超高压电机的突破性进展——从Powerformer到Dryformer和Windformer

直连电网高压发电机（Powerformer)于1998年由ABB公司研制成功，它采用XLPE电缆绕制定子高压绕组，使发电机无需升压变压器即可与电网相连。基于一原理，电缆绕无油电力变压器(Dryformer）和直连电网高压风力发电系统（Windformer）也应运而生，它们的诞生是超高压电机发展史上的重大突破。

超高压发电机失磁异步运行磁场分析

同步发电机失磁故障对电网稳定性和发电机安全运行会产生很大影响。在中国,超高压发电机(extra high voltagegenerator,EHVG)是新型的同步发电机,其失磁后对电网的影响还处于研究阶段。为准确模拟EHVG失磁故障发生后磁场分布情况,建立了EHVG场、路、运动直接耦合的时步有限元分析模型,以EHVG模拟样机为算例,通过试验证明该模型正确,方法可行。利用该模型对EHVG同步运行和失磁异步运行的瞬态磁场进行对比分析,得出了同步运行和稳态异步运行时气隙磁密基波幅值基本一致,而失磁异步运行时气隙磁密谐波幅值较大;且随着EHVG失磁,稳态异步运行前所带负荷的减少进入稳态异步运行时,气隙磁密谐波分量也逐渐减小,气隙合成磁密接近正弦波,为其运行提供基础数据。

超高压发电机失磁异步运行时转子温度场分析

为了准确分析超高压发电机失磁异步运行时转子各部件的温度分布,针对超高压发电机模拟样机建立三维转子温度场模型,利用有限元法分析超高压发电机失磁异步运行时转子温度场的分布。在三维转子温度场模型上,分析超高压发电机额定运行时转子各部件的温度分布,通过计算值与试验值对比,证明该计算模型及计算方法有效,得出超高压发电机额定运行状态时转子各部件温升较低,满足运行条件。利用该计算模型对超高压发电机失磁异步运行时的转子各部件的温度进行分析,实验结果表明,超高压发电机失磁异步运行时,转子表面、励磁绕组背风面和阻尼条温升都较低。

超高压发电机短路特性和参数计算

超高压发电机是一种不需要升压变压器可直接与电网相连的结构全新的发电机。本文采用场路耦合时步有限元方法对超高压发电机的对称和非对称空载短路瞬态过程进行仿真分析。给出超高压发电机三相短路和两相短路时电枢电流的最大值。根据IEEE-115-2002标准,由空载三相和两相突然短路的电枢电流曲线计算了瞬变电抗、超瞬变电抗和时间常数及负序电抗。

新型超高压发电机-POWERFORMER

在6篇文献的基础上综述了新型的超高压发电机(powerformer)的特点。这种发电机不同于常规发电机,其绝缘介质是交联聚乙烯,即采用交联聚乙烯绝缘高压电缆作为绕组线。绕组电缆由导体、内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层构成。新型超高压发电机可以直接产生高电压,省去了升压变压器,可直接将电能输入电网。分析了新型发电机的冷却系统和其他优缺点,同时展望了新型发电机的广阔前景。

超高压发电机升压变压器无励磁调压问题

针对目前我国５００ｋＶ超高压发电机升压变压器既有带无励磁分接开关又有不带分接的情况。

超高压电机的突破性进展——从Powerformer到Dryformer、Motorformer和Windformer

1998年2月25日,ABB 公司对外宣布,世界上第1台采用交链聚乙烯(XLPE)电缆绕制定子绕组的高压发电机(Powerformer)研制成功,科学家们为之奋斗数十年的直连电网高压电机得以初见端倪。自此以后,ABB 公司不仅为6座水、火电厂研制成多台直连电网水轮发电机(Hydro Powerformer)和直连电网汽轮发电机(Turbo Powerformer),而且还基于同一设计理念,相继研制成功电缆绕组无油电力变压器(Dryformer)、直连电网高压电动机(Motorformer)和直连电网风力发电系统(Windformer)。本文介绍了直连电网发电机产生的历史背景及发展过程;重点论述 Powerformer 的原理、设计特点、性能及优缺点;对 Dryformer、Motorformer 和Windformer 分别作了简单介绍和分析。

