氟碳型绝缘漆在风力发电机上耐候性应用研究

针对现有风力发电机的恶劣环境对绝缘系统的腐蚀,造成风力发电机的使用寿命降低的情况,开展对风力发电机耐候性的相关研究工作,以实现提升风力发电机绝缘系统的耐候性,提高风力发电机的使用寿命。按照现有工艺要求,制造了相应模拟线圈,在表面喷涂氟碳型绝缘漆并进行各项性能检测,包括电性试验、浸水试验、湿热试验、盐雾试验。通过对试验数据及结果综合分析,试样的绝缘系统具有优良的耐环境性。     

风力发电机线圈绝缘冷热循环试验

风力发电机的运行条件恶劣,在实际运行中常常会经受极低和极高的温度。本文介绍了为开发并验证风力发电机线圈绝缘结构而进行的冷热循环试验,其中包含了冷热循环试验的试验大纲、测试设备和测试环境、试验数据及分析等。该冷热循环试验能有效确保风力发电机绝缘结构在冷热环境中良好、稳定的运行。     

1.5MW直驱式风力发电机绝缘系统的研究

分析了风力发电机的运行环境对绝缘系统及其材料的特殊要求,开展了1.5 Mw直驱式风力发电机绝缘系统及其材料的研究,研制了适合1.5 Mw直驱式风力发电机定子绝缘系统要求的聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂.对不同浸渍树脂和电磁线组成的风力发电机绝缘系统进行了模拟线棒性能试验,探讨了绝缘系统的耐盐雾性、耐高低温湿热交替性能、介质损耗因数及击穿电压等性能.试验结果表明,由聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂、聚酯薄膜粉云母带与聚酰亚胺薄膜熔融绕包电磁线组成的风力发电机绝缘系统具有较低的介质损耗因数、良好的耐盐雾性和高低温绝缘性能,是目前风力发电机绝缘系统性能最优异的绝缘系统之一.     

双馈风力发电机线圈绝缘冷热循环试验研究

双馈风力发电机的运行条件恶劣,在实际运行中常常会经受极低和极高的温度。本文介绍了为开发并验证双馈风力发电机线圈绝缘结构而进行的冷热循环试验,其中包含了冷热循环试验的试验大纲、测试设备和测试环境、试验数据及分析等。该冷热循环试验能有效确保双馈风力发电机绝缘结构在冷热环境中良好、稳定的运行。     

电励磁风电转子绝缘结构设计、制造工艺和绝缘性能研究

为降低风力发电机的生产成本,采用电磁励转子代替永磁体转子进行电励磁风力发电机转子的开发、设计和制造,避免使用磁钢。开展了电励磁风力发电机转子绝缘结构设计、制造工艺和性能试验研究。结果表明:开发的电励磁风力发电机转子绝缘结构、制造工艺和绝缘性能均满足发电机设计要求,通过了真机型式试验和用户验收,填补了国内空白,可投入批量化生产。     

基于防水性能的永磁直驱风力发电机绝缘结构

风力发电机长期在恶劣的环境下运行,由于防护等级的原因,电机运行过程中容易出现绝缘受潮或受雨水浸泡的情况,对绝缘结构的耐潮性能提出了更高要求。介绍了风力发电机绝缘结构基于防水性能研究的意义,分析了绝缘结构的特点及可能导致防水性能差的原因,结合浸水、淋水试验的标准介绍及试验的实施,对电机结缘结构的防水性能进行了验证。     

5MW海上风力发电机绝缘系统的海洋环境模拟试验研究

笔者为了研究在海洋环境下风力发电机绝缘系统的状况,调查了海上风力发电机运行的环境气候条件,制作了模拟5 MW/3 kV级定子绕组绝缘系统的试样,在实验室进行了温度变化、恒定湿热和持续盐雾的加速海洋环境模拟试验,并测量了包括介质损耗因数和绝缘电阻等非破坏性特征参量以及击穿电压,评估了该绝缘系统对海洋环境的耐受性。试验表明,尽管在环境试验过程中线圈绝缘与铁心之间产生了微裂缝,盐水或湿气已渗入到铁心内表面,但由于半导电材料的屏蔽作用,试样的绝缘系统具有优良的耐海洋环境性。     

