水電站發(fā)電機(jī)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(jī)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(huì)主義經(jīng)濟(jì)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(jī)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(jī)；GCB設(shè)置；可靠性分析

1 引 言

水電站發(fā)電機(jī)裝置是否能夠?qū)崿F(xiàn)安全可靠運(yùn)行，直接關(guān)系到了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與效益，因此，針對瀑布溝水電站電機(jī)設(shè)備是否需要設(shè)置GCB(即發(fā)電機(jī)出口斷路器系統(tǒng))進(jìn)行分析。若要進(jìn)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(bào)價(jià)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(yùn)行與GCB的設(shè)置

如果在發(fā)電機(jī)的出口不設(shè)置GCB，在總共有六臺發(fā)電機(jī)的水電站中，平均每天停機(jī)的次數(shù)達(dá)到19次，這就意味著操作人員要面對極大的工作壓力。同時(shí)，因人工操作的次數(shù)多，不可避免就會(huì)發(fā)生操作失誤的問題，直接影響到水電站的安全可靠運(yùn)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(jī)出口的位置，對于操作人員而言，就不需要在GIS上反復(fù)進(jìn)行開合環(huán)的操作，同時(shí)也不需要對廠用電進(jìn)行頻繁操作。通過GCB的運(yùn)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(yùn)行提供了保障。

1.2 變壓器與發(fā)電機(jī)的保護(hù)

在發(fā)生外部短路故障時(shí)，如果不能及時(shí)將故障點(diǎn)進(jìn)行切斷，相應(yīng)導(dǎo)致跳閘反應(yīng)速度慢，就會(huì)直接損害到變壓器設(shè)備。同時(shí)，在第一次故障后，雖然很多時(shí)候變壓器能夠順利運(yùn)行，但多次事故的累積，將會(huì)使變壓器內(nèi)部構(gòu)件受損，使變壓器在運(yùn)行的過程中存在較大的故障隱患。若在水電站發(fā)電機(jī)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(jī)帶來嚴(yán)重的損壞。因此，為了對主變壓器與發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，需要在發(fā)電機(jī)的出口位置設(shè)置GCB，以確保對故障電流的及時(shí)切斷。

1.3 GCB的適用性

以HEC8型GCB為例，在三項(xiàng)機(jī)械聯(lián)動(dòng)下和三項(xiàng)分合閘操作中，其不同期的時(shí)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(qiáng)，因此，在同期點(diǎn)上，能為實(shí)現(xiàn)安全可靠操作奠定基礎(chǔ)。現(xiàn)有GIS斷路器，因其為單項(xiàng)操作機(jī)，在同期操作下，出現(xiàn)相間不同期的可能性較大，會(huì)給發(fā)電機(jī)的安全可靠運(yùn)行埋下隱患。

1.4 提高保護(hù)的選擇性

在發(fā)電機(jī)出口設(shè)置GCB，一旦發(fā)電機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障問題，就會(huì)立即進(jìn)行自動(dòng)切斷處理，此種情況下，廠用電系統(tǒng)的控制保護(hù)接線因此而被簡化；且在切離故障點(diǎn)的過程中，實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)設(shè)備的獨(dú)立保護(hù)。

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(yùn)行，其長度達(dá)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(diǎn)多，也就促使故障發(fā)生的幾率增大。在實(shí)際運(yùn)行的過程中，需要按照要求每五年進(jìn)行一次常規(guī)大修，在日常運(yùn)行中還需要小修。在實(shí)際使用中以葛洲壩為例，雖然在投入使用后的總體運(yùn)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(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，相應(yīng)使維護(hù)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(dú)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(diǎn)，且借助碟形彈簧實(shí)現(xiàn)了儲能，穩(wěn)定可靠，能夠有效避免溫度的影響，能夠?yàn)榇_保電廠的安全可靠運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。一般而言，HEC8型號GCB，在運(yùn)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(jìn)行大修，但一般不需要進(jìn)行小修維護(hù)，通常在運(yùn)行四五年后，要進(jìn)行補(bǔ)氣、補(bǔ)油，并對電機(jī)碳刷進(jìn)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(yùn)行管理模式的基礎(chǔ)上，降低維護(hù)工作量并確保水電站的安全可靠運(yùn)行。

3 廠用電可靠性分析

瀑布溝水電站在實(shí)際運(yùn)行的過程中，顯示現(xiàn)開停機(jī)頻繁的特點(diǎn)，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(jī)出口處不設(shè)置GCB，就需要以外來備用電源來滿足實(shí)際用電之需。同時(shí)，當(dāng)廠用電全部消失時(shí)，相應(yīng)事故備用機(jī)組也就無法進(jìn)行啟動(dòng)使用，也就直接影響到了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為了避免這一問題的發(fā)生，需要在水電站發(fā)電機(jī)機(jī)組出口位置上，合理設(shè)置GCB。

4 結(jié) 語

隨著社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)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(jī)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(jī)設(shè)置GCB有關(guān)問題的分析[J].水電自動(dòng)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(yùn)行維護(hù)；

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

(責(zé)任編輯：卓政昌)

2016-11-04

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