大型发电机定子主绝缘温度场数值研究

为了研究大型汽轮发电机定子温度场以及主绝缘温降分布规律,以一台具有异结构股线的特殊大型汽轮发电机为例,根据发电机的通风性能和结构特点,建立了发电机定子径向通风沟内二维流体场模型.并采用有限体积元法对其进行了数值计算.同时建立了发电机定子三维温度场的数学模型和物理模型,基于获得的各个散热表面的散热系数,利用有限元法对其进行了数值研究.研究表明温度场的计算结果与实测结果相吻合,最高温度位于定子上层线棒靠近槽口的股线上,上下层线棒主绝缘温降的最高值以及平均值都存在差异,且上层线棒的主绝缘温降较大.本研究可为大型发电机股线结构优化提供参考.     

大型同步发电机定子主绝缘结构优化热性能分析

大型同步发电机的绝缘减薄问题是对发电机进行研究的一个重要方面,本文着重研究了由于主绝缘的减薄所导致的股线涡流损耗的变化;采用有限体积法对定子径向沟内的流体场进行了数值计算,得出径向通风沟内不同位置处的流体速度,并由此计算出表面散热系数.此外建立了定子三维温度场的数学模型和物理模型,采用有限元法对定子三维温度场进行了数值计算,将求解结果和试验值进行了比较.最终讨论了由于绝缘减薄对发电机定子三维温度场造成的影响.     

汽轮发电机不对称绕组结构下的绝缘温降计算与分析

本文首先以一台大型空冷汽轮发电机为例,建立定子径向通风沟内三维流动和传热的物理模型和数学模型;然后给出求解域的边界条件和假设条件,基于CFD原理,采用有限体积法对定子三维流体场、温度场进行数值计算,并对不同主绝缘材料的三维温度场进行比较分析;最后,对定子绕组结构不对称情况下的绝缘温降进行了计算,并对不同主绝缘材料热性能所引起的绝缘温降变化情况进行对比分析,得出一些有益的结论.     

汽轮发电机换位线棒环流损耗对定子温度场的影响

为了研究定子换位线棒环流损耗分布对汽轮发电机定子温度场的影响,依据流体力学以及传热学理论,以一台水-氢-氢冷汽轮发电机为例,建立定子三维流体—传热耦合场物理模型和数学模型,采用等效电路网络法计算当定子线棒采用0°/540°/0°换位方式时定子线棒每根股线的环流损耗,在此基础上采用有限体积法求解三维流体—传热耦合方程,得到定子换位股线的环流损耗按平均分布以及按实际分布两种情况下的定子温度。结果表明:定子温度的分布规律与定子换位线棒环流损耗的分布规律有关,当考虑定子换位股线的实际环流损耗分布时,定子铁心和定子线棒最高温度的位置和大小都发生变化。     

多风路空冷汽轮发电机定子内流体流动与传热耦合计算与分析

根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立了定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型和数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度以及电机各部分温度的空间分布特性进行分析,并将耦合场计算结果与实测结果进行比较分析,为多风路大型电机综合物理场的准确计算提供理论依据.     

空冷汽轮发电机冷却气流风量 对定子内流体的影响

根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型与数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;在保证总风量不变的情况下,分析改变定子、气隙风量对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度及电机各部分温度空间分布特性的影响。结果表明,适当增加气隙风量,会降低电机定子最高温度,还会降低电机定子最高温度与最低温度的温差。最后,以200 MW两级大容量空冷汽轮发电机为例进行计算,将计算结果与实测结果进行比较分析,证明该方法的准确性。     

空冷汽轮发电机多工况下定子热性能分析

根据大型空冷汽轮发电机不同工况下的运行性能以及发电机通风结构的特点,建立了发电机定子三维流体场与固体相耦合的温度场求解模型.通过给定相应的边界条件,采用有限体积元法分别对发电机额定、超发以及欠发等不同工况下的定子三维温度场进行了数值求解,并且对不同运行工况下发电机定子内的传热特性进行了详细地分析,明确了大型空冷汽轮发电...     

