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探索智能电网,助力智慧生活

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行业新闻
2018/08/17
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【摘要】:
现代电力电子技术使电能使用更加灵活和高效,是建设未来能源互联网及智能电网的重要基础。然而,当电力电子系统引入整流和逆变环节后,电气设备绝缘易受到高频、含有谐波电压的影响而加速老化。随着电力电子技术向大功率、高频率、小型化、高电压的发展,电力电子系统中电气绝缘技术已成为制约电力电子设备可靠性、安全性的关键问题之一。     从发电、输电、用电及电力电子器件几个不同方面阐述了电力电子设备潜在的绝缘问题

  现代电力电子技术使电能使用更加灵活和高效,是建设未来能源互联网及智能电网的重要基础。然而,当电力电子系统引入整流和逆变环节后,电气设备绝缘易受到高频、含有谐波电压的影响而加速老化。随着电力电子技术向大功率、高频率、小型化、高电压的发展,电力电子系统中电气绝缘技术已成为制约电力电子设备可靠性、安全性的关键问题之一。

  

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  从发电、输电、用电及电力电子器件几个不同方面阐述了电力电子设备潜在的绝缘问题及解决措施。

  风力发电系统中,长连接电缆导致风机端部过电压严重,由于电压在绕组中的分布不均可能产生局部放电现象,降低绝缘可靠性;另外,需综合考虑风力发电复杂运行环境,改善风力发电机(特别是双馈风力发电机)的绝缘性能;运行在高频脉冲电压下的电力电子变压器,应着重关注其在高频化、小型化、高压等环境下,固体绝缘和油纸绝缘的老化特性和过电压分布特性,使绝缘系统可长期可靠工作在电力电子产生的电、热应力下;作为电力拖动的主流,变频电机在重复脉冲电压下绝缘破坏机理和绝缘系统改进措施已有大量研究,但应结合新的应用行业,如新能源汽车、全电动飞机、潜艇舰船驱动等,进一步研究变频电机绝缘系统评估方法、检测技术并建立相应标准体系。

  

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  最后,基于宽禁带材料的功率器件是第五代电力电子开关器件的其础,高频、高压下宽禁带功率器件绝缘性能、绝缘材料是新一功率器件的关键技术,应着重于高频、高场条件下,宽禁带功率器件材料的系统研究。

  

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  近60年功率器件发展的技术积累及宽禁带电力电子器件的技术不断成熟必将推动电力电子设备向高电压、大电流、智能化、高频化、小型化等方向发展,同时要求不断提升电力电子技术在未来智能电网发电、变电、输电、用电领域的技术水平。

  电力电子设备中整流、逆变、传输带来的高频、快速变化的重复脉冲电压给传统工作在直流或正弦电压下的电气绝缘系统带来诸多挑战,绝缘工艺及可靠性逐渐成为制约基础功率器件及电力电子设备向高频、高压、高功率密度方向发展的不可忽视的因素。

  

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  以现有工作为基础,立足电力电子技术在新能源电力生产、电力传输、电力消费等行业的应用背景,针对不同设备、不同应力下的电力电子系统电气绝缘问题,在高频、非正弦、各种环境参数下,深化绝缘破坏机理、影响因素及绝缘系统相关评估技术的研究,据此制订普遍适用于工业生产的标准,从材料性能提升、绝缘工艺改进等方面提出切实可行的解决方案,以提高电力电子设备的绝缘可靠性。

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