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                    高壓電機新型防暈材料和防暈結構及應用研究

                    分類:公司新聞 發布時間:2017-05-23 訪問量:134

                    深圳市永坤機電有限公司,是專業電機廠商,生產直流電機、行星減速機、調速電機、無刷電機、立式及臥式齒輪減速電機、調速及定速電機、剎車電機、各類減速機.永坤馬達,剎車馬達,齒輪減速電機,調速馬達,齒輪減速馬達,永坤電機,減速電機,蝸淪馬達,永坤電動卷門機,深圳永坤馬達,深圳剎車馬達,深圳齒輪減速電機。

                    前言目前國內外高壓電機定子線棒端部防暈材料用碳化硅非線性材料作為主要防暈材料,防暈結構主要有兩種形式:一種是對發電機定子線棒端部采用半截防暈結構,亦即線棒端部高阻防暈層末端離引線有一定的距離,其設計思想是防暈層末端電位越低越好,該結構對定子繞組端部固定件及接觸部位易產生放電腐蝕現象;另一種防暈結構是定子線棒整個端部全包防暈層并與引線相連,該結構主要優點是定子繞組端部對固定件及接觸部位不易產生放電現象,提高發電機長期運行可靠性,象三峽發電機定子線棒,AL-:2004-07-14汽輪發電機、水輪發電機絕緣技術和應用研究工作,獲國家、省、市科STOM公司采用端部全包防暈層并與引線相連。

                      2防暈材料的篩選和防暈帶的研究碳化硅(SiC)是高壓發電機定子線棒端部良好的防暈材料。對于非線性碳化硅材料符合如下電阻特性:p=Qe-BE,取自然對數得:lnp=lnQ-Be.通過測試和計算得出不同細度碳化硅的非線性參數,根據不同的非線性參數進行防暈結構的優化設計,確定不同電壓等級的防暈結構。

                      3~27kV高壓發電機定子線棒端部防暈可采用一級至多級優化傳統防暈結構和新型防暈結構及技術,滿足高壓發電機定子線棒的防暈要求。

                      5種不同非線性參數的高阻防暈帶,代號為HEC-A002、HEC-A003、HEC-A004、只瓦-人005和只瓦匚-人007.根據計算和分析軟件,輸入測試電壓和相應的防暈帶電阻值,推算出防暈帶表1優化的傳統防暈結構試驗結果額定電壓kV交流耐電壓,持續1min起暈電壓kV空氣中閃絡電壓kV試驗電壓,kV結果6323.8通過22.57010.535.表2新型防暈結構線棒高壓試驗結果額定電壓kV交流耐電壓,持續1min起暈電壓kV空氣中閃絡電壓kV試驗電壓,kV結果6.323.8通過28.585.010.535.75通過39.0110.513.表技術指標開發新型防暈結構ABB-ALSTOM三峽標準起暈電壓,kV>55交流耐壓(持續1min),80kV通過(無需加分流器)通過(需加分流器)閃絡擊穿電壓,kVkX表3模擬三峽端部固定結構試驗結果Un=20kV試驗項目熱老化前熱老化130*C/30天后起暈電壓,kV56>45耐交流電壓試驗通過55kV持續1min通過43kV持續1min熱老化后的閃絡電壓試驗,kV140.8kV(主絕緣擊穿,防暈層未閃絡)的電阻率Q和非線性系數B.應用試驗證明5種高阻防暈帶完全滿足6. 3~27kV高壓發電機定子線棒防暈技術要求。

                      3優化的防暈結構性能試驗1優化傳統防暈結構性能試驗傳統防暈結構是線棒端部防暈層末端與引線有一定的距離。采用優化的傳統防暈結構,縮短了各級防暈層的長度,使各級防暈層的非線性參數合理搭配。試驗結果如表1所示。

                      由表1可以看出優化傳統防暈結構效果良好,技術指標達到國內外先進水平,完全可以滿足各電壓等級(6.3~20kV)發電機定子線棒的防暈要求。

                      3L2新型防暈層防暈結構性能試驗用優化的傳統防暈結構做為內防暈層,然后外包高阻層并與引線相連,一次模壓成型后,進行高電壓試驗,結果如表2所示。

                      開發的新型防暈結構相對優化的傳統防暈結構,大幅度提高了定子線棒的起暈電壓和閃絡電壓,防暈技術指標達到世界領先水平。完全可以滿足63~20kV高壓電機防暈技術的要求。

                      4應用試驗41模擬三峽端部防暈結構試驗按照ALSTOM公司對三峽定子繞組端部固定結構,絕緣盒內進行防暈處理,進行起暈電壓試驗、交流耐壓試驗;然后在130*C下老化30天后,再進行起暈電壓試驗、交流耐壓試驗及閃絡電壓試驗,試驗數據如表3所示。表4是ALSTOM公司對三峽線棒的要求與哈電防暈技術指標的對比。

                      老化后各項防暈技術指標也遠高于ALSTOM公司對三峽發電機定子新線棒的技術要求。

                      4220kV發電機定子線棒應用新型防暈結構的端部電位分布從槽口高低阻搭接處到引線間測試11點,導線分別施加20kV和30kV測各點的電位,然后繪制電位和距離的曲線(見)。

