2mw风力发电机绝缘结构研究

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1、电气牵引2015年第2期(总第130期)2M'W风力发电机绝缘结构研究宋大成湘潭电机股份有限公司技术中心，湖南湘潭(411101)摘要：本项目针对2MW风力发电机定子绕组的结构特点，一方面通过对线圈的绝缘电气性能的测试，确定其绝缘结构，筛选合适的绝缘浸渍漆、匝间绝缘以及主绝缘，并以试验数据来确认绝缘性能的可靠性；另一方面解决定子线圈制造、定子嵌线及定子浸漆方面存在的多个工艺问题。关键字：定子绕组；绝缘结构；电气性能；可靠性；工艺一认绝缘性能的可靠性。一、刖吾二、绝缘结构的确定风能的开发和利用在欧美发达国家发展非常迅速，风力发电的应用技术已日趋成熟。近年来，我2MW风力发电机为变频690V，

2、其运行时尖峰国的风力发电事业也得到了快速发展。根据风力电压可达到2000V。该部分包括浸渍漆选择、电磁发电“十一五”发展规划以及风力发电远景规划，我线选择(即匝间绝缘选择)、线圈主绝缘选择(即对国风力发电规划各阶段风电装机容量需求：2005～地绝缘选择)、连线及接头绝缘选择。2010年，每年平均装机容量需求达到60万千瓦；1．浸渍漆2010—2015年，每年平均装机容量需求达到1202MW风力发电机所采用的绝缘系统为少胶浸万千瓦；2015～2020年，每年平均装机容量需求渍(VPI)绝缘系统。绝缘浸渍又称绝缘处理，就是达到200万千瓦。目前我国风力发电场近8O％的电机的各种线圈在制造过程中

3、或制造后以及定子风力发电机组为进口设备，存在价格贵、售后服务难绕组或转子绕组在嵌线装配后，按照一定的工艺方保证的缺点。国家“十一五”规划中明确提出，新建法浸渍绝缘漆，以提高电机绝缘的耐热性、耐潮性、风力发电场的设备国产化率必须达到70％以上。耐化学腐蚀性，提高电机绝缘的各种电气性能，如其中作为风力发电装备的最关键部件，风力发电机击穿电压强度、绝缘电阻、起晕电压，降低介质损的研制尤为关键，电机运行的可靠性和运行寿命主耗，提高电机绝缘的力学性能，消除绕组的“三松”，要取决于绝缘系统的设计及其材料的应用。由于同时改善导热性，降低电机温升，这一切总目的就风力发电机使用的特殊地理环境(戈壁、草原、海

4、边是延长电机绝缘寿命，也就是延长电机的使用时等)，风力发电机所用绝缘系统及其绝缘材料有着间。因此它是电机制造中的重要工序。特殊要求，如防震、抗潮、耐盐雾及在低压、大电流绝电机绝缘内部不能有气隙，因为气隙中有空缘系统的机械强度和因力学性能下降引发的绝缘气，当线圈在电压作用下这些气隙中的气体首先产性能衰退以及特殊环境下运行绝缘系统的耐候性生局部放电，而最后导致绝缘的损坏。电机绝缘中问题等。不希望有气隙存在，必须通过绝缘处理，把绝缘结针对不同型号的2MW风力发电机定子绕组的构内的挥发物和气体全部抽出来，而用绝缘漆或胶结构特点，开展了大量的试验和试制工作，一方面把气隙堵满。由于一般绝缘漆，溶剂含量

5、多，因此需确定绕组线圈绝缘结构，另一方面需解决定子线虽然在浸渍后能把气隙填满，但烘干后，溶剂挥发，圈制造、定子嵌线及定子浸漆方面的多个工艺问绝缘内部仍有气隙，达不到要求，所以必须采用无题，对线圈的绝缘电气性能进行测试，以数据来确溶剂浸渍漆。一62一2MW风力发电机绝缘结构研究1．1现在国内主要由两种VPI浸渍树脂，分别是表3线棒的tg8％环氧酯一苯乙烯体系VPI树脂，不饱和聚酯亚胺一乙t％平均值备注烯基甲苯体系VPI树脂，其固化特性对比如表1。常态0．69表1两种树脂体系的固化特性对比测量电压：JKV155oC6．75类别VPI树脂体系固化挥发份固化收缩率表4线棒湿热试验前后绝缘电阻R1环

6、氧酯一苯乙烯25％8％2不饱和聚酯亚胺5％6％绝缘电阻平均值R(Q)一乙烯基甲苯(VT)湿热前常态3．1xl0从表1可知，环氧酯一苯乙烯体系VPI树脂在烘第1周期后3．1x10焙固化过程中挥发份大，污染环境，浪费材料成本；第2周期后3．1xl0使用该树脂浸渍的绝缘结构，因为固化时的大量低第3周期后3．1xl0分子物的挥发而造成的绝缘层的微观空穴较多，使第4周期后3．1X10绝缘整体性下降，各种绝缘性能(包括电气性能、机第5周期后3．1xl0械性能、耐热和导热性能、抗环境性能)下降。尤其湿热第6)N期后3．1×10’是对高压变频电机，微观空穴和高的瞬间脉冲电压试验第7N期后3．1xl0”使绝

7、缘内部的局部放电发生的概率大大增加，严重第8周期后3．1x10影响了电机的绝缘寿命和运行可靠性。通过以上第9N期后3．1X10描述，2MW风力发电机采用不饱和聚酯亚胺一乙烯第1O周期后3．1xlO基甲苯体系VPI树脂，即JN1148HB低挥发无溶剂第11周期后3．1×10(VPI)浸渍树脂。第12周期后3．1xl0’1．2产品说明：此产品由环氧改性聚酯亚胺树脂表5线棒击穿电压及电气强度和低毒活性稀释剂组成。该树脂不含苯乙