发电机和变压器电气绝缘系统的最新发展(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表时间:2007-06-30 人气:1

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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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