，可以根据厂用高压母线的电压的实际情况调整母线电压，确保在大容量高压电机启动时，避免母线电压下降到要求值以下。　　除了上述主要作用外，发电机出口装设