發電機和變壓器電氣絕緣系統的最新發展

2017-04-12 11:28:44 大云網　點擊量：評論 (0)

核心提示：　　6發電機和變壓器電氣絕緣系統的最新發展用于發電和輸電系統的高壓設備正在繼續發展，以減低生產成本提高效率，新近還要求盡可能減小對環境的影響。在這些設備中，最重要的性能是絕緣。為使絕緣系統

核心提示：　　6發電機和變壓器電氣絕緣系統的最新發展用于發電和輸電系統的高壓設備正在繼續發展，以減低生產成本提高效率，新近還要求盡可能減小對環境的影響。在這些設備中，最重要的性能是絕緣。為使絕緣系統安全可靠地運

　　6發電機和變壓器電氣絕緣系統的最新發展用于發電和輸電系統的高壓設備正在繼續發展，以減低生產成本提高效率，新近還要求盡可能減小對環境的影響。在這些設備中，最重要的性能是絕緣。為使絕緣系統安全可靠地運行，絕緣材料的性能制造工藝和絕緣結構是最主要的話。

　　應溥昌為使絕緣系統安全可靠地運行，絕緣材料的性能制造工藝和絕緣結構是最主要的話。過去幾十年來，高壓絕緣系統發生了系列變化。

　　3尸6的應用導致56斷路器013和01丁等的發展，優良的絕緣性能和先進的工藝使其能在高壓電纜絕緣子和其它高壓設備上應用。

　　新近，現有的技術已被應用于種新的領域，用于輸配電的高壓電纜技術，現已在發電機和變壓器中作為高壓繞組，致使種新型的高壓發電機，打0咖6新的風力發電體系評出也0，1和無油電力變壓器DryfonerTM由此而產生。

　　變壓器絕緣系統的最新發展，特別著重于傳統的和新設備絕緣結構和絕緣特性之間的比較。

　　在最初的電纜中，空氣是主要用諸如天然橡膠杜仲膠油和石蠟麻棉松香和瀝青，后來用礦物油浸潰紙。隨著要求越來越高的電壓，為防止空隙內發生局部放電，從而發展了充油電纜。今天，在輸配電系統中主要采用的兩大電力電趣液體浸潰紙電纜和擠出聚合物電纜。

　　擠出電纜絕緣先是從熱塑性聚乙烯開始，很快被化學交聯聚乙烯，取代，由此占領了整個行業現在普遍用于地下配電系統，由于這種技術的重大進步，很快轉向變壓器應用領域。

　　現今，電力電纜的主要部件是過去幾年來，高壓絕緣系統發生由導體內外有兩層半導電層的絕了系列變化。

　　絕緣材料已被改進，以增加其所承受的電場強度。例如，旋轉電機電力電纜技術電力電纜技術已有很長歷史，自19世紀80年代廣泛使用白熾照明系統就已開始20世紀初期，已建成緣和護套組成。導體由多股銅或鋁線做成，然后用絕緣材料棵蓋該導體，最后在絕緣外加上金屬護套。

　　電纜技術的新應用約增加倍。

　　良好的使用絕緣電纜的地下電氣化新的絕緣介質已被引入，例如，設施。

　　0，06的，就是這種具有豐資公司，或被有經濟實力的集團或公司收購，形成新的電力電子企業，使企業獲得新的發展機遇。有些企業積極承擔國家重點項目或軍工項目，獲得國家撥款和低息貸款，企業獲得迅速發展。

　　3產品質量是產品能否進人國際市場的關鍵。

　　目前我國的電力電子產品的質量與國外大公司產品質量相比，還有定的差距。我們定要下大力提高產品質量，與國際標準接軌，才能在激烈的國際市場競爭中立于不敗之地。

　　從1987年1月開始與國內企業合作，與美國用戶共同探討中國的電力電子器件出口事宜到現在，森誠公司已探索奮斗了15年。今后森誠公司更要與國內企收加強合作，共同發展中國電力電子器件的海外市場。我們堅信在后丁0時代，在仝世界的，個市場上都有中國電力電子企業的發展空間，屆時中國電力電子企業的海外機構和銷售代理商將布滿全世界。惠富運行經驗的傳統又1電纜的絕緣系統，但不需要有金屬屏蔽和護套。在這種應用中，高壓電纜繞組由導體內半導電層固體電介質和外半導電層組成，在傳統電纜術語中，通常被稱之為電纜芯。該電纜的材料和加工工藝與高電纜技術中所采用的相。這樣，實際上與通常使用于電力輸配電系統的電纜完全等同。

