水電站發(fā)電機設(shè)置GCB有關(guān)問題的分析

饒 伯 軒， 朱 慧

(國電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 雅安 625304)

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水電站發(fā)電機設(shè)置GCB有關(guān)問題的分析

饒 伯 軒， 朱 慧

(國電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 雅安 625304)

隨著社會主義經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國逐漸加大了對水利工程這一基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入力度，在此過程中，水電站系統(tǒng)承擔(dān)著調(diào)峰、調(diào)頻以及事故備用的職責(zé)，如果設(shè)置GCB這一發(fā)電機出口斷路器，以此來規(guī)避誤操作問題的發(fā)生，保證廠用電系統(tǒng)的靈活可靠運行，并減少設(shè)備維修量。從長遠(yuǎn)角度看，雖然前期投資較大，但是從后期運行效益上看，設(shè)置HEC8型號的SF6斷路器，能夠使電網(wǎng)的安全可靠運行并提高水電站的綜合效益得到保障，還是值得的。

水電站；發(fā)電機；GCB設(shè)置；可靠性分析

1 引 言

水電站發(fā)電機裝置是否能夠?qū)崿F(xiàn)安全可靠運行，直接關(guān)系到了電網(wǎng)運行的可靠性與效益，因此，針對瀑布溝水電站電機設(shè)備是否需要設(shè)置GCB(即發(fā)電機出口斷路器系統(tǒng))進行分析。若要進行GCB的設(shè)置，當(dāng)前可選擇的范圍很有限，只能夠使用HEC8型SF6斷路器，或是PKG2C型斷路器，而這兩種型號的GCB的報價相對較高，在該水電站中，是否可以像三峽水電站一樣不設(shè)置GCB，或需要設(shè)置GCB而要選擇何種GCB型號？

1 技術(shù)分析

1.1 水電站的安全可靠運行與GCB的設(shè)置

如果在發(fā)電機的出口不設(shè)置GCB，在總共有六臺發(fā)電機的水電站中，平均每天停機的次數(shù)達到19次，這就意味著操作人員要面對極大的工作壓力。同時，因人工操作的次數(shù)多，不可避免就會發(fā)生操作失誤的問題，直接影響到水電站的安全可靠運行。據(jù)相關(guān)研究資料顯示，在電力行業(yè)中，誤操作所引發(fā)的責(zé)任事故占據(jù)了一半。在這種情況下，將GCB設(shè)置在發(fā)電機出口的位置，對于操作人員而言，就不需要在GIS上反復(fù)進行開合環(huán)的操作，同時也不需要對廠用電進行頻繁操作。通過GCB的運用，操作次數(shù)大大降低，平均每天大概在7次左右，這就大大降低了因誤操作而引發(fā)的事故量，為電網(wǎng)的安全可靠運行提供了保障。

1.2 變壓器與發(fā)電機的保護

在發(fā)生外部短路故障時，如果不能及時將故障點進行切斷，相應(yīng)導(dǎo)致跳閘反應(yīng)速度慢，就會直接損害到變壓器設(shè)備。同時，在第一次故障后，雖然很多時候變壓器能夠順利運行，但多次事故的累積，將會使變壓器內(nèi)部構(gòu)件受損，使變壓器在運行的過程中存在較大的故障隱患。若在水電站發(fā)電機出口不安裝GCB，發(fā)生故障的過程中其發(fā)熱將持續(xù)近7秒左右，給發(fā)電機帶來嚴(yán)重的損壞。因此，為了對主變壓器與發(fā)電機進行保護，需要在發(fā)電機的出口位置設(shè)置GCB，以確保對故障電流的及時切斷。

1.3 GCB的適用性

以HEC8型GCB為例，在三項機械聯(lián)動下和三項分合閘操作中，其不同期的時間短，因而不同期的可行性較小。GCB本身的絕緣程度較高，對電流的切斷能力較強，因此，在同期點上，能為實現(xiàn)安全可靠操作奠定基礎(chǔ)?，F(xiàn)有GIS斷路器，因其為單項操作機，在同期操作下，出現(xiàn)相間不同期的可能性較大，會給發(fā)電機的安全可靠運行埋下隱患。

