抽水蓄能机组发电电动机出口断路器使用寿命研究.doc

抽水蓄能机组发电电动机出口断路器使用寿命研究【摘要】结合江苏宜兴抽水蓄能电站机组的运行数 据，对SF6型发电机出口断路器（下简称GCB）使用寿命进 行了分析，并指出目前运行工况对GCB使用寿命的影响同 时，提出了可参照GCB状态监测结果，来合理安排检修计划， 保证机组乃至系统的安全可靠运行关键词】使用寿命分析机械寿命电气寿命状态监 测江苏宜兴抽水蓄能电站装有四台可逆式抽水蓄能机组 （4X250丽），发电电动机出口断路器（下简称GCB）选用瑞 士 ABB公司的HECPS-3S型SF6发电机断路器模块GCB是电 站最重要的控制和保护设备之一，它具有常规机组发电机出 口断路器的作用（在正常情况下切、合发电机；又要在故障 情况下开断巨大的故障电流，尤其是短路电流）；同时，其 操作更频繁，且每次在水泵工况正常停机时，为避开机组水 泵工况低功率的振动，断开较大的负荷电流因此，分析电 站GCB的使用寿命，掌握其运行过程中的实际状态，对机组 乃至系统的安全可靠运行是非常必要的一、SF6型断路器使用寿命分析SF6型断路器使用寿命包括机械寿命和电气寿命随着研发能力和制造能力的不断提高，GCB的机械性能非常稳定 可靠，其机械寿命远高于电气寿命。

ABB公司提供的资料显 示，该公司生产的HECPS型发电机断路器机械寿命能实现在 执行制造商测试后20年、或20, 0⑻次通断转换操作，而 无需维修、润滑或更换部件下面仅就SF6型断路器电气寿 命进行分析一) 影响SF6型断路器电气寿命因数影响SF6型断路器电气寿命的随机因素太多，如：不同 产品结构相异，对同样的开断电流却表现出不同的电磨损； 同一产品在不同试验站也有不同的试验结果；甚至同一产品 在同一试验站做两个系列的电气寿命试验也可能得到不同 的结果法国高能试验室(EDF)和意大利工程指导公司 (ENEL)对中压和高压SF6断路器的电气寿命进行的研究与 试验观察到：限制灭弧室使用寿命的是弧触头而不是喷嘴 因为喷嘴材料的电弧分解物对SF6气体绝缘的影响极小，喷 门尺寸的扩大通常也不成为制约开断能力的主要因素，而触 头材料的电弧分解物和金属粒子都会影响灭弧室的绝缘特 性和对暂态恢复电压的承受能力静弧触头长度的磨损和动 弧触头口径的扩大，却是制约灭弧室电气寿命的主要因素 这一观点得到国内许多同行的认可二) SF6断路器电气寿命近似折算公式开断不同大小的故障电流，对灭弧室的烧损作用是不同的。

但是，诸如燃弧时间、触头及喷嘴的结构与材料等随机 因素对灭弧室烧损的影响，从累计的角度考虑，都可加以简 化用额定短路开断电流ISN连续开断不检修次数来表示断 路器的电气使用寿命，已在我国电力行业标准中规定正是基于如此，EDF和ENEL在电气寿命研究中，找到了 一种可行的近似折算公式一触头损耗等效定律NS=f (ISN/IS)该定律适于工程使用，表达了不同开断电流对 灭弧室烧损量的折算关系它以0. 5ISN (ISN为额定短路开 断电流，IS为实际开断电流)一次开断的电磨损为基数，当 IS。