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近日,由上海发电机厂研发的GVPI(整体浸渍)高导热型80MW空冷发电机通过各项出厂试验,不仅成为了行业内首台GVPI高导热型汽轮发电机,更是电机高导热技术突破所取得的一个重要里程碑,彰显了上海电气在高端发电机制造技术方面的持续创新与卓越实力。
长期以来,发电机运行时定子绕组铜线产生的热量需通过主绝缘传导出来后,由冷却介质带走。因此,提高定子绝缘的导热系数是解决电机散热瓶颈的关键。从上世纪80年代,国内外包括Vonroll、西门子、三菱等公司就开展了高导热相关研究,然而因高导热材料成本高、电气性能降低和工艺性不佳等问题,高导热绝缘技术一直未能在电机行业里得到广泛应用。
表冷发电机因其结构简单且运维方便,是当前工业环保设备和燃机配套的主流机型,为解决电机散热这一技术难题,2019年,上发开始进行立项攻关,并与上海交通大学和相关企业合作开展高导热绝缘技术研究。项目团队采用介电常数低、击穿场强高和导热能力强的氮化硼作为高导热填料,选择GVPI系列表冷产品作为应用机型,在经过高导热材料开发、模拟试样考核到产品型式试验对比等研发环节,攻克了导热系数测试、渗透能力评估和光纤测铜温等多项技术难点,最终将高导热材料成功应用到产品,并将导热性能提升约40%。以一台250MW全氢冷发电机为例,经测算,在不改变电机尺寸的条件下,使用高导热绝缘可使定子绕组热点温升降低10K,大幅提升了电机的可靠性或经济性。
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