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时间:2018-10-08
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1、高原型电力电子设备结构设计要点简介: 我国是一个有高原、多山的国家,我国高原主要有黄土高原、云贵高原、青藏高原。由于各高原地理纬度不同、地面性质不一样,气候也有差别。在我国的高原地区拥有得天独厚的风、光资源,对清洁可再生能源的利用具备很好的自然条件。因此,近年来,随着一批风电项目、光伏项目、风-光-储项目进军高原,可再生新能源项目在高原的建设加快,在未来将在我国的高原地区形成“高原风谷”、“高原光谷”的独特风景。 关键词:高原型,结构设计 Abstract:Ourcountryisaplateau,mountainouscountry,China's
2、mainplateauofloessplateau,easternyunnan-guizhouplateau,theqinghai-tibetplateau.Becauseeachplateaugeographicallatitude,thegroundisnotthesameasthenatureofthedifferent,climatealsohaveadifference.Inourplateauhasadvantagedberof"plateauofthe范围内,每升高1000m,即平均气压每降低7.7~10.5kPa,外绝缘强度降低8%~13%
3、.根据安规(如IEC60664-1)对绝缘的相关规定:由系统电压、过压等级和绝缘等级确定所需电气间隙距离,并按海拔高度进行修正。 电气间隙修正系数 1500012.006.67 平均绝对湿度随海拔升高而降低。绝对湿度降低时,电工产品的外绝缘强度降低,因此要考虑工频放电电压与冲击闪络电压的湿度修正。湿度修正以零海拔时的平均绝对湿度:11g/m3为基准,具体修正按GB311.2中有关规定。 我司的高原型设备严格执行安规审查,按照海拔4000m考核电气间隙与爬电距离,保证足够的电气间隙与爬电距离。 其中结构布置时分项审查主要有: 单板:PCB
4、改板,加大电气间隙 主功率回路:增加绝缘防护 隔离带:一次回路与二次回路隔离,确保电气间隙符合要求,如设置变压器隔离、UPS隔离等 配电器件:更换部分器件,如用高原型断路器替换普通型断路器。所有配电器件逐一分类审查:开关类、接触器类等。 同时结构件设计时候优化导电体形状,加大电气间隙与爬电距离。严格按照标准测试验证,测试电压5000Vdc/1min,漏电流<10mA。 2.高原型电力电子设备散热设计: 空气压力或空气密度的降低引起空气介质冷却效应的降低。对于以自然对流、强迫通风或空气散热器为主要散热方式的电工产品,由于散热能力的下降,温升增加。
5、在海拔至5000m范围内,每升高1000m,即平均气压每降低7.7~10.5kPa,温升增加3%~10%. 空气温度最高值与平均值随海拔的升高而降低。高原环境空气温度的降低可以部分或全部补偿因气压降低而引起的电气设备温升的增加。环境空气温度补偿值为0.5K/100m。 高原环境对采用空气冷却方式的电力电子设备的散热有利也有弊,所以散热结构设计时候要综合考虑双方面的影响。设计要点:保证良好的风道设计;高可靠性的器件选择;合适的散热风机选择;合理的器件布局;增加柜内扰流措施。 3.高原型电力电子设备凝露处理的设计: 高原环境温差变化大容易产生凝露现象,
6、我司主要通过以下方式来解决凝露问题 加热除湿 通过加热除湿装置使柜内温度高于环境温度,实时检测柜内温度湿度,严格控制湿度小于85%。 增大爬电距离 在易发生爬电的位置增加安全栅格。 将可能的放电点密封 密封放电点,使之与外部完全隔离。 柜内扰流 增加扰流装置,使凝露不易发生。 三防处理 对单板喷涂三防漆。 4.高原型电力电子设备机械结构件及材料的设计考虑:- 对于器件内部机械传动件,如操作手车、脱扣器等要考虑高原温度变化大而造成材料变形对公差的影响,这些
7、在设计对应器件时要加以考虑; 绝缘材料的选择,应尽量选用受温差变化不大和防老化程度高的绝缘材料(如DMC或SMS模塑料等),在保证高强度的同时,变形量和老化程度较小,适应其对绝缘配合要求较高的地方。
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