                      75kV的應用表5空冷150MW/15.75kV應用優化傳統防暈材料及防暈結構結果起暈試驗交流耐電壓,50kV持續1min試驗線棒數量51432試驗結果> 5CkV全部通過試驗,并無發熱放電現象表7三峽真機定子線棒上應用新型防暈結構電老化壽命施加老化電壓,kV4048施加場強,kV/mm8.69610.435參照標準ALSTON公司>100Ch自定>30Ch電老化壽命,h1006.1304.0老化后起暈電壓,kV>48.040kV和48kV下電老化達到標準后進行閃絡電壓試驗,kV升壓至149.0kV時主絕緣擊穿,而防暈層未閃絡注:標“符號是主絕緣及防暈層均未擊穿。主絕緣厚度表6三峽真機定子線棒試驗結果試驗項目ALSTOM 0141.0147.0注:標‘’”符號是主絕緣及防暈層均未擊穿。主絕緣厚度定子線棒截面尺寸最大,達115mm 28mm,對防暈技術和制造工藝要求比較高。應用FB系列防暈材料及結構,起暈電壓達不到標準的要求(標準要求采用優化的傳統防暈材料(HEC-A系列)及結構后,單根線棒起暈電壓均大于50kV(標準.5Un=23.625kV),在交流50kV耐電壓時,無發熱現象,且聲音很小。哈電公司用優化的傳統防暈材料及結構制造了3臺份空冷150MW/15.75kV汽輪發電機定子線棒(共432根線棒),交檢合格率100%,性能穩定,工藝性好。應用結果如表5所示。

                      應用結果表明:采用新型防暈材料及防暈結構性能良好,可推廣應用到大型高壓水輪發電機及汽輪發電機定子線棒端部防暈層上。

                      44在洪家渡水輪發電機上的應用15.75kV水輪發電機上應用一臺份定子線棒(全臺720根),工頻交流耐壓全部通過(50kV,1min),起暈試驗電壓均不低于50kV.應用優化的傳統的防暈材料及結構,防暈性能穩定,各項技術指標達到國內外先進水平。研制的高阻防暈帶柔軟性能好,不掉渣,強度高,適合手包防暈處理,滿足與主絕緣一次模壓成型的工藝。

                      45在三峽發電機真機定子線棒上的應用在三峽發電機真機線棒上應用開發的新型防暈材料和結構。線棒R1/002只做40kV和48kV電老化試驗。試驗結果如表6和表7所示。

                      在同一根線棒上進行了4CkV下,1006. 1h和48kV下,304h的電老化后,停止試驗,主絕緣及防暈層均未擊穿。然后用該線棒在空氣中進行閃絡電壓試驗,結果在149kV時主絕緣擊穿,而防暈層未閃絡。

                      說明新型防暈技術達到國內外領先水平。

                      汽輪發電機上的應用曾采用FB系列防暈材料和結構,由于結構復雜,絕緣模壓后用浙青絕緣處理保護,防暈性能不穩定。目前哈電在汽輪發電機600MW/20kV和300MW/20kV產品上應用優化的傳統防暈材料和結構,結果起暈電壓均 50kV,全部通過1min交流耐電壓試驗。

                      24kV、27kV級發電機定子線棒防暈技術的研究隨著國家電力事業的發展,高壓24kV級大容量水輪發電機、27kV百萬千瓦級汽輪發電機需求量不斷增加,為了使這些國產發電機絕緣防暈技術達到世界先進水平,必須進行深入的研究,提高在國內外市場上的競爭能力。

                      24kV和27kV級單面厚度分別為5. 6.2mm;單根線棒全部通過4. 0倍額定電壓的交流耐電壓持續1min試驗;單根線棒閃絡電壓均不低于5倍額定電壓。按照ALSTOM和Siemens公司的指標進行了防暈結構試驗,確定了24kV和27kV發電機定子線棒防暈結構,防暈試驗結果如表8和表9均可滿足24kV級大容量水輪發電機和27kV百萬千瓦級汽輪發電機定子線棒的防暈要求。各項防暈技術指標均高于法國ALSTOM和德國Siemens公司對24kV和27cV級高壓發電機定子線棒防暈要求。

                      75kV汽輪發電機、洪家15.75kV水輪發電機及三峽真機(產品)定子線棒上應用表明:優化的傳統防暈結構技術水平達到國內外先進水平。

                      電老化和熱老化結果表明:開發的新型防暈結構性能穩定。特別是經130*C老化30天后的性能和在40kV、48kV下電老化壽命均達到國內外先進水平。

                      研制的新型全固化防暈材料和防暈結構性能優于傳統防暈結構,而且適合環氧多膠粉云母一次模壓成型工藝,可推廣應用到大型高壓電機(6.3~27kV)的定子線棒防暈結構上,對提高國產電機定子線棒制造水平,具有廣泛的應用前景;同時也是高壓電機定子線棒防暈技術更新換代產品。該成果為未來三峽右岸、龍灘、拉西瓦、水布埡、小灣、構皮灘、溪落渡等巨型水輪發電機定子線棒及定子繞組奠定了可靠的防暈材料和防暈技術基礎。

                      采用開發的新型防暈技術成果后,建議對于高壓電機(6.3~27kV)定子單根線棒起暈電壓由原標準. 5.0kV;整機起暈電壓由原來的.05Un提高到.25Un;單根定子線棒100%通過4Un交流耐電壓持續1min試驗。

                     

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