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發(fā)電機主絕緣內(nèi)的局部放電產(chǎn)生的原因是什么?有什么危害?
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氣隙內(nèi)氣體的局部放電屬于流注狀高氣壓輝光放電,大量的高能帶電粒子(電子和離子)高速碰撞主絕緣,從而破壞絕緣的分子結(jié)構(gòu)。在主絕緣發(fā)生局部放電的氣隙內(nèi),局部溫度可達到1000℃,使絕緣內(nèi)的膠粘劑和股線絕緣劣化,造成股線松散、股間短路,使主絕緣局部過熱而熱裂解,終損傷主絕緣。
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局部放電的進一步發(fā)展是使絕緣內(nèi)部產(chǎn)生樹枝狀放電,引起主絕緣進一步劣化,終形成放電通道而使絕緣破壞。
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1 采用更大功率和更多的電力電子器件
風力發(fā)電機的功率范圍設(shè)計得越來越大,雖然對于輸出功率來說位置是重要的因素。陸上風力發(fā)電機中,3MW發(fā)電機組已被證明是適用的,與此同時輸出功率為5MW或更高的海上風電場則是更好的解決方案。如果兩種類型的風力發(fā)電機組-雙饋異步電機和帶有全功率轉(zhuǎn)換器的同步/異步發(fā)電機都能夠提供相同的輸出,全功率轉(zhuǎn)換器的功率必須高出5倍。而這又意味著需要5倍容量的電力電子器件。但是,必須考慮到雙饋異步電機的輸出頻率低,通常只需要增大到3~3.5倍。
然而,電力電子技術(shù)不僅越來越普及,事實上,它們滿足的要求也正不斷地改變。由于在雙饋異步電機中半導體在低溫時的熱度不同,必須采取保護機制才能夠處理。組件必須滿足不斷變化的要求的原因是氣候條件。例如,海上風力發(fā)電機受高濕度的影響,而位于美國德克薩斯州的風力發(fā)電機組則暴露在高溫下。因此,使用的冷卻系統(tǒng)必須采用不同的設(shè)計。因此,基于豐富的經(jīng)驗為各種應(yīng)用開發(fā)冷卻解決方案是重要的。
2 解決效率和過壓問題
逆變器效率在98%~99%之間。一個6MW的全功率轉(zhuǎn)換器由于效率問題將損失約100kW。在冷卻方面,這些緊湊型系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量是電子元件的主要問題。如果過冷,將導致在散熱器上形成凝結(jié)。這是必須加以考慮的,特別是在高濕度地區(qū)。
另一項挑戰(zhàn)是巨大電流換向時產(chǎn)生的過壓。由于為500A或者更高電流而設(shè)計的模塊已經(jīng)向一個相對大的空間擴展,它們的雜散電感是不容忽視的。為了應(yīng)對這兩個問題,不僅需要一個智能的、考慮周全的冷卻概念,還需要更好的直流環(huán)節(jié)設(shè)計。需要能夠幫助充分利用風力發(fā)電的知識、經(jīng)驗和經(jīng)過優(yōu)化的模塊,以滿足風力發(fā)電機組運營者的需求。
截止2009年底,安裝的風力發(fā)電機組總輸出功率為122GW,其中57GW采用了賽米控開發(fā)的方案。
3 設(shè)計和封裝技術(shù)的改進
緊湊型設(shè)計中的高可靠性和使用壽命長是風力發(fā)電機的首要任務(wù),特別是因為系統(tǒng)維護費用昂貴且復雜,會導致經(jīng)濟損失,因為停機時無法產(chǎn)生電能從而沒有收益。風力發(fā)電單元(WPU)20年的短使用壽命歸結(jié)于SKiiP?模塊及其可靠的封裝技術(shù)。這是一個重要的優(yōu)點,特別是考慮到海上風電場增加這一趨勢。
4 加大全功率轉(zhuǎn)換器是大勢所趨
采用電力電子技術(shù)的風力發(fā)電機在世界各地越來越普及。例如,中國和美國大量依靠風力發(fā)電以滿足日益增長的能源需求。在提供有吸引力的能源補貼計劃的國家中,可以看出風力發(fā)電機組數(shù)量明顯增加。
另一個明顯的趨勢是擺脫雙饋異步電機,轉(zhuǎn)向全功率轉(zhuǎn)換器,因為后者更容易讓運營者的要求得到滿足,電網(wǎng)質(zhì)量得到提高。
隨著市場的需求,UPS在各個行業(yè)被廣泛使用,蓄電池已成為不間斷供電系統(tǒng)的動力保障,不配備電池的UPS只能稱作穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。在市電異常時蓄電池將化學能變成電能,通過UPS中逆變器變成交流電能輸送給負載,保證負載不間斷連續(xù)運行。
閥控式免維護密封鉛酸蓄電池已在大、中、小型UPS中廣泛使用,占據(jù)UPS總成本的1/4~1/2。據(jù)調(diào)查,正常使用蓄電池的壽命一般在5年左右,在使用末期約有50%左右的UPS故障與蓄電池有關(guān)。蓄電池的失效主要表現(xiàn)為個別電池存在落后或電池浮充電壓低,備電時間短(容量不足),需要電池啟動的UPS當市電異常后不能帶載啟動等。為保障UPS系統(tǒng)的正常運行,特別是針對蓄電池的狀況制定合理的維護方案是必要的。
1 蓄電池浮充電壓監(jiān)控
(1)在中大型UPS中一般配備有監(jiān)控儀,通過監(jiān)控設(shè)定浮充電壓的上下限,做到隨時監(jiān)控電池的健康狀態(tài),發(fā)現(xiàn)異常及時進行處理。
(2)用萬用表測量電池的浮充電壓。
通過以上方法,靜音發(fā)電車租借,參照YD/T799-2002《通信用閥控式密封鉛酸蓄電池》標準,電池在浮充狀態(tài)下浮充電壓偏差不大于480mV(12V電池),如測試電壓偏差大,則需要考慮改成均充模式后再進行觀察和測試,如轉(zhuǎn)成浮充后仍沒有改觀,則需要考慮采用以下方法進行檢測核實。
2 蓄電池的容量測試
一般情況下在對蓄電池進行定期容量測試時,可選擇以下幾種容量測試方法。
2.1 離線式測量法(在條件允許的情況下)
(1)將蓄電池組充滿電后脫離UPS靜置1h,在環(huán)境溫度為25℃±5℃的條件下外接(智能)假負載的方式,采用10小時放電率進行放電測試。
(2)放電開始前應(yīng)測量蓄電池的端電壓、環(huán)境溫度、時間。
(3)放電期間應(yīng)測量記錄蓄電池的端電壓、放電電流、室內(nèi)溫度,測量時間間隔為1h,放電電流波動不得超過規(guī)定值的1%。
(4)放電期間應(yīng)測量記錄蓄電池的端電壓及室溫,測量時間間隔為1h。在放電期末要隨時測量,以便準確確定達到放電終止電壓的時間。
企業(yè): 康明斯(深圳)電力技術(shù)有限公司
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