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大中型机组安装发电机断路器探讨 　　【摘 要】 发电厂装设发电机断路器有许多优点，主要作用是在于简化运行操作程序，减小发电机和变压器的事故范围，简化同期操作，提高机组运行可靠性，方便调试和维护。 　　【关键词】 发电机断路器 　　SF6断路器 　　 　　1 引言 　　 　　1．1　项目提出的背景 　　电力系统中一个重要的环节是为电网，所有供电电源和负荷以不同形式连接于电网上，电网的可靠性直接影响了发电、输送电及对用户电力负荷供应的质量，对国民经济、工农业生产、人民生活有巨大的影响，所以保证电网的安全运行意义重大。我国的经济正在高速发展，人民群众和工农业生产对电的依赖性也日益加强。 　　近十余年来，随着电网的发展，电网结构发生重大改变，我厂220kV系统线路基本为联络线，11OkV系统为馈线形式，由此形成11OkV和220kV的联络非常密切，由于我厂发电机出口开关(简称GCB)设计不合理，使#1、#2主变的运行稳定性受到影响，如果#1、#2主变失去联络功能，将造成110kV系统的供电可靠性降低，对电网的稳定运行造成极大影响，以至于造成电网故障。 　　早期国内设计研制的发电机出口开关，结构笨重，性能差，我厂焦1、焦2开关即为此产品，据了解，目前国内运行的同类开关有4000余台。因此对该系统进行可行性研究、分析和考察、论证。 　　 　　1．2　进行技术改造的必要性 　　近年来，在省公司的大力支持下，我厂220kV和110kV系统的开关和刀闸已逐步更换为性能可靠的新型设备，系统更加稳固，电网运行可靠性得到加强，但与之不相称的是#1、#2发电机出口开关。该开关为SN4―20G型少油断路器，随机组投产投入运行，至今运行近30年，由于设计不合理和设备老化，造成开关故障频繁，给电力系统的安全、稳定运行造成重大设备隐患。 　　自20世纪50年代初起，随着工业制造水平的提高以及电力需求的不断增加，大容量发电机组的生产制造不仅成为可能，而且成为满足电力市场需求的要求。随着发电机单机容量的不断增大致使断路器额定电流和短路电流迅速提高，使普通的中压开关已无法满足开断能力的要求，同时为了提高安全可靠性，导致了离相封闭母线的迅速发展以及发电机、变压器单元接线的广泛采用。在20世纪60年代中期，为了简化电厂的运行操作，提高机组的可用率以及核电技术的需要，越来越多的专家认为采用发电机断路器是十分必要的。 　　 　　 　　2　系统和设备的现状 　　 　　2．1 拟改造的设备基本情况说明 　　焦1、焦2开关是#1、#2发电机出口开关，#1、#2主变压器为#1、#2发电机的出口升压变压器，同时也是焦作电厂220kV和110kV系统之间的联络变。我厂发电机型号为：QFSN－220－2，由原来的200MW增容至220MW，发电机额定电流为9487A，发电机出口断路器型号为SN4―20G型，投产于1978年。 　　焦1、焦2开关设计陈旧，其导流部分和操作传动机构设计笨重，而且达不到设计的断流能力。 　　我厂主接线示意图如图1。 　　 　　2．2　技术状况及有关技术参数 　　SN4―20G型少油断路器设计额定断流能力为87kA，额定电流为8000A，加外部通风情况下可以达到12000A，额定电压20kV。该型断路器关合能力较差，额定断流能力不能满足该点的短路电流水平，根据我厂一次设备参数计算，发电机出口处最大短路电流达到89kA。 　　SN4―20G型少油断路器设计额定断流能力为87kA，但根据(79)电生技字89号《SN4－10／20(G)型断路器断流容量座谈会纪要》：与会代表一致认为，这类产品由于设计陈旧，技术性能差，早已不能适应安全运行和电力发展的需要。该型断路器原设计额定断流能力为87～105kA，但由于试验设备容量不足，仅仅试到了58kA，而且试验中出现了不符合JB518―64标准的喷火和触指熔焊现象。国外对同型产品的试验也不够严格和充分。因此，很难确认该种断路器具有铭牌所示的断流容量。该型断路器关合能力较差，在运行中曾不止一次发生载流不良和并列操作爆炸事故，且在开断不大(35～58kA)的短路电流时，亦有喷油、喷火、触头系统烧坏等现象。 　　此开关设计的额定电流为8000A，采用外部强制通风，其导流部分和操作传动机构设计笨重，在我厂运行期间，多次出现严重故障，特别是近年来，焦1、焦2开关多次发生严重故障，并且每次故障造成的备件损坏严重，修复时间长，造成较大的人力和物力投入，并且严重影响电力系统的安全、稳定运行。该开关已停止生产，其备件的质量不能得到保证，给检修工作造成极大的困难。 　　 　　2．3　缺陷情况的记录和叙述 　　(1)该型断路器在1988年8月25日发生A相西断口导电杆运行中烧断，箱顶瓷瓶