3kv海上风力发电机定子对地绝缘结构研究

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1、电气牵引2014年第2期(总第128期)3kV海上风力发电机定子对地绝缘结构的研究王放文，陈求索，陈堂则，王健，于英双海上风力发电技术与检测国家重点实验室(湘潭电机股份有限公司)，湖南湘潭(411101)摘要：海上风力发电机所处环境温差大、湿度大、盐雾重，定子绝缘系统的设计除了需要考虑发电机本身的负载外，还需慎重考虑环境因素对绝缘系统的影响。本文选用不同厂家的绝缘材料制作了3KV海上发电机的模拟试验线圈，并测试了这些线圈的常规电性能；然后选择了一种结构进行多因子环境老化试验，通过检测常态工频介质损耗角正切及电容、常态直流绝缘电阻及吸收比、3Un下直流泄漏电流、工频局部放电起始电压、工

2、频电晕起始电压等老化特征参数，监测了每个老化周期完成后试验线圈电性能的变化情况，对3kV海上风力发电机定子对地绝缘结构的可靠性进行了初步研究。关键词：海上风力发电机、定子对地绝缘、耐老化性、多因子环境老化试验关于海上风电设备的绝缘系统的耐老化性。一O引置些学者进行了研究。陈洪武p等人研究了不饱和聚随着我国经济高速发展，传统化石能源紧缺和酯亚胺型绝缘体系的耐盐雾性能，得到了具有一定环境污染加剧的问题越来越严重。寻求一种低成本耐盐雾能力的风力发电机绝缘防护方案。陈健[41等的可再生清洁能源已是我国21世纪最重要的课题人利用绝缘系统高温下击穿失效作为指标，计算出之一，风力发电是其中一个重要

3、方向。近年来，随着工况温度下绝缘系统的使用寿命，提出了一种评估我国风电事业的快速发展，可供开发的优质陆地风风力发电机主绝缘热老化寿命的方法。资源越来越少，这迫使技术人员将目光投向我国广本文先对选用不同厂家的绝缘材料制得的线圈阔的海洋。相较陆地风场，海上风场具有风资源稳进行常规电性能测试，然后对部分试验线圈进行多定，风速快，湍流强度小，风切变小，风电场建设受噪因子加速老化试验，并测试常态介质损耗、热态介质音、景观、鸟类、电磁波等问题限制少，不占用宝贵的损耗、介质损耗增量、击穿电压等老化性能参数，对土地资源等优势，有极大的开发价值。3kV海上风机对地绝缘结构的可靠性进行研究。海上风电机组

4、安装在海里或潮间带，环境条件1试验与陆地完全不同，其风资源特性、海况条件、关键发电设备研制和电网接入、基础设计与施工、运输与安1．1材料和仪器装等技术与陆地风电有巨大的差别。电机绕组对地电磁线：型号FMYFB一70／155绝缘是电机绝缘系统的重要组成部分，由于海边环云母带：国产带A、国产带B、国产带C、进口带境严酷(温差大、湿度大、盐雾重)，会加速定子绕组VPI漆：国产纯环氧酸酐VPI漆(以下简称国产中绝缘材料的老化n，严重影响绝缘系统的长期稳环氧酸酐漆)、国产VT型VPI漆(以下简称VT漆)、定性，故绝缘系统的耐老化性成为海上风电设备面进口纯环氧酸酐VPI漆(以下简称进口漆)临的最

5、大挑战之一。其他材料：白布带、硅橡胶自粘带等均为市购一66一3kV海上风力发电机定子对地绝缘结构的研究仪器：介损试验仪、电热老化烘箱和高压试验台温下测量各老化特征参数；之后将试样在100~C／4h1．2试验线圈制作的条件下干燥，再次在常温下测量各老化特征参数绕制线圈，包对地绝缘(单边绝缘厚度1．5mm)，(包括常态工频介质损耗角正切及电容、500V和然后直线部分平包低阻带一次，端部半叠包高阻带1000V下常态直流绝缘电阻及吸收比、3Un下直流泄一次并包热收缩带，最后装好模拟槽并进行VPI处漏电流、工频局部放电起始电压、工频电晕起始电压理，得到试验线圈。等)。以上过程循环4次。1．3试

6、验方法老化参数中试样的介质损耗角正切和电容都在根据标准JB／T7608—2006测试线棒和线圈的介(0．2—1．o)u常态温度下测量，绝缘电阻(15s和60s)质损耗，根据标准GB／T1408．1-2006测试线棒和线和吸收比在直流500V、1000V常温下测量，工频局圈的击穿电压，根据《电工电子产品环境试验》标准部放电起始电压(大于20pC)、工频电晕起始电压(GB厂I’2423．22，GB／T2423．3和GB／T2423．17)进行线(目测)均在室温下测量。棒和线圈的多因子加速老化试验并测试老化特征参2结果与分析数。老化试验的过程为：依次进行温度变化(168h)、2．1线圈性能

7、恒定湿热(168h)、持续盐雾(168h)，然后在自来水下表1和表2分别是各厂家材料所制线圈的介质冲洗5min，并用蒸馏水适当冲洗，用干燥压缩空气损耗因数数据和击穿电压数据。图1为部分线圈击吹去水滴，之后在常温下(20℃)自然晾干24h，在常穿电压值的详细分布数据。表1线圈的介质损耗因数序号绝缘结构(云母带+浸渍漆)常态介损(％)介损增量(％)热态介损(％)1国产带A+国产环氧酸酐漆1．680．4829．712国产带A+VT漆1．730．37213．983