大型水轮发电机定子股线导数的数值分析

该文给出了直角坐标系下大型水轮发电机求解域内三维稳态热传导方程及其等价变分方程。采用三维等参元法计算了大型水轮发电机定子温度场,给出了取不同气隙散射系数方法时考虑股线绝缘和不考虑股线绝缘影响定子铜温沿径向分布曲线及温度变化场图,并采用数值模拟方法分析了绝缘材料的导热系数对电机定子温度场的影响。     

定子多风路空冷汽轮发电机流场模拟湍流模型验证与分析

研究一种湍流模型模拟定子多风路大型空冷汽轮发电机中的具有多种流动形势转变特征的复杂流动。以一台三进四出定子多风路的空冷汽轮发电机为原型,建立了包括风扇、定子、转子、气隙在内的通风系统实验台,采用热线风速仪测量了1 000 r/min稳态工况下出风区中多个定子风沟出口截面的风速;然后,建立了实验台物理模型并采用三维建模软件进行了数学建模,在相同工况下进行数值计算,同时将测量结果与采用3种湍流模型得到的计算结果进行对比。结果表明:采用RNG k-ε模型时的风速计算结果与实验结果误差最小,RNG k-ε模型更适合模拟定子多风路的大型空冷汽轮发电机整机内部的流场。最后,分析了采用RNG k-ε湍流输运模型时实验台内部的流场分布特征。所得结论可为大型空冷汽轮发电机通风冷却设计提供理论参考。     

空冷汽轮发电机定子绕组异结构下的不饱和同步电抗、绕组内涡流场与温度场的计算与分析

大型空冷汽轮发电机同步电抗的计算、定子涡流分布与定子温度场的研究是同步发电机的重要研究课题.本文以150MW空冷汽轮发电机为例,首先根据电磁理论,给出电磁场数学计算模型和相应的求解域,利用数值方法,求解了在不同负载状态下,定子绕组上、下层线棒不等股数不等截面结构和定子绕组上、下层等股数等截面结构下的不饱和同步电抗,研究...     

大型发电机定子排间绝缘老化的热性能分析

针对大型电机排间绝缘可能发生的绝缘老化或故障情况,分别采用了等效和实际处理的方法对其进行了分析。建立了定子径向通风沟内的二维流体场的物理模型和数学模型,采用有限体积法对其进行了求解,确定了各散热表面的散热系数;建立了定子三维温度场的物理模型和数学模型,采用有限元法计算了不同处理情况下的定子温度场,明确了定子排间绝缘对定子温度场的影响。     

水轮发电机定子三维温度场的有限元计算

建立水轮发电机定子三维温度场计算的数学模型和泛函,用有限元法对水轮发电机定子1／2轴向长度的三维温度场进行求解,得到任意一个截面及沿轴向方向的温度分布曲线。对一台320MW的水轮发电机进行计算。结果表明,定子最高温度值与实测值基本相符。     

大型全空冷水轮发电机定子线棒损耗和温度场综合计算

针对空冷水轮发电机定子绕组附加损耗的实际工程问题,从其产生的原理出发,在综合考虑了同相槽和异相槽在涡流损耗上的区别、上下层线棒股线在槽内的实际位置等多种因素影响的基础上,以一台350 MW空冷水轮发电机为例,综合运用电磁场、流场、温度场数值求解方法,对其线棒附加损耗及发热情况进行了计算分析,并与现场实测数据进行了比较。结果表明,该文方法计算精度较高,优化措施有效,对于指导大型水轮发电机定子线圈的优化设计具有良好的工程实用价值。     

发电机内部冷却气流状态对定子温度场的影响

由于大型同步发电机运行状况以及结构的复杂性，定子径向通风沟内冷却流体的流动状态对定子温度场的分布有显著的影响。根据流体力学理论，推导了定子径向通风沟内二维流体运动的微分方程，给出了求解域和相应的边界条件及假设条件，采用有限体积法对流体场进行了计算，并且对冷却气体以不同的入射角度入射时径向通风沟内流场流速的分布进行了比较；建立了定子三维温度场的数学模型和物理模型，给出了求解域的边界条件以及各部分的损耗，针对上述流体场分布的不同情况，采用有限元法对定子三维温度场进行了数值计算；将计算结果与实测值进行了比较，得出了一些有益的结论。     

基于耦合场的中型高压异步电动机转子温度场的数值计算

以YKK400-6,690kW中型高压异步电动机为例,根据流体力学和传热学理论及求解传热问题的能量方程,建立了电机转子的三维数学模型和物理模型,给出相应的基本假设和边界条件,采用有限体积法对流体场和温度场控制方程进行耦合求解,计算出了高压异步电动机转子径向通风沟内流体速度与温度,电机转子的温度场分布.对计算结果进行分析...