　　與在電纜系統中樣，新應用也要求有電纜接頭和終端，因為電纜和電纜附件控制了電纜繞組系統做最佳選擇。但是不同絕緣尺寸的電纜之間總是要用轉換接頭，接頭各種情況也各不相同。

　　將這種高壓電纜技術應用于發電機和變壓器是新絕緣概念的核心，它嬴予這種設備提高運行性能新的可能性。

　　傳統發電機中，定子繞組由方形絕緣導體棒組成。過去20年來，雖然對地工作電壓已經增加，但絕緣材料和系統的變化相對較小。對在導體外使用云母帶，再用環氧或聚酯樹脂浸潰的發電機而言，如今的工作場強是2.510對使用云母帶的絕緣系統來說，非常重要的是在制造過程中要保持絕緣系統無空隙，但機械應力和熱循環會導致空隙的形成。因此，隨電壓的增高，絕緣內必定會出現局部放電。

　　傳統定子線棒的開頭是長方形不均勻，轉角處的電場強度高。另外，在繞組端部區域，必須采取復雜措施，以控制電場強度，避免發生局部放電和電暈。傳統發電機的這種設計原則使其輸出電壓不能超過3035，而電力輸送的電壓已達到800，甚至更高，以傳統發電機為基礎的發電廠經常需要用升壓變壓器。

　　與傳統發電機相反，0評60161的繞組是由擠出又1電纜組成，可以避免傳統絕緣結構的電場不均勻性。電纜繞組是圓柱形導體，沿導體面的電場分布均勻，其定子槽可以加工成適合帶有屏蔽絕緣的電纜繞組的形狀。

　　現今，這種應用方式的，絕緣的工作場強可以達到15，和現有的500，電纜設施所能達到的樣。因此，新型發電機對建造直接能接到輸電系統電壓標準而不需升壓變壓器的高壓發電機提供了，能，而且還降低了功率損失，提高了效力機械應力和磁應力分隔開，這樣可以獨立最佳選擇這些基本設計參數，從而可以對與之相關的材料進行改進。

　　1998年春，額定45和6001的發電機樣機，已在瑞典北部，呢水電站投入運行。另外臺發電機或正在運行，或正在建造。

　　它們是額定容量為136化42厘和3000，1的汽輪發電機和155讓，75MWA和125rm的水力發電機。

　　以，0評6打001技術為基礎，最近座落于近海和沿海區域的風場開發了新型的風力發電系統治出0，的典型額定功率是35厘界。界比也，1的基本設計特點是定子用高壓電纜繞組基本原理從，0評6付00得到，轉子為永久磁鐵，轉子與透平機直接偶合無齒輪箱，以及直流集電系統。

　　評加印挪的設計在電氣回路方面均達到最佳化。例如，在每個定子槽內安裝兩排電纜繞組，每相是說不需要電纜接頭。通常，WindfomerTM被安裝在海上或近海岸。因此，界印所用的全部材料要仔細選擇，以防止在嚴酷環境條件下金屬部件生銹，電介質老化。

　　在傳統電力變壓器中，絕緣系統主要由礦物油和纖維素紙組成，事實證明這個組合具有突出的介電性能和熱性能。從絕緣系統方面看，這是種非常有效的組合，紙和油本身的介電強度分別達到40和12，爪爪，而該組合的介電強度為64爪爪。然而，對變壓器而言，由于各種原因，其工作場強只允許1.5，爪。油紙絕緣也有不足之處，例如有著火和，炸的危險油噴濺的危險等等。

