發(fā)布時間：2021-10-24 04:58

　　風電變流器是風力發(fā)電機組中的核心設備,其性能的優(yōu)劣、可靠性的高低是影響風電系統(tǒng)發(fā)電質(zhì)量的重要因素。但是隨著大容量風電機組的發(fā)展,變流器中的功率器件承受的電壓和電流沖擊越來越大,導致功率器件的溫度也越來越高,較高的溫度將影響風電機組變流器中電器元件的使用壽命,尤其是變流器中絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）模塊。散熱問題已經(jīng)成為影響大功率風電機組發(fā)展中急需解決的關鍵問題,本文針對新疆2.5MW直驅(qū)永磁式風力發(fā)電機組變流器的散熱問題進行研究,主要研究內(nèi)容及結果如下:1.對風電機組變流器中主要熱源部件的現(xiàn)場調(diào)查和研究分析。通過對達坂城風電場的實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)變流器中的關鍵功率器件IGBT模塊和電抗器存在溫度較高的問題,提取監(jiān)控平臺的監(jiān)控數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)處理工具對二者的溫度變化情況進行數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)風電機組正常運行時,IGBT模塊溫度、電抗器溫度與環(huán)境溫度的溫度差分別在40℃左右和50℃左右,因此,對風電變流器散熱裝置的改進空間較大。2.通過對目前風電機組變流器散熱裝置所使用的散熱方案進行分析,并通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有的水冷裝置對進入變... 

【文章來源】：石河子大學新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

變流器Fig.2-1ConverterFigure

省去了齒輪箱，成為為直接驅(qū)動式結構，減小系統(tǒng)運行噪聲，提高風電機組整體的可靠性。 因為風力發(fā)電機所產(chǎn)生的電能不穩(wěn)定，必須經(jīng)過變流器進行變換才能輸出穩(wěn)定的電能。變流器中的很多電器設備，因為其集成化程度較高，通過的電流較大，在較短的時間內(nèi)部分關鍵設備會產(chǎn)生較高的溫升，需要有良好的散熱環(huán)境對其進行散熱降溫。其中IGBT 模塊和電抗器散熱部分是風電機組中關鍵的部件，也是主要的熱源。 2.1.1 變流器 IGBT 模塊 風電機組變流器如圖 2-1 所示，其主要包括逆變柜、主控柜、整流柜和變壓柜。在變流器中 IGBT 模塊是風電機組變流器的核心部件之一，IGBT 模塊如圖 2-2 所示。

風力發(fā)電機組變流器散熱裝置的設計與研究12具備抵抗高溫的功能，目前風電機組變流器中所用的水冷式電抗器，其類型屬于鐵心電抗器。目前風電場中現(xiàn)役的機組電抗器如圖2-5所示，這種電抗器為三相三柱式鐵芯式，鐵芯采用優(yōu)質(zhì)低損耗冷軋硅鋼片、水路不通過繞組，即水電分離互不影響，通過水冷板間接將繞組和鐵芯的熱量吸收，水冷板給鐵芯和繞組同時冷卻。電抗器緊固件使用的是無磁性材料，從而進一步降低電抗器的溫升，外露部件采用防腐蝕處理，引出端子采用鍍錫銅排。圖2-5電抗器Fig.2-5Reactor一般電抗器的工作溫度范圍是：-30℃~55℃，單相的額定電流為1330A，由于風電機組運行功率不穩(wěn)定的原因，電抗器在運行過程中常常出現(xiàn)溫升過高，造成絕緣層損壞的問題，甚至出現(xiàn)安全事故。圖2-6電抗器溫度變化圖Fig.2-6Reactortemperaturechangediagram

【參考文獻】：
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