风力发电机绝缘状态一体化检测装置研发

风力发电机绝缘状态现场检测对提高风电机组运行可靠性具有重要意义。本文通过分析双馈风力发电机绝缘电阻、介质损耗因数、局部放电和脉冲电压波形等非破坏性绝缘状态特征参数的现场检测技术,设计并开发了一种风力发电机绝缘状态一体化检测装置,该装置主要包括电源模块、信号测量模块、数据采集模块和软件分析模块,通过电源模块提供多参数检测所需的高压试验电源,对各参数分别进行测量分析。实际应用结果表明,该装置能实现对风力发电机绝缘电阻及极化指数、介质损耗因数、电容、局部放电和脉冲波形等多种绝缘状态特征参数的检测,检测精度满足实际要求。而且,在实际应用中可综合评估发电机的绝缘状态,避免单一参数评估的片面性,且一体化程度高。     

环氧改性不饱和聚酯亚胺浸渍树脂在直驱风力发电机定子上的应用研究

为了提高直驱风力发电机绝缘系统的力学性能和特殊环境下的耐候性,采用环氧改性不饱和聚酯亚胺浸渍树脂浸渍直驱风力发电机定子局部模型,首先测试环氧改性不饱和聚酯亚胺树脂材料的性能和局部模型的初始性能,然后对局部模型进行12个周期的浸水冷热冲击试验,分析试验前后的性能变化。结果表明:该树脂具有气味小、固化挥发分低,力学性能、绝缘性能和贮存稳定性优良等特点;局部模型的初始性能优异;模型线圈的150℃绝缘电阻和浸水绝缘电阻在试验过程中先增大后减小,而150℃介质损耗因数在试验过程中逐渐增大;试验后模型线圈的绝缘性能能够满足直驱风力发电机的产品要求。     

风力发电机绝缘系统可靠性评定方法探讨

风力发电正在快速发展。风力发电机作为发电机组的重要组成部分,其绝缘系统的可靠性对于整个风电机组的可靠性具有重要意义。与普通发电机相比,风力发电机引入变流器,绝缘系统所承受的应力不同,如高频脉冲电压、局部放电等。同时,风力发电机的运行环境较复杂,绝缘系统受高湿度、高温差、重盐雾等因素的影响。针对实际运行需求,介绍了风力发电机绝缘系统从不同维度出发的可靠性评定方法,主要包括长期耐热性评定、电应力耐久性评定以及环境可靠性评定。对各种方法进行分析,便于整机生产商根据实际需求选择合适的评定方法,提高风力发电机产品的可靠性。     

海洋大气中的风力发电机绝缘系统耐候性试验研究

从盐雾腐蚀的特点及机理入手,重点介绍风力发电机绝缘系统防护涂料的筛选试验和绝缘结构耐候性试验情况。结果表明:合理的防护选材和结构设计是确保海上风力发电机绝缘系统长期安全可靠运行的关键。     

3.3kV海上风力发电机绝缘系统耐环境适应性试验研究

对环氧酸酐树脂及其配套表面漆进行耐盐雾、盐水试验,同时对基于环氧酸酐树脂的绝缘结构开展了冷热冲击、盐雾湿热等环境适应性试验。结果表明:该绝缘系统可以满足3.3 kV海上风力发电机的应用要求。     

永磁同步风力发电机最大功率跟踪技术研究

介绍了风力发电机运行原理,以及常用的风力发电机功率跟踪技术.在Buck-Boost Chopper电路的基础上,对其进行反向应用,推导出永磁同步风力发电机功率和Buck-Boost Chopper电路IGBT(绝缘栅双极晶体管)占空比的关系式.采用爬山搜索法对风力发电机最大功率进行搜索,并通过Matlab/Simuli...     

盐雾老化对重复脉冲下NKN绝缘纸耐电晕性能的影响

芳纶纸是海上风力发电机的常用绝缘材料,在重复脉冲条件下研究盐雾环境老化对其绝缘性能的影响,对保证海上风力发电机绝缘系统的可靠性至关重要。本文在高频重复脉冲条件下,研究了不同盐雾老化时间对NKN绝缘纸耐电晕寿命及局部放电统计特性的影响。结果表明:经过48 h和96 h盐雾老化后,重复脉冲下NKN绝缘纸的耐电晕寿命分别缩短了15%和20%,绝缘击穿点周围腐蚀情况逐渐加重,且平均局部放电幅值有所增加。因此,在设计评估海上双馈风力发电机绝缘系统时,需要考虑盐雾环境对绝缘的影响,以提升绝缘耐电晕寿命的裕度。     

