低压电机对比高压电机,主要优势在哪?
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同类的配套设备,客户选择电机时会有电压的差异性,除不同国家和地区供电网电压的差别外,还会有一些别的原因。
1高压电机的优势高压电机可以做得功率很大,最大可达到几千甚至几万千瓦。这是因为,在同样的输出功率时,高压电机的电流可比低压电机小很多,同功率下,电流与电压呈负相关。所以高压电机绕组可用较小的线径。由此,高压电机的定子铜损耗也会比低压电机少。对于较大功率的电机,使用低压电时,则因需要较粗的导线而需要很大面积的定子槽,使定子铁芯直径做得很大,电机整个体积也会很大。
对于较大容量的电机,高压电机所用电源和配电设备比低压电机的总体投资少,并且线路损耗小,可节省一定的耗电量。特别是10kV的高压电机,可直接使用网络电源,这样在电源设备上的投资会更少,使用也较简便,故障率也会较少。
2高压电机的劣势高压电机绕组的成本相对较高,主要是由绝缘造成的,相关的绝缘材料成本也会较高。绝缘处理工艺较难,工时费用较多。对使用环境的要求比低压电机要严格很多。
3高低带及防电晕漆在高压电机绕组上的应用为了抑制高压电机绕组的电晕问题,不同的厂家采用不同的工艺,大多分厂家在线圈的直线边包扎你的低阻带,在端部包扎高阻带,浸漆烘干后还要喷防电晕漆。
4什么是电晕?电晕放电是指气体介质在不均匀电场中的局部自持放电,是最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很小的尖端电极附近,由于局部电场强度超过气体的电离场强,使气体发生电离和激励 ,因而出现电晕放电。
发生电晕时在电极周围可以看到光亮 ,并伴有咝咝声。电晕放电可以是相对稳定的放电形式,也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。
电晕放电的形成机制因尖端电极的极性不同而有区别,这主要是由于电晕放电时空间电荷的积累和分布状况不同所造成的。在直流电压作用下,负极性电晕或正极性电晕均在尖端电极附近聚集起空间电荷。
在负极性电晕中,当电子引起碰撞电离后,电子被驱往远离尖端电极的空间,并形成负离子,在靠近电极表面则聚集起正离子。电场继续加强时,正离子被吸进电极,此时出现一脉冲电晕电流,负离子则扩散到间隙空间。此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。如此循环,以致出现许多脉冲形式的电晕电流。
若电压继续升高,电晕电流的脉冲频率增加、幅值增大,转变为负辉光放电。电压再升高,出现负流注放电,因其形状又称羽状放电或称刷状放电。当负流注放电得以继续发展到对面电极时,即导致火花放电,使整个间隙击穿。正极性电晕在尖端电极附近也分布着正离子,但不断被推斥向间隙空间,而电子则被吸进电极,同样形成重复脉冲式电晕电流。电压继续升高时,出现流注放电,并可导致间隙击穿。
电晕放电工频交流电晕在正、负半周内其放电过程与直流正、负电晕基本相同。工频电晕电流与电压同相,反映出电晕功率损耗。工程应用中还常以外施电压与电晕电荷量的关系表示电晕特性,称为电晕的伏库特性。
高压电机与低压电机的选择,始终是设备配套的一个话题。高压与低压的选择,首先要基于设备使用场所的电网配置,如果具备不同的电压等级配置,那么配套电机的额定电压自由度就会大一些。高压电机与低压电机相比,电机功率密度占优势,因为在输出同样的功率时,高压电机的电流,比低压同功率电机电流小很多。当然,同功率条件下,高压电机绕组线径就会较小。相反,对于较大功率电机,按照低压设计时,则需要更多的电磁线,定子槽面积也同样要增加,整个电机的体积也会变得很大。
对于较大容量的电动机,高压电动机所使用的电源和配电设备,比低压电机总体投资要少,线路损耗小,可以节省一定量的耗电。比如说10千伏高压电机,电源设备的投资会变得更少,使用也变得简便,线路故障率也会变小。但是,高压电机绕组的成本相对较高,相关的绝缘材料成本也会随之变高;绝缘处理工艺较难,工时费用较多,电机制造周期较长。另外,高压电机对使用环境的要求也相对较高。
高压电机绕组制造的控制关键是什么?
01 振动因素影响
电机运行过程中,定子绕组端部和定子铁芯内绕组振动,使绕组绝缘腐蚀损坏。这是外腐蚀损坏事故中最为普遍的也最为严重的情况。造成这种腐蚀损坏的主要原因是,电机运行过程中,因其端部绕组在电磁力的作用下产生振动,导致绕组绝缘受损,从而造成槽部和端部线圈主绝缘击穿。因而,电机绕组的浸漆的固化特别的关键。
另外,由于制造或检修过程中铁芯清理不干净、或是嵌线过程中,有磁性污染物进入绕组,在电机运行时,磁性杂物被吸附在线圈绝缘表面,在电磁感应及电磁力的作用下,磁性杂物呈旋转方式运动,将线圈绝缘击穿。因而,电机绕组,特别是高压电机绕组制造的环境要相对苛刻。
02 绕组内部因素影响
相对于低压电机绕组,高压电机绕组无论是电磁线还是绝缘选择,以及线圈制造过程,都非常繁琐,不同的电压等级选择的电磁线不同,制造过程中,除绕组外包绝缘的控制外,绕组的匝间绝缘控制特别重要,包括绝缘包扎的紧密程度、线圈浸漆效果,都会影响绕组有耐受性能。如果绕组发生匝间绝缘损坏问题,在正常电压下也会造成绝缘击穿故障。
从以上信息我们可以发现,振动性能,不只是电机机械性能的符合性要求,同时对电机的电气性能会有较大的影响。
高压电机相比低压电机具有以下优点:
高压电机可以减小传输损耗,提高系统效率。
高压电机可以降低线路表面放电的可能性。
高压电机可以减小输电线路所占用的空间和材料成本。
高压电机可以增强输电线路对环境的适应能力,如抗风、冰覆盖等。
1.高压电机和低压电机的区别
高压电机和低压电机在运行中最大的区别在于其电压等级的不同。此外,两者还存在以下不同之处:
高压电机需要使用更专业的设备进行维护和操作,要求技术水平较高。
高压电机在输送过程中存在更严重的安全风险和电磁干扰问题,要求安全防护更加完善。
高压电机在成本方面通常会高于低压电机。
2.高压电机的应用
由于高压电机具有很多优点,因此在许多场合都可以得到广泛应用,包括:
输电线路:采用高压电机可以降低能源损失,提高系统效率。
工业生产:高压电机可以满足大功率、长距离传输及复杂环境的要求,如电力、冶金等行业生产。