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超高压发电机Powerformer

来源:广州启灏机电工程有限公司发布时间:2022-09-17 11:45阅读:原标题:超高压发电机Powerformer

计上有巨大变化,同时使发电、输变电和用电都产生了新的变化。

众所周知,发电机额定电压由于绕组绝缘限制至今未超过30kV.为了减少输电损耗,电网电压却已升至220、500kV或更高,因此,送电端要配置升压变压器,受电端要有降压变压器。ABB工程师摒弃了传统电机的绝缘结构,研制出与电网直接相连的超篼压发电机,从而引起了一系列创新。

Powerformer的原理及优点abb公司利用集成概念对系统进行了优化,历经8年的时间,开发出一种新型的超高压发电机。用于水力发电和火力发电,商品名称为Powerformer;用在风力发电上,就称为Windformer;用在电动机上,就称这种新型超篼压发电机的定子绕组与常规电机不同,采用电缆绕制的集中绕组。是利用交联聚乙烯(XLPE)电缆制成的定子高压绕组,它可避免定子电流过大而引起的一系列的麻烦,如冷却问题、绕组振动和焊接困难等问题。每根电缆长约100m,用标准的电缆接头连接。电缆的电场分布均匀,这更符合麦可斯威定律,为矩形定子线棒和圆形电缆电场分布的比较。

矩形定子线棒与电缆式绕组电场分布图超篼压发电机的转子结构与常规电机一样用空气冷却,定子铁心用XLPE管通水冷却。Powerformer简化了系统,取消了发电机出口开关、封闭母线、升压变压器,可以直接与电网连接,维护工作量减少,系统效率可提高2%,造价可节约10%左右。通过寿命周期评估(LCA)表明,Powerformer与普通发电机生产同样电能,所用燃料少,废气排放量低,对环境影响小。

又因其惯性常数(GD2)通常比传统发电机的大,有利于电力系统的安全稳定运行。但是,就发电机来说,Powerformer的体积比常规发电机的要大,重量约为传统发电机的1.2-1.4倍。

的Powerformer设计参数见表1.ABB公司研制的用在水、火电上的Powerformer运行参数表见表2.Pow-erformei的供货范围与传统发电机不同,包括主机及其控制和保护设备,如励磁、继电保护、仪表及并网设备,将发电机连接到电网的设备包括高压电缆,篼压开关和测量变压器等。

表1使用在水电、火电上的Powerformer设计参数表电站容量/MW电压/kV频率/Hz转速/r励磁方式水电无刷或静态火电无刷或静态表2不同电站上的Powerformer运行参数表电站名称容置电压转速备注样机运行,全面试验老机改造样机,经过全面试验传统发电机与超高压发电机的比较见表3.铜耗和铁耗相比,铜耗远远小于铁耗,正好和传统发电机相反。因此,冷却重点放在铁心上。在当前设计中,Powerformer有两套主要的冷却系统,转子和定子绕组端部用空气冷却,而定子铁心用水冷却。冷却水管轴向插人定子铁心。冷却水管也是由交联聚乙烯材料制成,与绝缘材料本质相同,只是水管用的是更篼密度的材料。塑料管的使用可以消除管子和铁心间短路的危险,也可以避免在接头和管子中产生涡流。由于铁心处于低电位,所以冷却水不必像传统的水冷却定子绕组那样,要对水进行去离子。而Power-former所用的冷却水可以采用普通的自来水。用水冷却的定子铁心比用空气冷却的定子铁心具有以下优点:①水冷却定子的空气流量低,风阻和摩擦损耗降低;②水冷却定子没有通风槽,使电机更为紧凑,缩小了电机体积。

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