电子教材-高压电机定子绕组绝缘结构的设计

《电子教材-高压电机定子绕组绝缘结构的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、砉茎Ⅵ澄酬-籀高压电机定子绕组绝缘结构的设计包营(宁波工程学院电子与信息T程学院浙江宁波3150lO)[摘要]介绍高压电机定子绕组匝间绝缘结构、对地绝缘结构及其设计方法以及防晕的措施，并应用于10500V三相同步发电机上，获得成功。为高压电机定子绕组绝缘结构提供设计思路。[关键词】高压电机定子绕组绝缘结构设计方法中图分类号：T13文献标识码：^文章编号：1671—7597(2008)0910016—02一、撮述随着人们生活质最的提高和工业发展需求，电力需求争逐年上升趋势。电力供应缺口严重地制约了中小型企业尤其是二资企业和乡镇企业的生产发展，工业用电的计划配

2、给使得超计划用电的费用高的离谱，供电的品质义差，说不定在某个时间突然给你一个停电。为便牛产用电有保障，许多企业纷纷添置自备电源。在这种形势下，为改善地方局域嗣的供电质量，在经济上及时抓住电力紧缺的商机，各地方电力部门开始建造调峰电站，能改变电力结构，推动工业发展，如余热调峰电站、天然气调峰电站、抽水蓄能调峰电站。一个时期后，这种投资少、见效快、同收期短的调峰电站在经济发达地区迅速蔓延开来。为进一步减少投资，电站设计时，多采用10．5kV级以上的高压发电机组。因此高压电机在经济建设中所起的作用越来越重要，对高压电机的需求量越来越多，同时对高压电机的技术水平的

3、要求也越来越高。高压电机中绝缘系统占有非常重要的地位。它在很大程度上决定着高压电机的运行寿命和运行可靠性。而作为高压电机心脏的定子绕组绝缘则更受人们的瞩目和重视。高压电机绝缘系统的技术水平在很大程度E是由其所用绝缘材料与所选绝缘结构决定的。对于高压电机来说，其绝缘系统水平的提高就意味着电机整体水平的提高。二、高压电机定子绕组的绝缘结构高压定子绕组一般采用多匝框式结构，高压电机定子绕组的绝缘结构主要包括匝间绝缘的选定、对地绝缘厚度及材料的确定及防电晕措施。(一)匝间绝缘的选定定子绕组制造和运行过程中，当操作过电压陡波侵入时，其匝间过电压比每匝工作电压约商20

4、倍以上，有可能使匝间绝缘击穿。而且现场经验表明。多匝框式定子绕组的大多数故障都是由匝间绝缘损坏开始，而最终导致绝缘对地击穿。因此匝『日j绝缘的结构至关重要。在过电压陡波的作用下，相端首匝将出现最大的过电压us(幅值)，所以设计时匝间绝缘的冲击击穿电压应高于Us。U5=Uc·△t／Tf式中：uc为冲击过电压，一般取3．5m(kv)；△t为陡波经过线圈一匝所需时间，△t=2L／V(№)，其中V为绕组槽部波速m／“s，L为铁心长(m)，y=o．25×1000×√点×扣。，^。，6指定子绕组对地绝缘单边厚度(姗)，hs指定子槽(开口槽)深(m)，bs指定子槽宽(唧

5、)。T沩冲击过电压波前时间，一般取1．5№。应用在宁波电机厂1250kwl0500V三相无刷同步发电机设计中，预选定子绕组对地绝缘单边绝缘厚6l-3珊，定子槽深h产80姗，定子槽宽b。=16．5m，定子铁心长L=0．68m。则：r一，一广-，——一y=o．25x1000×√4×√6。，^。=o．25×l000×、／3×√16．5，80=22r11，№△f=2Uy兰240．68，22=o．0618№仉=玑·△f，7每3．5+lO．5+0．0618，1．5=1514V而仉。。=o．35￡k=o．35+10．5=3．675kV=3675V所以：1514V<匝间冲

6、击击穿电压<3675V定子绕组电磁线若采用自粘性玻璃缝包云母带绕包铜扁线sBEFB一70／155—2N，导线绝缘层薄，可靠性好，耐电晕性好，关键其弯曲后击穿电压为4kV。因此对10．5kV高压电机定子绕组若选用此电磁线后，其m问不再需另包绝缘，这样可以提高梢利用率，缩小电机的主要尺寸，利用槽内有效的空间以达到良好的电磁性能。(二)对地绝缘厚度的确定‘绕组对地绝缘是绝缘结构的蕾要部分，确定绝缘厚度时，要考虑：机械渊素、历次耐压试验的累积效应、绝缘的分散度和正常运行条件下的年平均老化速率等。设对地绝缘材料选用环氧玻璃粉云母带，其单边绝缘厚度可按下式估算：4≥而

7、去盎啊+％一式中：u曲额定电压(kV)；Kv为预防性试验电压倍数，一般取1．5；At为历次耐压累积效应系数。为了检查绝缘结构的缺陷，在制造过程中要按规范对绕组进行多次工频耐压试验，每进行⋯次，就会在结构中产生一定的细微劣化痕迹，使其耐电性能有所下降，称累积效应。表刀÷这一效应的系数n1与外施电场的强弱及其作用时间有关。如图l所示环氧粉云母带绝缘一分钟耐压试验的累积效应特性。43享d21O8910lI121314EkV，mm图l累积效应系数a与外施场强E的关系A2为分散度，一般6kv以卜取O．1，6kv及以下取0．15；B为年平均老化速率指数，发电机取0．0

8、2，电动机取O．03；T为运行年限，发电机取30年，电动机取20年