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发电机和变压器电气绝缘系统的最新发展
  • 作者:永超
  • 发布时间:15-10-17 15:14
  • 点击数:78
  • 文章来源:未知
用于发电和输电系统的高压设备正在继续发展,以减低生产成本、提高效率,新近还要求尽可能减小对环境的影响。在这些设备中,最重要的性能是绝缘。为使绝缘系统安全可靠地运行,绝缘材?#31995;?#24615;能、制造工艺和绝缘结构是最主要的话题。过去几十年来,高压绝缘系统发生了一系列变化。
  绝缘材料已被改进,以增加其所承受的电场强度。例如,旋转电机的?#32536;?#24037;作电压,在过去的20年中约增加一倍。
  新的绝缘介质已被引入,例如,SF6的应用导致SF6?#19979;?#22120;、GIS和GIT等的发展,优良的绝缘性能和先进的工艺使其能在高压电缆、绝缘子和其它高压设备上应用。
  新近,现有的技术已被应用于一种新的领域,用于输配电的高压电缆技术,现已在发电机和变压器中作为高压绕组,?#29575;?#19968;种新型的高压发电机:PowerformerTM、新的风力发电体系:WindformerTM和无油电力变压器:DryformerTM由此而产生。
  本文将详细介绍这种发电机和变压器绝缘系统的最新发展,特别着重于传统的和新设备绝缘结构和绝缘特性之间的比较。
  电力电缆技术
  电力电缆技术已有很长历史,自19世纪80年代广泛使用白炽照明系统就已开始。20世?#32479;?#26399;,已建成良好的使用绝缘电缆的地下电气化设施。
  在最初的电缆中,空气是主要的绝缘介质,其它地下电缆设备采用诸如天然橡胶、杜仲胶、油和石蜡、麻、棉、?#19978;?#21644;沥青,后来用矿物油浸渍纸。随着要求越来越高的电压,为防止空隙内发生局部放电,从而发展了充油电缆。今天,在输配电系统中主要采用的两大电力电缆:液体浸渍纸电缆和挤出聚合物电缆。挤出电缆绝缘先是从热塑性聚乙烯开始,但很快被化学交联聚乙烯(XLPE)取代,由此占领了整个行业。现在,XLPE普遍用于地下配电系统,由于这种技术的重大进步,很快转向变压器应用领域。
  现今,电力电缆的主要部件是由导体、内外有两层半导电层的绝缘和护套组成。导体由多股铜或?#26009;?#20570;成,然后用绝缘材料覆盖该导体,最后在绝缘外加上金属护套。
  用于发电和输电系统的高压设备正在继续发展,以减低生产成本、提高效率,新近还要求尽可能减小对环境的影响。在这些设备中,最重要的性能是绝缘。为使绝缘系统安全可靠地运行,绝缘材?#31995;?#24615;能、制造工艺和绝缘结构是最主要的话题。过去几十年来,高压绝缘系统发生了一系列变化。
  绝缘材料已被改进,以增加其所承受的电场强度。例如,旋转电机的?#32536;?#24037;作电压,在过去的20年中约增加一倍。
  新的绝缘介质已被引入,例如,SF6的应用导致SF6?#19979;?#22120;、GIS和GIT等的发展,优良的绝缘性能和先进的工艺使其能在高压电缆、绝缘子和其它高压设备上应用。
  新近,现有的技术已被应用于一种新的领域,用于输配电的高压电缆技术,现已在发电机和变压器中作为高压绕组,?#29575;?#19968;种新型的高压发电机:PowerformerTM、新的风力发电体系:WindformerTM和无油电力变压器:DryformerTM由此而产生。
  本文将详细介绍这种发电机和变压器绝缘系统的最新发展,特别着重于传统的和新设备绝缘结构和绝缘特性之间的比较。
  电力电缆技术
  电力电缆技术已有很长历史,自19世纪80年代广泛使用白炽照明系统就已开始。20世?#32479;?#26399;,已建成良好的使用绝缘电缆的地下电气化设施。
  在最初的电缆中,空气是主要的绝缘介质,其它地下电缆设备采用诸如天然橡胶、杜仲胶、油和石蜡、麻、棉、?#19978;?#21644;沥青,后来用矿物油浸渍纸。随着要求越来越高的电压,为防止空隙内发生局部放电,从而发展了充油电缆。今天,在输配电系统中主要采用的两大电力电缆:液体浸渍纸电缆和挤出聚合物电缆。挤出电缆绝缘先是从热塑性聚乙烯开始,但很快被化学交联聚乙烯(XLPE)取代,由此占领了整个行业。现在,XLPE普遍用于地下配电系统,由于这种技术的重大进步,很快转向变压器应用领域。
  现今,电力电缆的主要部件是由导体、内外有两层半导电层的绝缘和护套组成。导体由多股铜或?#26009;?#20570;成,然后用绝缘材料覆盖该导体,最后在绝缘外加上金属护套。
  WindformerTM
  以WindformerTM技术为基础,最近座落于近海和沿海区域的风场开发了新型的风力发电系统WindformerTM。
  WindformerTM的典型额定功率是3~5MW。WindformerTM的基本设计特点是定子用高压电缆绕组(基本原理从PowerformerTM得到),转子为永久磁铁,转子与透平机直?#20248;?#21512;(无齿轮箱),以及直流集电系统。
  WindformerTM的设计在电气回路方面均达到最佳化。例如,在每个定子槽内安装两排电缆绕组,每相的整个绕组由一根电缆组成,也就是说不需要电缆接头。通常,WindformerTM?#35805;?#35013;在海上或近海岸。因此,WindformerTM所用的全部材料要仔细选择,以防止在严酷环境条件下金属部件生锈,电介质老化。
  DryformerTM
  在传统电力变压器中,绝缘系统主要由矿物油和纤维素纸组成,?#29575;?#35777;明这个组合具有突出的介电
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