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不需升压变压器而直接向高压电网供应电能的发电机组。 特点 它同时具有发电机和升压变压器的功能，也称之为发电变压器。这种新型设备是由ABB公司研究开发的，对电力工业的发展将产生深远影响。 过去，常规大型发电机若要提高发电功率，惟一方法是提高定子绕组电流，大电流需要大量铜导体，安装密度过大导致了导体的矩形断面设计。矩形断面导体的电场分布不均匀，在直角部分电场强度集中，增大了绝缘击穿和短路的危险。因此，必须采用更先进的措施来控制端部电场强度。传统设计的额定电压不大于36 kV。但现在电网电压已达到很高的水平，仍需要用升压变压器接入电网。 这种新型设备的核心是定子绕组。高电压发电机的绕组为圆形，电场分布均匀。成熟的高压电缆技术使这一设想成为可能，已有的绝缘材料和生产技术可提供工作梯度在10 kV/mm甚至更高的可靠电缆。 原理 高电压发电机组的基本原理是基本电磁理论，如麦克斯韦方程。电机绕组采用固体绝缘的圆柱形导体，运用了高压电缆技术，保证了电机的可靠性。绕组设计通过对导体绝缘材料和定子铁芯磁性材料负荷的均匀分布进行优化，达到高度可靠性和低损耗。电机输出电压实际上只受电缆的限制，电力电缆最高电压可达400 kV。使用电缆绕组可提高电机性能，如允许独立进行电气设计和冷却方式设计。 由于没有升压变压器、开关设备和中压母线而直接并入电网，节省了设备投资，降低了损耗，效率比常规系统提高0.5%～2.0%。同时，也使无功功率损耗下降，即由于额定功率因数提高，机组的视在功率下降。机组元件减少，不仅节约投资，也提高了设备的可靠性，降低了维护费用。电厂布置更加紧凑，尤其适合于地下电厂，还可节省土建投资。从环境方面评价，由于减少设备、节约材料和投资及提高效率，减少了对自然资源的需求，有利于环境保护。 发展状况 世界上首台高电压发电机组于1998年在瑞典北部的普加斯（Porjus）水电中心正式投入商业运行。该机组额定电压45 kV，额定容量11 MV·A，额定转速600 r/min，不经升压变压器直接并入45 kV电网。通过真机试验，表明其性能已超过了预期值。第2台机组是瑞典中部的汽轮高电压发电机组，额定电压136 kV，容量42 MV·A，转速3 000 r/min，于2000年底运行。瑞典的瓦坦福尔公司（Vattenfall）已决定用该新型设备改造波希（Porsi）水电站。该电站位于瑞典北部城市吕勒奥（Lulea）西北的吕勒河（Lule River）上。第3台高电压发电机组将替换常规机组中的一台，发电机额定电压为155 kV，额定容量75 MV·A，额定转速125 r/min，额定功率因数1.0，现场安装于2000年5月开始。这是最大的高电压发电机组。随着制造运行经验的积累和技术的完善，高压发电机组有望得到更广泛的应用。
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