浸润式与强迫内冷结合的蒸发冷却汽轮发电机定子三维温度场计算

汽轮发电机定子采用浸润式与强迫内冷结合的新型蒸发冷却技术优越于传统的其它冷却方式,可以为电机的运行提供安全、可靠和高效的绝缘及冷却效果,相应地有必要对定子温度场进行准确的计算分析以满足进一步应用的要求。该文以1台应用该冷却系统运行的50MW汽轮发电机的定子为研究对象,首次建立了较完整的定子三维温度场的仿真数学模型,采用数值模拟与试验对比分析的方法,对定子绕组内冷、负荷变化以及冷凝器工况等因素对电机温度场的影响进行了研究,得到了新型蒸发冷却电机定子温度场的分布规律。仿真结果与试验数据吻合较好,为蒸发冷却技术在大型汽轮发电机中的进一步应用提供了理论依据。     

浸润式混合强迫内冷的蒸发冷却汽轮发电机定子三维温度场的仿真分析

汽轮发电机采用定子浸润与强迫内冷的蒸发冷却方式优越于传统的其它冷却方式,可以为电机的运行提供安全、可靠和高效的绝缘及冷却效果,相应的温度场分析计算值得深入研究.本文以一台50MW汽轮发电机的定子为研究对象,首次提出了完整的采用铁芯浸润式与强迫循环绕组内冷结合的蒸发冷却电机的定子三维温度场的仿真计算模型,并分析了负荷变化以及定子绕组内冷对电机温度场的影响,对仿真计算与试验的结果进行了对比分析,为更大容量蒸发冷却汽轮发电机的设计、制造提供了理论依据.     

涡流分布对大型同步发电机

为了保证电机安全运行和电网运行的可靠性,需要分析计算大型同步发电机正常运行时的定子温度场。本文根据电磁场理论、传热学理论和数值计算方法,推导出了定子双层绕组属于同相槽时的涡流损耗系数表达式,计算了各股线内附加损耗值,并分析了同相槽时的涡流分布对定子温度场的影响,计算了一台水轮发电机的定子温度场,得出了一些有益的结论。     

自循环蒸发冷却电机定子铁心与绕组间的热量传递

自循环蒸发冷却发电机存在空冷和蒸发内冷2套冷却系统,二者如何合理地分担电机的热负荷对于电机稳定高效地运行至关重要,目前这方面的理论研究尚未深入进行。难点在于难以直接建立定子三维温度场与空心股线内的两相流场耦合数值模型。在研究两相流场和空气流场的基础上,将热网络方法引入蒸发冷却电机温度场分析。和数值方法相比,热网络法模型精练,可以快速计算出冷却系统各个参数对传热的影响。通过与实测值对比,验证了计算方法的可行性和模型的准确性。     

基于定子全浸式及绕组内冷式的蒸发冷却永磁直驱风力发电机优化设计研究

为了充分发挥蒸发冷却技术在风力发电领域中高效的散热性能以及免维护的自循环特性，本文基于发电机定子全浸泡以及绕组空心导线内冷的两种散热形式，对一系列不同功率等级下的直驱式永磁风力发电机进行了优化设计研究，并对不同冷却技术路线下的电机优化设计方案进行了对比和分析。本文首先分析了不同技术路线下不同蒸发冷却系统各自所具有的特点及优势；之后基于电磁场和传热学理论建立了发电机电磁参数及温度场的分析计算模型，并基于冷却系统的结构布局分析了不同技术路线下发电机定子的传热特性；最后基于发电机电磁场和温度场的耦合分析建立了风力发电机的优化设计模型，通过多目标遗传优化算法，对2MW、5MW和10MW三种不同功率等级下的直驱式永磁风力发电机进行了以材料和成本为目标的电机系统优化设计。优化结果及对比分析表明，针对兆瓦级直驱式风力发电机而言，采用空心导线内冷式技术更具有设计成本和冷却性能上的优势，本文中的优化方法和策略可以为蒸发冷却永磁直驱式风力发电机的优化设计提供理论依据和设计基础。     

水轮发电机定子自循环蒸发冷却仿真计算与实验

本文简要介绍了处循环蒸发冷却的技术原理和一套在此基础之上开发的仿真软件。这套软件完善了蒸发冷却系统的计算模型，从而提高了计算稳定性，扩大了计算范围。同时考虑到蒸发冷却电机在实际中可能运行的不平衡工况（线棒间负荷分布不均匀），在仿真计算中增加了对不平衡情况的计算，最后，为了全证这套软件的计算可靠性与精度，在李家峡400MW水轮发电机定子模型上进行了实验测试比较。     

大型水轮发电机通风发热综合计算

以大型水轮发电机热变形及冷却技术研究为背景,进行了大型水轮发电机转子三维温度场及电机通风系统的综合计算研究,以往在进行大型水轮发电机发热分析时,都是孤立地球解温度场,而很少考虑热源及通风结构与温度及其分布之间的相互影响,文中采用一种综合算法,将电机通风发热联系起来,该研究工作对于提高电机设计制造中材料利用率以及电机运行中的可靠性,具有重要意义。     

用热网络法计算大型水轮发电机定子温度场

本文采用节点数不多的热网络计算大型水轮发电机定子温度场，在电机设计或机组改造阶段，只要将数据输入微型计算机进行运算，便可预知发电机运行时定子内部的温度。本计算方法的优点是简单易行，内存少，运算时间短，具有足够的准确度通用性。     

