2.2保護(hù)發(fā)電機(jī)及主變壓器
當(dāng)發(fā)電機(jī)帶不平衡負(fù)荷運(yùn)行、內(nèi)部或外部發(fā)生不對稱短路時均會對發(fā)電機(jī)產(chǎn)生很嚴(yán)重的機(jī)械和熱應(yīng)力，這種故障電流及其非全相運(yùn)行的負(fù)序分量所引起的熱應(yīng)力加在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的阻尼繞組上，會產(chǎn)生異常的高溫而使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子嚴(yán)重受損。除此以外，高壓斷路器的合、分閘不同期，避雷器的損壞，架空線或GIS連接套管上行波反射造成的接地故障都會對發(fā)電要造成影響，GCB可以迅速切除這些故障，使得發(fā)電機(jī)免遭損壞。但如果沒有裝設(shè)GCB，發(fā)電機(jī)會持續(xù)提供不平衡負(fù)載給故障點(diǎn)，直到滅磁裝置起作用。由于滅磁過程往往會持續(xù)幾秒鐘時間，甚至?xí)^10s，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)嚴(yán)重的損壞。
雖然GCB不可能避免系統(tǒng)內(nèi)某一故障的發(fā)生，因為該故障可能是某一設(shè)備固有的弱點(diǎn)或是外部原因所造成的，然而GCB可以減少加在設(shè)備上的各種應(yīng)力和故障所造成的損壞程度。作為一個例子，假設(shè)變壓器高壓側(cè)套管對地發(fā)生故障，系統(tǒng)故障電流可以被高壓斷路器切斷，如果沒有GCB，發(fā)電機(jī)會不斷的把電流送到故障點(diǎn)，直到滅磁設(shè)備起作用。一般滅磁時間均需5～20s不等，特別是對那些在主變高壓側(cè)的故障，在初的40ms內(nèi)，燃弧電流來自系統(tǒng)側(cè)和發(fā)電機(jī)側(cè)，變壓器油箱內(nèi)部壓力上升迅速。40ms時，高壓斷路器把系統(tǒng)與故障點(diǎn)分開，燃弧電流只由發(fā)電機(jī)供給，如果沒有GCB，發(fā)電機(jī)會把一個因為滅磁而衰減的電流源源不斷的送到燃弧點(diǎn)，并維持幾s的時間，變壓器油箱內(nèi)部壓力終上升至發(fā)生爆炸的限壓力，從而引發(fā)變壓器油箱爆炸。如果應(yīng)用GCB，在60ms時GCB動作切斷發(fā)電機(jī)故障電流，壓力就可以被限制在發(fā)生爆炸的壓力以下，變壓器就可避免發(fā)生爆炸。由此可見，采用GCB能夠保護(hù)主變壓器。
2.3提高保護(hù)選擇性
當(dāng)發(fā)電機(jī)側(cè)發(fā)生故障時，GCB動作將故障點(diǎn)與系統(tǒng)隔離，避免了廠用電事故切換，簡化了廠用電源的控制保護(hù)接線，降低了保護(hù)動作的聯(lián)鎖復(fù)雜性。當(dāng)主變壓器側(cè)故障時，GCB可以迅速切除，使得發(fā)電機(jī)、主變壓器和廠用高壓變壓器處于各自獨(dú)立的保護(hù)范圍內(nèi)。
2.4方便調(diào)試和改善同期條件
GCB之所以能執(zhí)行機(jī)組所需的全部操作任務(wù)，是因為它的位置處在回路中恰當(dāng)?shù)牡胤剑梢栽诓恢袛鄰S用電源的情況下將發(fā)電機(jī)斷開，這樣運(yùn)行人員也減少了操作，避免了出錯的可能性。機(jī)組投運(yùn)進(jìn)行短路試驗時，可很方便地實(shí)現(xiàn)使用接地開關(guān)，否則要進(jìn)行試驗改接線，需投入額外的資金和時間，還有可能承擔(dān)不必要的風(fēng)險。
當(dāng)電廠與電網(wǎng)的連接經(jīng)由高壓斷路器通過主變壓器受電時，同期點(diǎn)可由GCB來實(shí)現(xiàn)。對于同期操作來而言，應(yīng)用主變高壓側(cè)斷路器和GCB來進(jìn)行同期操作有什么不同呢？國外的研究表明分別由高壓斷路器和GCB來實(shí)現(xiàn)同期操作和不同期操作所引起的延遲過零電流，對系統(tǒng)有著不同的影響，在反相同期操作過程中由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的快速轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生的延遲過零電流，高壓斷路器在切斷反相同期電流上能力非常有限，而GCB有足夠的能力切斷該電流。
當(dāng)同期在高壓側(cè)進(jìn)行操作時，高壓斷路器可能會受到過電壓作用。在污染較重的情況下，可能使高壓斷路器外部絕緣介質(zhì)的閃絡(luò)。再者，高壓斷路器一般都不是三相機(jī)械聯(lián)動的，所以在同期操作過程中就有可能產(chǎn)生有較大不同期，這樣會產(chǎn)生一個不平衡負(fù)載，給發(fā)電機(jī)帶來嚴(yán)重的機(jī)械和熱應(yīng)力，從而損壞發(fā)電機(jī)。
當(dāng)同期在發(fā)電機(jī)電壓等級進(jìn)行操作時，斷路器電壓等級的降低有助于防止外部絕緣閃絡(luò)。用GCB實(shí)現(xiàn)同期操作在發(fā)電廠操控范圍內(nèi)，變電站操控可以不介入，從而不會產(chǎn)生任何操控責(zé)任上的重疊。