超高压发电机Powerformer

针对ALSTOM(前ABB)研制的Powerformer超高压电机。介绍了其原理和应用,该技术不仅在发电机结构设计上有巨大变化,同时使发电、输变电和用电都产生了新的变化。

超高压发电机运行特性的分析与计算

本文运用电机和电磁场理论建立了发电机运行特性的数学模型,给出了有限元求解二维电磁场的方法。为满足运行特性的计算要求,将电机内电磁场的有限元计算与外部电路相结合,计算出了不同工况下超高压发电机的特性曲线,包括短路特性、空载特性、调整特性和外特性。通过和实验结果的对比,证明了数值仿真的正确性,从而为超高压发电机的实际应用提供了参考依据。

结合超高压汽轮发电技术全面提升自发电率

节能减排是钢企健康发展的必由之路,钢铁企业富余的煤气资源是重要的二次能源,应以高效利用。介绍了65 MW超高压汽轮发电机组的锅炉汽轮机的主要设计参数及燃料化学成分设计工况。详细介绍了机组调试期间解决的几个典型难题,使机组平稳运行,企业自发电率平均提高9.79%,效果十分明显,对同行业有借鉴意义。

高温超高压燃烧高炉和焦炉煤气发电厂设计方案

针对某钢铁集团的高炉煤气和焦炉煤气的现状,介绍1台262t/h高温超高压高炉煤气和焦炉煤气发电机组工艺参数、燃烧系统、热力系统和煤气锅炉的安全防护,以及设备配置等原则和设计方案。高炉和焦炉煤气超高压锅炉和超高压一次中间再热凝汽式汽轮发电机组的应用使电厂热效率得到提高,从而能提高发电量,产生更好的经济效益。

超高电压的发电机和电动机

1998～2002年间，ABB／Alstom公司相继推出5台用于水电站及火电站的Powerformer(简称Pof．)超高压发电机，如表1所示。这是一种可直接发出输电电压等级电能的新型同步发电机。目前，常规发电机的额定电压一般不超过30kV。而Pof．的UN》30kV。如表1所示UN·max=155kV。

三钢焦炉热回收发电机DEH控制分析与优化

初步介绍三钢焦炉热回收余热2×80MW高温超高压发电机组的布置方式及工艺控制过程,并简单阐述DEH系统的控制原理及作用。通过改进优化停机控制回路,对保障机组安全起到至关重要的作用。

当代水电设备技术进展述评

20世纪90年代以来,世界水电设备技术取得了某些重大突破和进展。例如,超高压发电机(Powerform)的 诞生,交流励磁水电机组技术成熟及推广应用,CFD技术取得突破,鱼友水轻机面市等等。对这些成果进行较全面的介 绍。并对其意义和发展前景等进行评述。

某电厂全厂失电过程中旁路动作分析

阐述了西门子1 000 MW机组高低压旁路减压阀动作原理,分析了某1 000 MW机组旁路控制系统在机组全厂失电异常工况过程中的动作情况,探讨了西门子两级旁路控制系统在1 000 MW机组应用中存在的不足。通过对异常工况下旁路动作情况的分析,重点提出了西门子1 000 MW机组低压旁路控制系统部分的优化措施与改进建议。

可改善电站总体经济效益的全新型发电机—Powerformer

ABB公司开发了一种能直接给高压电网供电的全新型发电机，并给其命名为Powerformer（超高压发电机）。它既有发电机的功能，也有变压器的作用，从而，可明显地提高电站的总体经济效益。世界上第一台Powerformer已通过了电站实验并于1998年春在瑞典的Porjus水电站投运，本文介绍的就是这台超高压电机的主要特点。