汽轮发电机内部非线性特征的定量表述

为了建立汽轮发电机的精确的非线性模型，以有限元方法为工具，系统研究了汽轮发电机的3种非线性因素，即主磁通饱和效应、励磁电流漏磁通导致的转子轭部附加饱和效应及磁场畸变非线性。采用定、转子齿部磁压降及转子轭部磁压降在总的磁势中所占比例表示相关部分磁路饱和非线性，进而研究磁场畸变非线性的定量表示方法。提出用等效气隙长度相对于气隙设计长度的变化来描述磁场畸变非线性。在额定点附近，等效气隙长度达到设计值的1.4倍，而在临界失稳工况下，等效气隙长度达到后者的2倍以上。通过300 MW发电机实测数据与有限元计算结果对比，说明结果可信。该方法与传统方法相比，可以更准确地描述汽轮发电机非正常运行条件下的非线性程度。     

汽轮发电机不同运行条件下复杂非线性特性对比研究

以理论分析和有限元计算相结合的方法，以1台300MW汽轮发电机为例，系统研究了不同负载条件下的汽轮发电机的负载饱和特性。这些特性揭示了汽轮发电机的气隙电势与气隙合成磁势之间在不同条件下的复杂非线性关系。论文中分别对固定功率角，固定励磁电流等4种不同情况下的负载饱和特性进行了对比分析。结果表明，大部分运行条件下，由负载饱和特性决定的额定电压附近的气隙磁势都比按空载特性所决定的值大25~60%，个别情况下要大1倍以上。最后通过7.5kW模型机的实测结果验证理论分析和数值计算的正确性。     

汽轮发电机双因素非线性特性的研究

通过理论分析和有限元计算相结合的方法,以一台300MW汽轮发电机为例,对其在正常和非正常运行状态下的非线性特性曲线族和磁场分布进行了系统研究和分析,提出主要是由于铁心饱和与磁场畸变两个因素的影响,导致了汽轮发电机复杂的非线性特性.在功角相同的情况下,由于励磁电流大小不同导致的转子漏磁场的差异,影响了转子铁心的饱和,使产生相同的气隙电势Eδ时就需要不同的合成电流IΣ;而在功角较大状态下发生的磁场畸变则增长了主磁路经过气隙的部分,同样会影响合成电流产生气隙电势的大小.     

汽轮发电机计及双因素非线性影响的功角特性

为研究磁路饱和与磁场畸变双因素非线对汽轮发电机功角特性的影响,利用有限元方法获得发电机的有功和无功功角曲线,揭示计及双因素非线性的电抗随功角变化的规律,然后将分运行区间的饱和电抗用于功角特性解析法计算。研究结果表明,汽轮发电机计及双因素非线性后,极限功角小于90°,极限功率下降,无功功率减小;随着功角的增大,直轴电抗先增大后减小,交轴电抗变化不大,两者差值可达到14%;与直接用有限元方法计算的功角特性进行对比,用分运行区间电抗的计算结果非常吻合,而用空载特性修正的饱和电抗的计算结果相差较大。研究结果可为同步发电机静态稳定极限的确定和暂态稳定的判断提供参考。     

汽轮发电机的非线性涡流场和运算电抗的数值计算

本文在文献的基础上,用有限元法对异步运行时125MW汽轮发电机的非线性二维涡流场进行了计算,得到了励磁绕组短路、计及非线性时电机内的磁场分布及其运算电抗.     

汽轮发电机转子铁心表面电磁力分布的实例研究

该文为配合某大型汽轮发电机转子裂纹原因分析，对其额定运行工况时电磁力在转子铁心表面的分布状况进行了全面研究。首先通过有限元计算得到转子横截面上磁场的精确分布，进而基于麦克斯韦应力方法，采用考虑饱和等多种因素影响的一个新的公式，获得了空气／铁心界面上的磁应力分布。该文揭示了磁场力在转子截面上严重的非均匀分布状况，指出大齿后侧第一、二齿是磁场力高度集中的部位，其齿侧面所受磁应力达到平均值的2．5倍。该文的研究结果有助于更全面地分析转子体裂纹故障的产生原因，并可能为进一步改进转子体的结构提供参考。     

汽轮发电机在饱和与磁场畸变时负载励磁电流计算的新方法

磁路饱和与磁场畸变的共同作用会使发电机负载饱和特性显著偏离其空载特性,为了计算这种差异,提出了其负载励磁电流计算的一种改进方法.以300 MW汽轮发电机为例,以有限元方法为工具,获得了反映磁路饱和与磁场畸变共同作用下负载非线性特性的关系曲线族,提出了用这种新曲线族代替空载特性计算负载励磁电流的新方法.通过计算发电机在不同功角下的负载励磁电流,说明该方法比传统方法有较高的计算精度,比有限元方法有较快的计算速度.     