汽轮发电机定子流体场和温度场耦合计算与分析

掌握汽轮发电机中的温度分布对电机冷却系统的优化设计和可靠运行都是非常必要的。在水氢氢冷却的大型汽轮发电机中,存在两种冷却介质和两套冷却系统,其流体流动与传热较复杂。根据其冷却系统内流体流动与传热的特点,建立了定子整个轴向长度范围内流体流动与传热耦合计算的物理模型和数学模型,采用有限体积法对流体场和温度场进行耦合计算,得到了定子本体中详细的温度分布数值及过热点的位置,给出了流体的速度分布图以及定子各部分的温度分布图。详细分析了氢气、冷却水、定子铁心、定子绕组等各部分的温度分布情况。将耦合场计算结果与现场实测数据进行比较,表明了模型和计算方法的正确性。其结论可对水氢氢冷却汽轮发电机的冷却系统设计与实际运行提供理论依据。     

135MW蒸发冷却汽轮发电机定子绝缘结构的研究

为了将蒸发冷却技术应用于高电压、大容量的汽轮发电机,并作为主力机组,需要解决定子绝缘结构的合理设计问题.本论文针对蒸发冷却的特点,提出采用浸润式蒸发冷却定子的间接冷却方式,详细计算并分析了该冷却方式下的定子绝缘结构内的电场与温度场,总结其分布规律与特点.在此基础上提出135MW蒸发冷却汽轮发电机定子的绝缘厚度以及相应的电流密度,并通过了试验模型的检验,研究结果值得借鉴.     

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。     

全空冷水轮发电机的研制及应用

发电机的发热和冷却问题一直困扰着其运行和发展,而水轮发电机的通风冷却技术是发电机设计中关键技术之一。针对我国空冷水轮发电机通风系统传统设计中存在的不足,开发了一种全新的计算程序和仿真模型对通风系统进行优化计算,经计算与实验表明,该算法精确、实用,并在三峡全空冷700 MW水轮发电机的设计中得到成功应用。     

三峡右岸全空冷水轮发电机关键技术研究

介绍了三峡右岸全空气冷却水轮发电机的重要设计与制造技术。探讨了通风冷却系统设计和发电机温度场的计算,进行了通风模型的试验研究,并对发电机通风冷却进行了优化设计。在绝缘技术上,采用增大导线圆角半径等措施,提高了线棒角部电场的均匀性,采用薄型全固化新型玻璃丝带并一次成型的定子线棒槽部防晕结构及多胶模压体系制造的定子线棒,使主要电气性能指标和电老化寿命优异。机组运行结果表明,全空气冷却方式和独特的绝缘工艺等达到了设计要求,为三峡右岸水轮发电机研制提供了有益的指导。三峡右岸700 MW水轮发电机上应用的全空气冷却方式和独特的绝缘工艺等技术代表了700 MW 水轮发电机技术的发展趋势。     

基于流体相似理论和三维有限元法计算大中型异步电动机的定子三维温度场

采用流体相似理论和三维有限元法计算了计及定子绕组股线绝缘和不计股线绝缘两种情况下 ,具有轴径向通风系统的大中型异步电动机定子三维温度场 ,分析了股线绝缘对定子温度场的影响。采用有限元法对若干影响定子温度场的相关因素进行了数字模拟研究 ,得出了相应的结论。     

实心磁极同步电动机转子温度场计算

本文根据传热学原理建立了实心转子同步电动机转子稳态过程三维温度场的计算数学模型,给出了求解域内的基本假设及相应的边界条件,根据电磁分析确定了各部分的损耗分布.以某型同步电动机为例,采用三维有限元法计算了实心转子的温度场,计算结果与实测结果相接近.仿真结果对电机通风系统的设计、运行和监测提供了理论依据.     

火电厂冷端在线监测诊断模型及其应用研究

建立了包括凝汽器、冷却塔及循环水系统在内的火电厂冷端数学模型，并利用火电厂管理信息系统的数据，计算循环水流量、凝汽器传热及冷却塔性能缺陷对机组经济性影响，实现火电厂冷端设备的在线监测及诊断。该系统在某电厂220MW机组上应用取得成功。     

感应发电机温度场的数值计算

给出了一种具有轴-径双向通风冷却系统的感应发电机定转子温度场的计算方法。根据其电磁及冷却结构上的对称性,结合适当的假设,建立了样机半个轴向段的全域物理模型,计算得到了样机在额定运行状况下,稳态全域温度分布情况。并由此模型,进一步研究了冷却水流量和散热筋数量改变情况下的稳态全域温度分布。得到了定转子温升随冷却水流量和散热筋数量变化的一般规律。     

燃气蒸汽联合循环余热制冷进气冷却的解析法研究途径

对燃气-蒸汽联合循环(GSCC)余热制冷进气冷却系统的国内外实践及理论研究概况作了评述。基于动力机械变工况特性解析理论的应用，提出GSCC余热制冷进气冷却系统的变工况特性解析法研究途径和技术思路。结合目前GSCC已有部件和补充吸收式制冷机及换热器等变工况特性的解析解，可研究GSCC余热制冷进气冷却的典型解析特性。     

华东电力系统低谷负荷时的暂态稳定研究

对华东电力系统若干种典型的进相运行方式的暂态稳定计算结果表明，发电机进相运行使系统暂态稳定裕度降低，但是，在系统内选择地位适当的大型发电机在一定的范围内作进相运行，仍是缓和系统低谷负荷时电压偏高的一种可行而有效的手段。