Proč nainstalovat GCB na výstupech generátorů? 6 klíčových přínosů pro provoz elektráren

1. Chrání generátor

Když dojde k asymetrickému krátkému spojení na výstupu generátoru nebo k nerovnoměrnému zatížení jednotky, GCB může rychle izolovat poruchu a zabránit poškození generátoru. Během provozu s nerovnoměrným zatížením nebo při asymetrickém krátkém spojení uvnitř nebo vně jednotky se na povrchu rotoru indukuje dvojnásobná síla proudu pohyblivé frekvence, což způsobuje dodatečné zahřevání rotoru. Zároveň se střídavý elektromagnetický moment s dvojnásobnou frekvencí pohyblivého proudu indukuje dvojfrekvenční vibrovaní v jednotce, což vedou k kovové únavě a mechanickému poškození.

2. Chrání hlavní transformátor a vysokonapěťový stanice služební transformátor

S nainstalovaným GCB je selektivita ochranných funkcí zlepšena – ať už jde o operační poruchy, systémové oscilace nebo interní poruchy generátoru/transformátoru – čímž se zlepšuje spolehlivost bezpečného provozu jednotky.

Během operačních poruch nebo systémových oscilací stačí rychle vytrhnout pouze GCB, aniž by bylo třeba přepínat zdroj napájení stanice. Po odstranění poruchy lze generátor a síť rychle znovu propojit prostřednictvím GCB, čímž se zabrání výpadkům celého závodu způsobeným selháním přepínání zdroje napájení stanice.

Při výskytu interní poruchy generátoru lze nefunkční generátor izolovat bez přepínání zdroje napájení stanice. To umožňuje selektivní vytrhnutí ochrany generátoru, zjednodušuje drátění ochrany a zabrání přepínání zdroje napájení stanice (protože interní poruchy jednotky nevyžadují vytrhnutí vysokonapěťového okruhového vypínače). To je velmi výhodné při řešení přechodných poruch (zejména falešných teplotních signálů z kotlů/turbin), rychlé obnově provozu jednotky a prevenci nehod způsobených chybným obsluhováním.

Pro časté poruchy (např. interní poruchy transformátoru, poruchy zemnění transformátoru) je čas rozpojení GCB mnohem rychlejší než čas potlačení pole generátoru (několik sekund). To značně snižuje poškození transformátoru proudem poruchy, zkracuje dobu opravy, snižuje přímé a nepřímé ekonomické ztráty a zvyšuje dostupnost závodu o 0,7%–1%.

3. Eliminuje potřebu startovacího/náhradního transformátoru a zjednodušuje přepínání zdroje napájení stanice

S GCB lze energii pro start/zastavení jednotky zpětně přivádět do transformátoru stanice prostřednictvím hlavního transformátoru, čímž se eliminuje potřeba startovacího/náhradního transformátoru. Pro start/zastavení jednotky nebo zpracování poruchy stačí vytrhnout pouze GCB (ne vysokonapěťový okruhový vypínač), což snižuje postupy přepínání zdroje napájení stanice (ve srovnání s systémy bez GCB), snižuje složitost obsluhy a zvyšuje spolehlivost systému.

4. Zlepšuje selektivitu ochrany jednotky

Při výskytu interní poruchy generátoru GCB rychle vytrhne a izoluje generátor od sítě – bez vytrhnutí hlavního transformátoru. Energetické zabezpečení stanice během zastavení lze stále poskytovat zpětně prostřednictvím hlavního transformátoru, což se vyhne nouzovému přepínání systému zdroje napájení stanice. To snižuje zátěž na obsluhu a vytváří podmínky pro rychlé zpracování poruchy. Vyhnutí se přepínání vysokonapěťového zdroje napájení stanice zjednodušuje drátění kontroly a ochrany systému zdroje napájení stanice, což zlepšuje jeho spolehlivost. Instalace GCB na výstupu generátoru zjednodušuje konfiguraci ochrany generátor-transformátorové jednotky a snižuje složitost interlocků akcí ochrany. Během normálního startu/zastavení jednotky se zdroj napájení stanice poskytuje systémem prostřednictvím hlavního transformátoru, což eliminuje potřebu přepínání zdroje napájení stanice. Připojení jednotky k síti nebo její zastavení lze provést pouze prostřednictvím GCB, což zkracuje dobu startu a snižuje elektrické/mechanické otřesy motorů. Menší počet pracujících komponent také snižuje riziko chybného obsluhování.

5. Zjednodušuje postupy synchronizace

Při provedení připojení k síti pomocí vysokonapěťového okruhového vypínače je tento vystaven náporu napětí. V případě kontaminované externí izolace může tento nápor způsobit externí izolační flashover. Při provedení synchronizace na úrovni napětí generátoru (prostřednictvím GCB) je nápor napětí na vysokonapěťový okruhový vypínač eliminován. Použití GCB pro synchronizaci porovnává stejné napětí na obou stranách GCB, což zjednodušuje a zajišťuje spolehlivější synchronizaci. Navíc, protože GCB je instalován uvnitř (s lepšími podmínkami prostředí a širšími izolačními okraji), je spolehlivost synchronizace dále zajištěna.

6. Ulehčuje testování a uvádění do provozu

GCB odděluje generátor a transformátor do dvou samostatných částí, což umožňuje stupňovité, krok za krokem uvádění do provozu a testování. Když je zdroj napájení stanice poskytován hlavním transformátorem, lze generátor uvést do provozu, otestovat a změřit v podexcitačním stavu. Toto fyzické oddělení prostřednictvím GCB velmi ulehčuje uvádění do provozu, údržbu a inspekci generátoru a transformátoru a také poskytuje vhodné podmínky pro zkoušky krátkého spojení generátoru.