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風電變流器Crowbar電阻解決方案

風力發電系統圖:
風力發電系統圖
Crowbar電阻器-低電壓穿越技術
低電壓穿越:電網電壓瞬間跌落時北京赛车-首页_Welcome,機組仍能并網運行。 Crowbar電阻能在瞬間把巨大的能量耗散掉。
風力發電低電壓運行能力線:
風力發電低電壓運行能力線
CROWBAR電阻能量沖擊波形圖
500KJ 2.5Ω 沖擊時間0.984S
電阻材料SUS 304, 溫漂1400ppm/℃,電流峰值7KA,衰減到4.5KA
CROWBAR電阻能量沖擊波形圖
風力發電系統中電網低電壓故障頻度,CROWBAR電阻的工作頻度:
以1.5MW風力發電機為例,環境溫度<60℃
200J 1次/秒
220KJ 1次/30分鐘 350000次 (20年壽命)
640KJ 1次/星期 1000次 (20年壽命)
1360KJ 1次/月 250次 (20年壽命)
Crowbar電阻-柵格結構北京赛车-首页_Welcome,自然風冷:
Crowbar電阻-柵格結構,自然風冷
M = Q/(C*Δt)
M:電阻材料的質量北京赛车-首页_Welcome。單位:kg
Q:電阻材料吸收的能量。單位:kJ
C:電阻材料的比熱容北京赛车-首页_Welcome。單位:kJ/kg.K
Δt:電阻材料的溫升。單位:K
以1.5MW風力發電機為例:
電阻材料:SUS304。
Qmax=1360KJ  C=0.5kJ/kg·K  Δt=450K
M=1360/(0.5×450)=6.04Kg
電阻材料重量:約6.04Kg
輔助材料重量:約20Kg
體積:500×450×150 (mm)
Crowbar電阻-夾層結構,自然風冷:
Crowbar電阻-夾層結構,自然風冷M = Q/(C*Δt)
M:電阻材料的質量。單位:kg
Q:電阻材料吸收的能量。單位:kJ
C:電阻材料的比熱容。單位:kJ/kg.K
Δt:電阻材料的溫升北京赛车-首页_Welcome。單位:K
以1.5MW風力發電機為例:
電阻材料:SUS304。
夾層材料:白云母板.耐溫500℃
設計電阻吸收全部能量北京赛车-首页_Welcome,最高溫升450K.由于瞬間云母絕
緣材料會吸收部分能量,實際電阻溫升< 400K
Qmax=1360KJ  C=0.5KJ/Kg·K  Δt=400K
M=1360/(0.5×400)=6.8Kg
電阻材料重量:約6.8Kg
輔助材料重量:約22Kg
體積:490×320×200 (mm)
Crowbar電阻-管式結構北京赛车-首页_Welcome,自然風冷:
Crowbar電阻-管式結構
M = Q/(C*Δt)
M:電阻材料的質量。單位:kg
Q:電阻材料吸收的能量。單位:kJ
C:電阻材料的比熱容北京赛车-首页_Welcome。單位:kJ/kg.K
Δt:電阻材料的溫升。單位:K
以1.5MW風力發電機為例:
電阻材料:SUS304。
Qmax=1360KJ  C=0.5KJ/Kg·K  Δt=450K
M=1360/(0.5×400)=6.8Kg
電阻材料重量:約6.8Kg
輔助材料重量:約12Kg
體積:600×350×400 (mm)
Crowbar電阻-水冷結構,(電阻片完全侵入水中):
Crowbar電阻-水冷結構
M:夾層材料的質量。單位:kg
Q:夾層材料吸收的能量。單位:kJ
C:電阻材料的比熱容北京赛车-首页_Welcome。單位:kJ/kg.K
Δt:電阻材料的溫升北京赛车-首页_Welcome。單位:K
以1.5MW風力發電機為例:
電阻材料:SUS304。
由于水為吸熱材料北京赛车-首页_Welcome,熱量瞬間傳遞到水北京赛车-首页_Welcome。故比熱容以水為準
Qmax=1360KJ=1360kJ  C=4.183kJ/kg•K  Δt=50K
M=1360/(4.183×50)=6.502Kg
電阻材料重量:小于2Kg
輔助材料重量:約40Kg
體積:300×2000×120 (mm)
結構性能比較:
制動電阻結構性能比較
C、工況比較:
柵格結構與夾層結構
水冷結構與管式結構
Crowbar電阻類型選型:
Crowbar電阻類型選型
 
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