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发电机和变压器电气绝缘系统的最新发展

发电机和变压器电气绝缘系统的最新发展

点击数:7772 次   录入时间:03-04 11:49:09   整理:http://www.55dianzi.com   电力配电知识
     
    第一台DrvformerTM机组是52/17kV,10MVA单相变压器,建造的主要目的是概念演示和验证设计思路。第二台是为BirkaEnergi-瑞典的公用事业创造的商用机组,容量为20MVA,140/6.6kV,安被安装在Lottefors水电站。第三台也已安装完毕。 
     
    高压电缆绕组的一般特性 
     
    1、电场强度 
     
    2、电缆表面接地 
     
    外层地点的接触电阻十分重要。外半导电层的电阻率必须要在某一范围:电阻率太高,会引起半导电层两接触点之间的电位太高;电阻率太低,会导致半导电层中的功率损失增大。半导电层和接地系统之间保持良好接触也很重要。 
     
    带屏蔽绝缘的绕组对新型发电机和变压器Y连接的电缆绕组而言,在交流电压下,电场强度沿电缆绕组的直线端部到中性点逐渐降低。因此为尽量减少绝缘的使用量,电缆绕组可以用几段不同绝缘厚度的高压电缆组成。 
     
    沿绕组的冲击电压分布与在交流电压下不同,每段电缆的绝缘强度必须能承受作用于端部的部分瞬时过电压,绝缘厚度也必须考虑这个情况。 
     
    工作场强应当注意,电缆技术的应用简化了发电机和变压器的绝缘设计。如今的电缆绝缘材料和生产技术(例如干法交联、超净生产和三重挤出)可以制得工作场强15kV/mm以上的可靠的电缆。在新型发电机和变压器的绝缘设计中,目前,工作场强控制在10Kv/mm左右,这是根据实际情况在考虑中的电压范围内选定。在将来,将引入更高的电场强度。这样高的电场强度对基于云母和环氧的传统油绝缘是不可能达到的。绕组电缆沿导体表面的均匀电场分布,因此电缆的绝缘被充分利用。 
     
    机械方面,为避免因振动而引起外半导电层的磨损,PowerformerTM在电缆和槽壁之间的间隙垫入硅橡胶三角带,使电缆绕组牢固地固定在槽内。由硅橡胶衬垫提供的固定力还能适应电缆绝缘热膨胀的要求,同时也使外半导电层与接地的定子铁芯保持良好接触。 
     
    与PowerformerTM,WinformerTM在槽部设计和缠绕方法上有自己的特点,其中之一是每个槽内有两排电缆绕组,因此将电缆固定在槽内采用了不同的方法。对DryformerTM,电缆绕组的外半导电层的电阻率目前约为40Ω-cm,为控制表面电位,电缆绕组的外表面每匝有一个点交流接地。     
    热方面由于PowerformerTM定子绕组电缆中的电流很小,因此欧姆损耗与铁耗的比率要比传统发电机低得多,大部分热量是由处于地电位的定子铁心产生,这样大大简化了冷却系统。在PowerformerTM定子铁芯中安装水冷却回路,使系统保持在可接受的温度值。PowerformerTM目前设计的电缆导体的额定运行温度为70℃,低于XLPE电缆的运行温度,通常XLPE电缆绝缘材料的额定值是连续运行条件下90℃,这就是说PowerformerTM具有过载能力。 
     
    在传统变压器中,用油既作为绝缘,又作为冷却媒质,因此,两种功能之间具有不可分割的联系。然而对DryformerTM而言,介电绝缘和冷却之间联系极小,可以优化选择空冷或水冷系统,只要能使运行温度保持在规定值之内。 
     
    结论 
     
    云母/环氧和油/纤维素纸统治旋转电机和电力变压器的绝缘系统已有100多年的历史。然而近几年来,XLPE电缆已被引入发电机和变压器作为高压绕组用,这样就导致新型发电机(PowerformerTM)、新型风力发电系统(WindformerTM)和新型变压器(DryformerTM)的产生。新型高压发电机和变压器具有效率高、寿命长及对环境影响小等特点,这给予高压设备设计新的可能性,所推出的产品代表了高压电磁学利用Maxwell议程中的潜能的可能性。
 

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