なぜ発電機の出力にGCBを設置するのか？発電所運転における6つの主要な利点
1. 発電機を保護する
発電機の出力またはユニットが不均衡負荷を受ける際に非対称短絡が発生した場合、GCBは迅速に故障を隔離し、発電機の損傷を防ぐことができます。不均衡負荷運転中、または内部/外部の非対称短絡時には、ロータ表面に2倍の周波数の渦電流が誘起され、ロータの追加加熱が引き起こされます。同時に、2倍の周波数の交流電磁トルクにより、ユニットに2倍周波数の振動が誘導され、金属疲労や機械的損傷につながります。
2. 主変圧器と高圧所用変圧器を保護する
GCBを設置することで、保護機能の選択性が向上します—動作障害、システム振動、または発電機/変圧器の内部障害の際も同様です—これによりユニットの安全な動作の信頼性が向上します。
動作障害やシステム振動の際には、GCBのみを素早くトリップする必要があり、所用電源の切り替えは不要です。障害が解消された後、GCBを介して発電機と電網を迅速に再接続でき、所用電源の切り替え失敗による全プラントの停電を回避できます。
内部発電機障害が発生した場合、所用電源の切り替えなしで故障した発電機を隔離できます。これにより、発電機の選択的な保護トリップが可能になり、保護配線が簡素化され、所用電源の切り替え（内部ユニット障害では高圧遮断器のトリップは不要）が回避されます。これは一時的な障害（特にボイラー/タービンからの誤った熱信号）の解決、ユニットの迅速な動作復帰、および誤操作による事故の防止に大いに有益です。
頻繁に発生する障害（例えば、変圧器内部障害、変圧器接地障害）の場合、GCBの切断時間は発電機のフィールド抑制時間（数秒）よりもはるかに速いです。これにより、変圧器への障害電流の損傷が大幅に減少し、メンテナンス時間が短縮され、直接/間接的な経済損失が削減され、プラントの稼働率が0.7%~1%向上します。
3. 起動/待機変圧器の必要性を排除し、所用電源の切り替えを簡素化する
GCBを使用すると、ユニットの起動/停止電力を主変圧器を介して所用変圧器に逆送できるため、起動/待機変圧器は不要になります。ユニットの起動/停止または障害処理にはGCBのトリップ（高圧システム遮断器のトリップではない）のみが必要であり、所用電源の切り替え手続き（GCBがないシステムと比較して）が削減され、操作の複雑さが低減され、システムの信頼性が向上します。
4. ユニット保護の選択性を向上させる
内部発電機障害が発生した場合、GCBは素早くトリップして発電機を電網から隔離します—主変圧器をトリップすることはありません。停止時の所用電源は依然として主変圧器を介して逆送可能ですので、所用電源システムの緊急切り替えを避けることができます。これにより、オペレータの負担が軽減され、迅速な障害処理の条件が整います。高圧所用電源の切り替えを回避することで、所用電源システムの制御および保護配線が簡素化され、その信頼性が向上します。発電機出力にGCBを設置することで、発電機-変圧器ユニットの保護構成が簡素化され、保護動作連鎖の複雑さが減少します。通常のユニット起動/停止時には、所用電源はシステムを介して主変圧器から供給されるため、所用電源の切り替えは不要です。ユニットの電網接続または停止はGCBのみを介して完了でき、起動時間を短縮し、モーターに対する電気的/機械的ショックを減少させます。操作部品が少ないことで誤操作のリスクも低減されます。
5. 同期手順を簡素化する
高圧遮断器を使用して電網接続を行う場合、遮断器は電圧ストレスにさらされます。外部絶縁が汚染されている場合、このストレスは外部絶縁のフラッシュオーバーを引き起こす可能性があります。GCBを介して同期を行う場合（発電機電圧レベルで）、高圧遮断器への電圧ストレスはなくなります。GCBを使用して同期を行うと、GCBの両側の電圧が等しくなるため、同期がより簡単かつ信頼性が高くなります。また、GCBは室内に設置される（環境条件が良く、絶縁マージンが広い）ため、同期の信頼性がさらに確保されます。
6. テストと試運転を容易にする
GCBは発電機と変圧器を2つの独立したセクションに分離し、段階的にステップバイステップでの試運転とテストを可能にします。所用電源が主変圧器から供給される場合、発電機は励磁不足条件下で試運転、テスト、測定を行うことができます。この物理的な分離により、GCBを介して発電機と変圧器の試運転、メンテナンス、検査が大幅に容易になり、発電機の短絡テストにも便利な条件を提供します。
