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风力发电机组系统配套母线槽的技术要求及选型应用

导读: 针对上述前景,目前国内的一些主要风电设备制造商相继通过技术引进及合作的方式开发了兆瓦级并网型风力发电机组设备与其配套的一些主机及附机设备的国产化也处于紧锣密鼓的进行中其中作为电力输送干线的关键设备一一母线槽也不例外。

  据中国风能协会公布的数据截至2006年底,我国已建成91个风力发电场总装机容量2599兆瓦。预计到2010年底,中国发电总装机容量将达到5000兆瓦,电力行业的高速发展将带动风电产业步入快车道从2010年到2020年,我国将掌握自主知识产权的兆瓦级风电机组的设计和制造技术。到2020年,我国风电装机容量将达到3万兆瓦并冲击5万兆瓦,届时风电的成本将接近传统发电方式。到2030年我国风电总装机容量将达到10万兆瓦,风电将作为重要的清洁能源,逐渐成为我国电力供应的支柱之一广泛应用于工业和其他领域。

  针对上述前景,目前国内的一些主要风电设备制造商相继通过技术引进及合作的方式开发了兆瓦级并网型风力发电机组设备与其配套的一些主机及附机设备的国产化也处于紧锣密鼓的进行中其中作为电力输送干线的关键设备一一母线槽也不例外。

  一、兆瓦级并网型风力发电机组的主要型式及与其配套的母线槽相关参数:

  风力发电机组按其发展及其不同用途及容量有不同的型式其中兆瓦级并网型风力发电机组将是今后市场主要的发展应用方向。

  目前国内最新发展的风力发电机组有两种:一种是变桨距双馈式变速恒频风电机组;另一种变桨距永磁式变速恒频风电机组。前一种是目前市场大批量应用型,容量多数为1 .5MW,后一种是发展型,尚处小批量试制阶段容量主要为0.75MW, 1 .5MW。下面就上述类型的风电机组及配套的母线槽技术参数作一介绍。

  1 .1 .5MW级变桨距双馈式变速恒频风电机组与母线描相关性能参数

  (1)发电机定子出线主回路:工作电压690V,绝缘电压1000V,额度工作频率50Hz(或60Hz)额定工作电流1070A,允许长期工作电流小于或等于1130A,一一母线槽拟选1300A:

  (2)发电机转子励磁控制回路:工作电压420V绝缘电压1000V,额度工作频率0一17Hz,额定工作电流390A.允许长期工作电流小于或等于410A。一一母线槽拟选500A:

  2 .0 .75MW级变桨距永磁式变速恒频风电机组与母线槽相关性能参数

  发电机定子出线主回路:工作电压690V,绝缘电压1000V,额度工作频率50Hz(或60Hz)额定工作电流700A允许长期工作电流小于或等于770A,—母线槽拟选800A;

  3. 1 .5MW级变桨距永磁式变速恒频风电机组与母线抽相关性能参数

  发电机定子双出线主回路:工作电压620V,绝缘电压1500V.额度工作频率50Hz(或60Hz),单回路额定工作电流720A允许长期工作电流小于或等于770A,—单回路母线槽拟选800A;

  二、风电母线槽结构形式及选型

  1)线制:L1+L2+L3+PEN (100%),等同于三相四线制结构:

  2)导体:综合性价比优选铝导体:

  3)绝缘结构:宜选用空气加强绝缘型因为一般建筑工程用途的母线槽大多采用密集型母线槽,若用于风电领域则会产生以下安全隐患:

  其一。温差及湿度大的地区水汽容易在母排表面和绝缘薄膜周围形成凝露。绝缘受潮并造成绝缘劣化;

  其二。塔筒在运行过程中是剧烈晃动的,这将不可避免造成密集型母线母排之间的磨擦日积月累造成绝缘薄膜磨损并发生击穿现象酿成重大事故。

  而空气型风电母线槽采用的是双重绝缘措施即母排表面绝缘和空气附加绝缘,绝缘可靠.母排与母排之间通过绝缘垫块隔离(电气间隙小于或等于14mm).绝缘材料的绝缘等级达到B级或更高.在恶劣的环境尤其在低温环境中亦能正常运行,不会存在安全隐患。

  4)外壳:空气型风电母线外壳宜采用全铝镁锰三元合金型材或镀锌钢板加铝合金型材混合型外壳,这样可有效消除了母线槽通电运行时产生的磁滞涡流损耗所引起的结构发热现象;其次解决了母线槽在风场恶劣的环境里防腐蚀问题.其外壳表面通过喷塑处理后,经过实验测试能通过1000小时盐雾试验:其三.有利于减轻母线槽本体重量,便于风电母线槽在塔筒内安装:其四.可大大增强母线槽散热效果,降低母线槽运行的温升,有利于减小母排截面增加母排的经济电流密度,节约产品材料成本。

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