汽轮发电机定子铁心设计中几个问题的研究

讨论了汽轮发电机定子铁心的结构、紧固和冷却问题。     

大型汽轮发电机故障特征规律的研究

介绍了大型汽轮发电机现场故障特征规律分析研究的结果,给出了大型汽轮发电机的静子断水,静子漏水,转子漏水、静子线圈过热,静子绝缘损坏,静子接地,转子一点接地、转子绕组匝间短路、转子不平衡、轴承油膜振荡、轴瓦损坏、机座外壳振动等１２种常见故障的模式与后果,特征信号,特兆和诊断规则,以及基于可靠性理论的发电机常见故障发生概率的计算公式。文中使用的电气信号,振动信号以及水或氢冷却子系统和润滑子系统的液压等     

非线性滤波电感在开关电源中的作用

分析了线性滤波器存在电感量L与最大工作电流imax、磁芯体积间的矛盾,提出了一种非线性滤波器结构。从磁路特性方面,分析了非线性滤波器在协调这三者之间的关系上的优点。     

Analysis of Relation Between Binding and Magnetic Force in Generators in Extreme Conditions

Because of the action of strong magnetic forces, it’s difficult to avoid end winding vibration in the large turbo-generator stator. Sometimes it leads to the occurrence of accidents and affects the normal operation of the generator. This paper firstly lays out the calculation method for end winding magnetic force. Second, based on the structure of large machines, the natural vibration frequency equation and forced oscillation equation is set up. Third, through the analysis of magnetic force calculation and vibration on the end winding of turbo-generator, it will be shown that the end winding vibration is related to the magnetic force and the position of winding binds as well as binding tightness. We can ease the winding vibration by distributing binding position appropriately or add more bindings, and test the concept through experimental data.     

转子匝间短路故障对大型汽轮发电机振动的影响机理

转子匝间短路是大型汽轮发电机时常发生的电气故障,会引起励磁电流增大、输出无功减小、机组振动加剧等不良现象。因不具备分支电流互感器的安装条件,基于定子不平衡电流总有效值的故障监测原理无法应用于大型汽轮发电机,而故障引起的机组振动为监测提供了一种新思路。为此,首先从分析转子匝间短路故障时定子和转子的稳态电流特征入手,全面考虑各种空间磁场的相互作用及转子热变形等实际因素,对故障后发电机的定子和转子振动特性进行了研究;通过对故障案例的调研验证了理论分析的正确性,并分析了影响振幅的关键因素。     

水轮发电机组轴系运行稳定性及故障分析

介绍水轮发电机组轴系运行的基本要求以及与轴系统的关系,叙述了机组轴系统关键部件的运行状态及对机组轴系运行的影响,机组轴系及轴系统运行时可能引发的故障类型和对策。     

汽轮发电机励磁绕组不同位置匝间短路对励磁磁动势的影响

为了研究汽轮发电机励磁绕组不同位置匝问短路故障时的磁场特性,将各个励磁线圈产生的矩形波磁动势进行傅里叶分解,利用傅里叶级数法获得了汽轮发电机励磁绕组正常和匝间短路时励磁磁动势表达式。据此得到了励磁绕组正常和不同位置短路3．75％时的励磁磁动势波形,结果表明：励磁绕组匝问短路时励磁磁动势畸变位置与短路所处空间位置角相对应;节距小的线圈比节距大的线圈短路引起的磁场不平衡程度明显;发生短路的励磁线圈节距越大,励磁磁动势基波幅值越小,从节距小的线圈到节距大的线圈分别短路时励磁磁动势出现的2次谐波幅值先变大后越小;实验分支电压频谱与励磁磁动势表达式的分析一致。