齿轮箱油对发电机影响研究及应用

中速永磁风力发电机组的发电机与齿轮箱高度集成,共用高速轴和端盖。若端盖密封失效会导致油液、油雾进入发电机内部。由于端盖密封的寿命未经过长期老化验证,因此亟需研究油液、油雾对发电机绕组绝缘和防腐等功能的影响。然而,齿轮箱漏油程度等环境工况无法量化,故在研究过程中通过常规试验项目提高试验严苛等级,提出了“高温长时油膜+高温长时浸油”的发电机绝缘及防腐耐油测试方法,完成了发电机绝缘的系统级防腐体系的油雾耐受性试验,为发电机的可靠性设计提供了重要依据。     

发电机主绝缘加速老化的频域介电特性

为研究大型发电机主绝缘的频域介电特性,在实验室搭建多因子加速老化平台对发电机定子线棒试样进行加速老化,通过频域介电谱法(FDS)测试不同老化程度下发电机绝缘试样的频域介电特征量,研究环氧云母绝缘试样复电容和老化状态之间的关系,同时分析温度对发电机绝缘频域介电特征量的影响规律,并采用Arrhenius方程求得了发电机主绝缘的活化能。研究结果表明:发电机环氧云母绝缘的复电容实部和虚部随着老化周期增加明显增大,可反映绝缘老化状态;温度对绝缘介电特征量影响显著,根据复电容虚部的曲线和Arrhenius方程计算出第三个老化周期之后绝缘的活化能是67. 36kJ/mol;通过"频温平移"可以有效消除测试温度对FDS结果的影响,同时可以拓宽已知测试温度下的测试频率范围。     

风力发电机绝缘状态评估模型

根据风力发电机现场绝缘状态检测条件以及非破坏性绝缘特征参量和剩余击穿电压的关系,建立了非破坏性绝缘特征参量评估体系,运用这些参量来评估风力发电机的绝缘状态。根据实验室实验数据、电力行业相关标准和风电场多年运行的经验,选用模糊数学的方法建立多参量的模糊综合评估模型,实现对风力发电机绝缘状态的良好、报警、危险三级定量评估。     

风力发电机主绝缘老化的诊断和寿命评估

电机在高温运行过程中,必然会引起绝缘材料的老化和结构的受损。本文通过热老化试验,比较了五种风力发电机绝缘材料及其结构的耐老化性能。并利用最小二乘法结合阿伦尼斯加速模型,完成了对试验数据的统计和分析。试验和分析结果表明,该方法能够极大缩短寿命检测时间,实现了在短时间内对工作温度下风力发电机绝缘系统寿命的科学估计。     

兆瓦级风力发电机轴电压现场测量与分析

阐述了风力发电机轴电压产生的原因以及危害。结合兆瓦级风力发电机的现场实际安装,设计了相应的试验测量方案,并实测了轴电压和轴电流波形。采用专业软件对实测波形进行分析,通过比较其有效值、峰峰值以及FFT波形,结果显示出在不同接地方式下轴电压和轴电流存在差异;发电机转轴2侧接地电刷均接地时轴电压最小,电刷均不接地时轴电压最大;且轴电流在1 000 Hz和2 000 Hz处有明显的电流分量。在风力发电机运行期间,保证发电机的总体绝缘状况良好和转轴2侧的接地电刷可靠接地,以确保发电机正常可靠运行。     

一种提高风力发电机定子绝缘处理过程浸渍漆填充效果的工艺方法

绝缘结构的完整性对于风力发电机长期可靠运行具有重要意义。基于对大型永磁直驱风力发电机绝缘结构特点的分析,提出了一种在定子嵌线过程对定子铁心槽口进行密封的工艺方法,以保证绝缘处理过程铁心槽内的浸渍漆(即浸渍树脂)的填充效果。应用该工艺方法制作的产品铁心槽内结构间隙浸渍漆填充饱满,绝缘电阻、介质损耗、击穿电压等各项电气数据均比原结构有明显提升。该工艺方法的推广应用可以有效保证大型永磁直驱风力发电机定子绝缘结构的完整性和可靠性。