　　傳統變壓器的油紙絕緣系統，只有經非常徹底的處理過程，才能得到良好的介電性能。在自然狀態，紙或紙板典型的含有510的潮氣，因此，第步處理過程是在高溫高達130，和真空下的完全干燥過程，以使潮氣含量降低到約5，第步處理過程是對工作部件鐵芯。繞組固定塊和引線進行真空浸潰，使礦物油達到且充滿絕緣系統的所有空隙。單單完全干，所需時間可能就要兩個星期。因此，科技開發人員對電力變壓器的干式設計具有極大的興趣。現有的兩種類型是絕緣為3氣體變壓器和用模塑環氧玻璃纖維材料做成的變壓器。

　　已氣體絕緣變壓器的電壓等級可以達到275.隨環保要求的提高，人們希望找到種3的替代物。以模塑環氧玻璃纖維絕緣的變壓器，最高的電壓等級只有36kV左右，主要是因為內部場強超過了局部放電起始電壓。因為最新推出的干式變壓器0，1既不含油，也不用紙，不存在與可燃性油有關的危險，也不需要昂貴的完全干透過程。

　　傳統變壓器和，1之間的差別不僅在絕緣材料，而且在絕緣結構上。

　　對傳統的電力變壓器，絕緣系統由兩部分組成4絕緣和匝間絕緣。主絕緣是繞組和接地部件之間不僅必須承受因雷電和斷路器開關產生的瞬時過電壓，還必須承受交流電應力。對匝間絕緣，其設計要求主要是瞬時過電壓的影響。對匝間絕緣模型的電場分析明，電場強度在繞組邊緣之間的油隙中大大增加。對用電纜繞組的，7171不存在這樣的問，因為外半導電層是接地的，電纜繞組的絕緣只須起傳統變壓器中主絕緣的作用。

　　另外，高壓電纜技術與變壓器技術的組合可以呈現將各種零部件傳統變壓器中，絕緣系統的介電強度繞組的機械強度和耐熱極限互相依存，而在新技術中，不同功能性可以獨立做到最佳狀態。

　　17，10單相變壓器，建造的主要目的是概念演和驗證設計思路。第臺是為出汰3陽找1瑞典在6如水電站。第臺也已安裝完畢。

　　離壓電纜繞組的般特性2電纜面接地外層地點的接觸電阻分重要。

　　外芊導電層的電阻率必須要在某范圍電阻率太高，會引起半導電層兩接觸點之間的電位太高，電阻率太低，會導致半導電層中的功率損失增大。半導電層和接地系統之間保持良好接觸也很重要。

　　繞組對新型發電機和變壓器連接的電纜繞組而言，在交流電壓下，電場強度沿電纜繞組的直線端部到中性點逐漸降低。因此為盡量減少絕緣的使用量，電纜繞組可以用幾段不同絕緣厚度的高壓電纜組成。

　　沿繞組的沖擊電壓分布與在交流電壓下不同，段電纜的絕緣強度必須能承受作用于端部的部分瞬時過電壓，絕緣厚度也必須考慮這個情況。

　　工作場強應當注意，電纜技術絕緣設計。如今的電纜絕緣材料和生產技術例如干法交聯。超凈生產和重擠出可以制得工作場強15，1以上的可靠的電纜。在新型發電機和變壓器的絕緣設計中，目前，工作場強控制在10，1左右，這是根據實際情況在考慮中的電壓范圍內選定。

　　在將來，將引入更高的電場強度。

　　這樣高的電場強度對基于云母和環氧的傳統油絕緣是不可能達到電場分布，因此電纜的絕緣被充分利用。

　　機械方面，為避免因振動而引起外半導電層的磨損，0評610爪財1在電纜和槽壁之間的間隙墊入硅橡膠角帶，使電纜繞組牢固地固定在槽內。由硅橡膠襯墊提供的固定力還能適應電纜絕緣熱膨脹的要求，同時也使外半導電層與接地的定子鐵芯保持良好接觸。

