肖振国
佛山市朗特电机有限公司 528313
摘要：本文重点阐述了现阶段高压发电机应用开发的现状以及性能参数。深入分析了桂泽发电厂66kV高压发电机的相关技术，包括发电机结构、线圈导线规格结构、主接线、励磁、冷却以及保护等多方面。对高压发电机的有效使用，能够消除变压器损耗，提升工作效率，避免损耗，不仅能够使占地面积得到有效利用，并且能够有效提升高压发电机的稳定性。
关键词：高压发电机；励磁；保护；冷却；线圈导线
一、新型高压发电机
在非常短的时间之内，Alstom与ABB两大企业退出了五台火电站和水电站的高压发电机。现阶段输电运用交链聚乙烯电缆的耐压水准远远高于500kV，所以，Alstom企业指出，现阶段需要制造出新的发电机，电压输出为245kV。并且结合该公司的长期规范，420kV是输出最高的高压发电机。
桂泽发电厂所使用的66kV高压发电机替代了以往已经运转45年有余的老旧发电机，并且在近期投入运作当中。将XLPE绝缘导线运用在发电机定子线圈上，能够替代以往运用浸渍树脂云母的绝缘线圈，能够出现匹配与系统电压的高压电，可以去除母线隔离配电盘、低压断路器、升压变压器这一系列设备。
二、新型高压发电机的特征
（一）本体结构
以往的发电机呈现出矩形线圈断面，线圈角部位置有着更大的电位梯度，定子线圈的主绝缘使用浸渍树脂云母，受到了耐压强度的制约，发电机电压有着大约30kV左右的极限。并且相对应的，新型高压发电机线圈运用具有良好绝缘性能的XLPE导线，由于其有着圆形断面，线圈绝缘体之中有着均匀的电位梯度，可以有效的限制电气应力，从而具备高电压的承受能力。
主轴与转子是新型高压发电机的旋转部分，其轴承在结构上与以往的发电机有着同样的原理。针对定子，如果提升发电机的输出电压，需要有效延长线圈的长短。所以，应当提升线圈匝数数量，或者是定子铁芯的轴向长度延长。这样，定子的重量以及尺寸都会大于以往发电机。另外，定子线圈顶端形状和以往电机差别较大。以往发电机定子铁芯槽，将两只线圈套入每个槽中；而新型高压发电机插进十个线圈。并且，定子铁心槽的形状需要配合线圈形状，从以往矩形转变为原型组合的独特形状。
（二）线圈
能够承受高电压是新型线圈的主要优势。另外，还可以降低其运作过程中的震动。主要原因是因为相较于以往的矩形线圈，圆筒导线线圈有着十分均匀的电场强度。
新型高压发电机的定子线圈有着以下几种特征。
其一，想要使设备之中由于磁通所引起的线圈涡流损耗得以降低，需要为导体绞线之中的任意一根线进行绝缘。
其二，与以往恒压导线有着一定的差异，外围不具备导线护层。线圈导线的外围构成半导电层。线圈导线接触已经接地的定子铁芯，因此线圈导线周边大多为大地电位，可以对线圈表面的局部放电进行抑制。并且，线圈端部也需要接地，因此具有非常高的安全性能。
其三，从中性点的位置将定子电压送到电端，并且根据线圈不断增加，线圈导线也因为各种不一样的线圈电压，运用了电压规格有所差异的导线以及分段绝缘。
在桂泽发电厂之中，新型高压发电机当中的线圈导线有着以下的规格：1.试验电压（交流 ）： 、 、 ；额定电压：40kV、60kV、70kV。此外，在发电站现场进行安装的过程中，开展交流耐压试验，试验电压相对与大地为86.25kV，10min。2.有七股绞线股数。3.有14根定子槽内导体。4.有一路的定子并联回路数。5.导线温度定额：正常运作过程中的导体温度不高于70摄氏度，短时最高准许温度为105摄氏度，持续最高准许温度为90摄氏度。真实定子导线线圈的温度，可以使用埋进铁芯内部的导线测温电阻来监测。
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（三）冷却方式
在定子的铁芯之中，将XLPE制的冷却水配管从轴方向上进行穿透。水管之中的冷却水可以对铁芯进行冷却，并且可以间接的对铁芯内部的定子线圈进行冷却。由于需要对铁芯进行直接性的水冷却，无需将通风道设置在铁芯轮环之中。如此一来，不管是振动、还是强度等方面，都相较以往发电机更具优势。
通常情况下，定子铁芯冷却装置使用闭合循环形式。在闭合回路当中的内循环之中使用纯净水，从而使铁芯得到冷却。对水——水热交换器进行有效使用，用平常冷却水系统进行供给，从而使其得到冷却。定子以及转子线圈端部，主要运用空气冷却的形式来进行冷却，运用发电机之内的循环系统来开展空气冷却工作。
（四）励磁方式
新型高压发电机励磁应当使用自励的形式，在定子线圈之中嵌入二次线圈，为其带来励磁功率。并且，二次线圈还在发电厂的出厂电源场合之中进行有效应用。另外，尽管在进行二次线圈附加的状况下，也不会对定子铁芯尺寸产生影响。
在设计转子的过程中，和以往发电机有很多相同之处。总而言之，对于可控硅静止励磁方式以及无刷励磁形式都可以进行使用。桂泽发电厂的新型高压发电机使用无刷励磁形式的AVR，以及数字式PID来进行控制。
（五）保护方式
在对高压发电机短路进行保护的过程中，往往采取和以往发电机相同的保护系统。桂泽发电厂之中的高压发电机主要包括过电流后备保护、电流差动主保护、阻抗继电保护。
由于新型的高压发电机和系统直接性的进行连接，中性点在接地的过程中，需要与系统侧接地形式的条件相符合。因此，中性点接地形式需要进行一定的转变，因此接地保护会由于接地形式的差异而产生非常大的不同。
桂泽发电厂之中的高压发电机，其中性点接地和系统侧的接地形式是相同的，运用了和以往设置了主变压器相同的非接地形式。并且，针对高压电发电机之内的接地保护，运用接地方向继电器来进行主保护，使用接地过电压继电器来进行后备保护。
三、新型高压发电机的优势
（一）高压发电机的电流很明显的降低了，从以往的787A降低了79A，有效降低电能的损耗，这样可以使高压发电机的工作效率得到有效的提升。
（二）将高压发电机的开关以及升压变压器去除，不单单节约了对设备的投资，并且也不会出现和开关以及变压器损耗相关的问题。
（三）可以有效避免以往发电机系统所需要的抵押断路器、母线与变压器密封配电盘、封闭母线等，因此，可以有效的提升设备的机动灵活性与可靠性。
（四）去除了以往电厂新建当中的变压器等等设施，从而有效的降低上方的开挖量，使发电厂的占地面积得到有效节约。
结语
总而言之，在对新型高压发电机进行实际应用的过程中，能够有效的减少百分之十的总投资费用，从而有效的提升发电厂百分之二的总效率，使发电厂的综合经济效益得到有效的改善。相较于以往的发电厂，以及相较于以往主变压器形式，新型高压发电机具有大容量化、高电压的优势，能够使发电厂的运作成本得到有效节省。能够对发电厂的实际制造能力、材料、技术、设备进行综合考量，现阶段电压最高能够到达150kV左右。
参考文献
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论文作者:肖振国
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：发电机论文; 线圈论文; 定子论文; 高压论文; 导线论文; 以往论文; 电压论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;