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         (更新时间12月12日)

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ABB公司开发出不用齿轮箱和变压器的大型风电机组

    据国家电力信息网  最近瑞士ABB公司开发成功一种不用齿轮箱升速的,也不需变压器升压的低转速高电压大容量风力发电机组,从而带来了电机发展百年历史上的一次革命。它不限于风电领域, 而且将广泛用于水轮和汽轮发电机上,大量节省变压器。

  与传统风电机组不同的是,这种被称为 Windformer新型风电机组的风轮机与发电机直接连轴而不是通过齿轮箱,采用大直径圆盘式永磁钢转子而不是异步发电机转子, 定子绕组采用圆形的高压电缆线而不是矩形截面的铜线。这种圆形高压电缆技术是瑞士ABB公司的专利发明,全部定子绕组由一根电缆绕制,中间没有接头,可靠性较高。发电机电压可达20kV以上,最高可达400Kv。最初的发电频率约为5-10Hz,经过二极管整流器和可控硅逆变器后得到50Hz工频的交流电。

  新型风电机组的单机容量为3~5MW。当容量为3MW时,风轮机的中心高为70m,3个叶片, 每个叶片长约45m,由环氧玻璃钢制成。具有多极结构的大直径圆盘式永磁钢转子直径为6m以上,转速约为18r/min。为了适应海上运行,永磁钢采用防腐材料,机组可在5-28m/s可变风速下运行,风速为13m/s时达到额定功率。低于额定风速时,叶片角度自动调到有效位置;当风速为18~27m/s时,输出功率从3MW降到500kW。当风速平均为8m/s时,年发电量约为11GWh。

  由于省略了齿轮箱、变压器、起励器、功率因数校准器等设备,而使这种新型机组的成本大为降低,同时还减少了运行和维护费用,提高了效率,提高了可用率。而且机组使用寿命过后,有效材料都能再生利用。转子采用永磁钢材料对环境也有好处。由于较多地采用了环保型材料,这种机组有利于生态环境的特点十分突出。

  开发这种新型风电机组的基础是Powerformer技术, 即不必采用升压变压器即可直接并网的高压发电机系统,也就是圆形高压电缆专利发明。 除了用于即将安装投运的瑞典Nassudden海上风电场上的首批大容量风电机组外,这种新技术早在1998年5月瑞典北部卢雷河上波里尤斯水电站安装的发电机上首次应用,它不用变压器可直接并网。计划于2000年底投入运行的 Eskilstuna154kV高压汽轮发电机将是应用这种高压发电机新技术的里程碑。除了上述风电、水电和火电新产品之外,这种新技术也可用于老产品的技术改造。因此,这种可使输出功率增加20%、 维护费用减少一半的高压发电机新技术已经成为当今世界发电设备行业关注的焦点,这在最近几届国际大电网会议上已经引起轰动。             


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