　　評出60在槽部設計和纏繞方法上有自己的特點，其中之是每個槽內有兩排電纜繞組，因此將電纜固定在槽內采用不同的方法。

　　對0016電纜繞組的外半導電層的電阻率目前約為40，變壓器的大型風電機組188公司開發的高壓發電機可直接并網，文李連貴為控制面電位，電纜繞組的外面每匝有個點交流接地。

　　熱方面由于，0評6門定子繞組電纜中的電流很小，因此歐姆損耗與鐵耗的比率要比傳統發電機低得多，大部分熱量是由處于地電位的定了鐵芯產生，這樣大大簡化了冷卻系統。在，界6付016定子鐵芯中安裝水冷卻回路，使系統保持在可接受的溫度值。

　　在傳統變壓器中，用油既作為絕緣，又作為冷卻媒質，因此，兩種功能之間具有不，分割的聯系。然而對0冰，爪1而言，介電絕緣和冷卻之間聯系極小，可以優化選擇空冷或水冷系統，只要能使運行溫度保持在規定值之內。

　　結論云母環氧和油纖維素紙統治旋轉電機和電力變壓器的絕緣系統已有多年的歷史。然而近幾年來電纜已被引入發電機和變壓器作為高壓繞組用，這樣就導致新型發電機，016廣，新型風力發電系統評，和新型變壓器，印7的產生。新型高壓發電機和變壓器具有效率高蕎命氏及對環境影響小等特點，這給予高壓設備設計新的可能性，所推出的產品代了高壓電磁學利用3，方程中的潛能的可能性。茗最近瑞士六88公司開發成功種不用齒輪箱升速的，也不需變壓器升壓的低轉速高電壓大容量風力發電機組，從而帶來了電機發展百年歷史上的次革命。它不限下風電領域，而且將廣泛用于水輪和汽輪發電機上，大量節省變壓器。

　　與傳統風電機組不同的是，這種被稱為界10，1新型風電機組通過齒輪箱，采用大直徑圓盤式永磁鋼轉子而不是異步發電機轉子，定子繞組采用圓形的高壓電纜線而不是矩形截面的銅線。這種圓形高壓電纜技術是瑞士88公司的專利發明，全部定子繞組由根電纜繞制，中間沒有接頭，可靠性較高。發電機電壓可達20以上，最高可達400.最初的發電頻率約為5經過極管整流器和可控硅逆變器后得到50只2工頻的交流電。

　　新型風電機組的單機容量為3，5厘評。當容量為3界時，風輪機的中心高為70，3個葉片，每個葉片長約45由環氧玻璃鋼制成。具有多極結構的大直徑圓盤式永磁鋼轉子直徑為6m以上，轉速約為18r min.為適應海上運行，永磁鋼采用防腐材料。機組可在528瓜3可變風速下運行，風速為13，18時達到額定功率。低于額定風速時，葉片角度自動調到有效位置；當風速為18，27爪5時，輸出功率從34降到500界。當風速平均為8取3時，年發電量約為，界。

　　由于省略了齒輪箱變壓器，起勵器功率因數校準器等設備，而使這種新型機組的成本大為降低，同時還減少了運行和維護費用，提高了效率，提高了可用率。而且機組使用壽命過后，有效材料都能再生利用。轉子采用永磁鋼材料對環境也有好處。由于較多地采用了環保型材料，這種機組有利于生態環境的特點十分突出。

　　開發這種新型風電機組的基礎是0諷6打0打1技術，即不必采用升壓變壓器即可直接并網的高壓發電機系統，也就是圓形高壓電纜專利發明。除了用于即將安裝投運的瑞典Nassudderr海上風電場上的首批大容量風電機組外，這種新技術免在1998年5月瑞典北部盧雷河上波里尤斯水電站安裝的發電機上首次應用，它不用變壓器可直接并網。

　　計劃于2000年底投入運行的EskUstuna54kV高壓汽輪發電機將是應用這種高壓發電機新技術的里程碑。除了上述風電水電和火電新產品之外，這種新技術也可用于老產品的技術改造。因此，這種可使輸出功率增加20，維護費用減少半，界發電設備行業關注的焦點，這在最近幾屆國際大電網會議上已經引起轟動。