35kV高压双馈风力发电机关键技术研究与应用.pdf

1、www.crrcgc.cc35kV高压双馈风力发电机关键技术研究与应用中车永济电机有限公司 段志强2025年12月中国中车股份有限公司 版权所有 20152目 录 第一部分背景概述 第三部分推广及应用前景 第二部分关键技术及创新中国中车股份有限公司 版权所有 2015一、背景概述双馈风力电机功率最大已至16MW,半直驱风力发电机已至26MW,更大功率的风力发电机正在研制中。3低成本高可靠性风力发电机发展趋势电压逐步提升功率持续增加近年来，我国新能源发展迅速，应用规模不断扩大，对产品持续降本及可靠性提升提出更高的要求。风电机组的额定电压由 690V 提升至 1140V、1800V、10.5kV,

2、转子侧电压提升至1800V。4 目前国际采用成型绕组的高压电机最高电压等级为27kV，风电领域最高电压等级为10.5kV，35kV风力发电机尚属行业空白，35kV成型绕组高压电机产品未来有望成为新的发展方向。一、背景概述10.5kV高压双馈风力发电机27kV水轮发电机（1000MW）创新方向及预期 定子侧与电网直连、减少机组电缆用量，电缆成本大幅下降。降低塔筒旁的箱式变压器容量，降低了故障点和各种安装成本。尤其针对安装在沙漠、戈壁、和荒滩等大基地的风电机组，可降低运维成本，同时避免风沙等对变压器影响。发电机定子电网直连二、关键技术及创新 面向我国沙戈荒、大基地风电产业升级和大规模开发对大功率、

3、高电压、高可靠的35kV高压电机的需求，设置五个重点研究方向：35kV高压电机测试技术研究，建立35kV高压电机测试及评估技术标准。0535kV高压电磁环境下定子绕组端部及大直径高线速度转子系统的可靠性技术。04应用于35kV高压超厚、高电晕绝缘结构体系的高效冷却系统。0335kV成型线圈绝缘结构设计技术，防晕结构设计技术，可靠性评估技术。02基于35kV高压条件下的一体化设计技术。015重点研究方向6主要创新点创新点一35kV高压电机绝缘系统研究与开发解决成型绕组云母绝缘技术难以突破35kV电压及高压环境下易产生电晕问题，提出35kV绝缘系统解决方案，实现 35kV 主绝缘结构设计、高电压发

4、电机端部防晕技术突破。创新点三多介质多相高效冷却系统研究建立多相流与热-流-固传热模型，分析冷却系统内的流动特性，提出适用于高压超厚绝缘的冷却方案。创新点二基于35kV高压条件下电机及系统一体化电磁、结构整体设计针对高电压发电机散热困难和全尺度温度梯度大导致绝缘结构热应力大、易失效的问题，建立计算模型，揭示高压电场、磁场相互作用的损耗分布规律。二、关键技术及创新7关键技术一：35kV高压电机绝缘系统研究与开发核心技术点1：建立复合绝缘结构和防晕结构数值仿真模型，完成绝缘系统、防晕系统设计与仿真。l 绝缘承受电应力仿真分析l 绝缘承受机械热应力仿真分析l 35kV超厚绝缘结构设计l 防晕结构设计

5、二、关键技术及创新8关键技术一：35kV高压电机绝缘系统研究与开发二、关键技术及创新核心技术点2：35kV高压线圈工艺技术研究 针对大尺寸、大跨度高压框式线圈嵌线难的问题，设计验证方案并完成线圈嵌线验证。大尺寸框式线圈嵌线验证高压线圈技术路线研究 多胶、少胶高压线圈工艺性能验证，确定材料、厚度、模压温度及压力等关键参数；突破整体高精度线圈成型技术。图片素材来自百度图库9关键技术一：35kV高压电机绝缘系统研究与开发二、关键技术及创新线圈新型绝缘材料应用 应用于35kV的新型高透气性绝缘材料性能研究；绝缘材料现场工艺验证。绕包工艺验证 线圈现场绕包工艺方案研究；高压线圈批量化生产能力建设。核心技

6、术点3：绝缘结构材料应用及成型工艺研究10关键技术一：35kV高压电机绝缘系统研究与开发二、关键技术及创新35kV超厚绝缘系统，绝缘成型、关键工艺参数对绝缘系统的可靠性影响规律识别。防晕结构工艺参数相互影响规律研究，识别关键性能敏感因子，形成一体化工艺方案。核心技术点4：35kV高压线圈浸渍及固化技术研究图片素材来自百度图库11关键技术二:35kV 高电压发电机多介质多相流传热技术二、关键技术及创新核心技术点1：冷却介质-结构传热特性与高效冷却技术研究基于高压电机超厚绝缘和各部分冷却条件差异大带来的散热困难问题，建