直接高压电上网的发电机欧洲人还真玩过，这玩意国内学界叫超高压发电机，英文有个词 Powerformer，我手里资料《大电机新技术》有点老（毕竟是十年前的书了），属于提到，但是不清楚最新进展的情况。国内哈电和哈理工搞过小样机，但是细节我不太清楚。
书里提到的几个例子包括 1998 年投产的瑞典 Porjus 电站，45kV、11MVA、600r/min 的 9#水电机组；2000 年初 Eskilstuna 火电厂的 136kV、42MVA，3000r/min 机组，其他几个例子也是 2001 年在瑞典水电厂搞的，包括 Poris 水电站 155kV、75MVA，125r/min 机组和 Hōlijebro 水电站 78kV、25MVA，115.4r/min 机组。这类超高压发电机的技术基础是交联聚乙烯（ XLPE）绝缘技术，毕竟交联聚乙烯在高压电缆上应用已经超过 500kV 了，主要开发方是 ABB，2000 年阿尔斯通兼并 ABB 之后接棒。虽然阿尔斯通豪言能搞出 25~245kV 输出，容量在 20~800MVA 的大机组，但是显然近几年也没啥明显动静。
这类发电机最大的好处就是省掉变压器投资，总投资上算下来有 10%的降低，并且在效率上略高于常规的发电机变压器组，还节省了无功功率需求，但是代价还是不小的。由于高压导线的绝缘设计要求在电机上使用类似电缆的圆形导体而非传统的扁线棒。圆形导体好处是电场设计相对简单，基本解决电晕，提高安全性。由于绝缘设计，需要大量预先规定的不同尺寸的电缆，并且接头部分有很高要求，无论是工艺还是接头数量的设计；由于电机磁场特性，还要求在高压电缆的多芯绞线之间有氧化层绝缘。由于高压需要增加每槽导体数量，电机整体尺寸上付出了明显代价，相当于常规发电机的 120%~140%。铁芯设计较为复杂，高压绕组铜耗低，大部分损耗集中在定子铁芯（磁密增加也加剧铁损），但是铁芯接地，水冷设计反而简单，主要问题是导体在槽内固定、铁芯温升振动增加可能导致的变形。有的超高压电机还设计用于厂用电的辅助绕组。这类超高压电机在故障行为上和传统的发变组区别也很大，继电保护这块也属于探索阶段，虽然可靠性理论上并不差，但内部故障后的修复工作会比较复杂。
总的来讲，这是一个很有潜力的新技术，但目前还是起步阶段，未来在风电尤其是海上风电上可能会有很大应用；同类技术可以在干式变、高压电机上应用。不过国内的超高压电缆技术水平上并不是顶尖的，这种吃螃蟹的开发工作，进展和阿尔斯通会有比较大差距。
微信扫一扫 
