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关于风电机组电力电缆载流量的研究

2017-03-18 14:46:40 来源:网络
 二、电缆敷设方式的影响

电缆排列方式包括电缆敷设桥架形式、电缆之间的敷设距离等因素。这些因素通过不同方式影响电缆区域的温度场分布,从而对电缆载流量产生影响。表3是不同敷设方式电缆载流量的修正系数表。风电机组的电缆敷设往往是几种方式的组合。在机舱中一般是水平三角形敷设,塔筒扭缆处为垂直接触式敷设,塔筒内为垂直三角形敷设。

三、海拔高度的影响

海拔升高、空气密度降低、散热的对流作用减弱,对于敷设在塔筒内部电缆,以空气为冷却介质,其温升就会随之升高,载流量会下降,影响电力电缆的使用寿命。海拔每升高100m,电力电缆的温升增加0.1-0.5(一般在0.4以下),而气温随海拔高度的升高而降低,直减率为海拔每升高100m气温约降低0.6,可以部分补偿由海拔高度升高对电力电缆温升的影响。因此海拔升高对电力电缆温升的影响不大。一般情况下,海拔高度与电力电缆载流量的修正系数关系见表4:

此外,高海拔地区辐射强度比较强烈,使空气容易电离而导致外绝缘强度和电晕起始电压降低。同时,随着海拔的升高,绝对湿度与介电强度的降低都会导致绝缘强度的降低。因此需要考虑风电机组电力电缆的绝缘强度。

四、其它因素的影响

在风电机组电力电缆载流量的估算中,风电机组电力系统的电流谐波含量、功率因素以及电缆不均流性的大小,是影响电力电缆实际载流量的重要因素,这些因素都会使电缆的实际载流量高于风电机组的额定电流。 实际应用

一、1.5MW双馈风电机组电缆选型

在南车风电的1.5MW高原风电机组设计中,充分考虑了上述因素,并据表5进行了选型设计。

  WT1500D88高原型风电机组的主要电气参数为:

  a)发电机转子最大电流500A;

  b)发电机转子冲击电压2000Vpk;

  c)发电机定子最大电流1347A;

  d)发电机定子冲击电压690Vrms;

  转子侧电缆选型:500÷0.57=877A转子侧电缆选型优选:2根1.8/3kV-150mm2电缆;

  定子侧电缆选型:1347÷0.57=2363A

  定子侧电缆可选型为4根0.6/1kV-185mm2电缆,5根0.6/1kV-150mm2电缆;

  从成本考虑最优选择为:5根0.6/1kV-150mm2电缆。

二、测试验证

在某高原风电场,我们对南车风电的WT1500D88风电机组的定子电缆做了实际运行考核实验,实验数据见表6。

由表6中数据可知,电缆的最高温度为55.2℃,最大温升为12.8K,而电缆导体最高运行温度为90℃,实验表明电缆的选型设计是合理安全的。

结论

文中详细分析了各种环境因素对风电机组电力电缆载流量的影响,为风电机组电力电缆的选型和电气系统设计提供了重要依据,并据此做了1.5MW高原风电机组电缆选型设计,在运行考核实验中,电缆温升在合理范围,运行可靠。

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