1.4 提高保護的選擇性

在發(fā)電機出口設(shè)置GCB，一旦發(fā)電機出現(xiàn)運行故障問題，就會立即進行自動切斷處理，此種情況下，廠用電系統(tǒng)的控制保護接線因此而被簡化；且在切離故障點的過程中，實現(xiàn)對各項設(shè)備的獨立保護。

2 PKG2C與HEC8型號GCB的對比

PKG2C型號的GCB，是在開關(guān)共同應(yīng)用一至兩套壓縮空氣系統(tǒng)中，確保短路器的正常運行，其長度達到了450 m。因此，管道閥門的設(shè)置多而復(fù)雜，導(dǎo)致壓力高、漏點多，也就促使故障發(fā)生的幾率增大。在實際運行的過程中，需要按照要求每五年進行一次常規(guī)大修，在日常運行中還需要小修。在實際使用中以葛洲壩為例，雖然在投入使用后的總體運行情況良好，但也存在著一定的不足，即產(chǎn)品設(shè)備體積較大，還會產(chǎn)生較大的噪聲，相應(yīng)使維護工作量增大。

HEC8型號的SF6斷路器，GCB以SF6作為滅弧介質(zhì)，在連通三相后，形成獨立的氣系統(tǒng)，并集中呈現(xiàn)出了彈簧儲能和液壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢特點，且借助碟形彈簧實現(xiàn)了儲能，穩(wěn)定可靠，能夠有效避免溫度的影響，能夠為確保電廠的安全可靠運行奠定基礎(chǔ)。一般而言，HEC8型號GCB，在運行15年以上，空載操作在10 000次以上，開斷額定電流600次以上，開斷額定短路電路5次以上，就需要進行大修，但一般不需要進行小修維護，通常在運行四五年后，要進行補氣、補油，并對電機碳刷進行更換。

從中不難看出，兩種型號的GCB對比而言，HEC8型的GCB表現(xiàn)出了較高的優(yōu)勢性能，因此，這就成了該水電站的首選，能夠在適應(yīng)當(dāng)前水電站運行管理模式的基礎(chǔ)上，降低維護工作量并確保水電站的安全可靠運行。

3 廠用電可靠性分析

瀑布溝水電站在實際運行的過程中，顯示現(xiàn)開停機頻繁的特點，并且在低谷段中出現(xiàn)全廠全停的工況現(xiàn)象，因此，這就意味著對外來廠用電的依賴度較大。而在發(fā)電機出口處不設(shè)置GCB，就需要以外來備用電源來滿足實際用電之需。同時，當(dāng)廠用電全部消失時，相應(yīng)事故備用機組也就無法進行啟動使用，也就直接影響到了電網(wǎng)的安全運行。為了避免這一問題的發(fā)生，需要在水電站發(fā)電機機組出口位置上，合理設(shè)置GCB。

4 結(jié) 語

隨著社會主義經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國逐漸加大了對水利工程這一基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入力度，在此過程中，水電站系統(tǒng)承擔(dān)著調(diào)峰、調(diào)頻以及事故備用的職責(zé)，如果設(shè)置GCB這一發(fā)電機出口斷路器，以此來規(guī)避誤操作問題的發(fā)生，保證廠用電系統(tǒng)的靈活可靠運行，并減少設(shè)備維修量。從長遠(yuǎn)角度看，雖然前期投資較大，但是從后期運行效益上看，設(shè)置HEC8型號的SF6斷路器，能夠使電網(wǎng)的安全可靠運行并提高水電站的綜合效益得到保障，還是值得的。

[1] 鄒科,郭志斌.龍灘水電站發(fā)電機設(shè)置GCB有關(guān)問題的分析[J].水電自動化與大壩監(jiān)測,2011,02:55-58.

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饒伯軒(1989-) ，男，四川廣元人，助理工程師，從事水電站電氣設(shè)備的運行維護；

朱 慧(1991-)，女，四川自貢人，從事水電站電氣設(shè)備的運行維護.

(責(zé)任編輯：卓政昌)

2016-11-04

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