高压电机定子绕组端部电场分布的试验研究

本文叙述了导电纸模拟分层介质二维平面电场的实施方案。在模拟中,采用导电胶和半导电胶引入辅助电流场来给定边值,用贴纸法来实现分层介质模拟要求。通过600MW样机端部电场分布的导电纸模拟试验和不同间距的模型放电试验,为高压电机端部结构设计提供依据。     

干式变压器端部电场的模拟实验研究

应用导电纸模拟法对干式变压器端部电场进行了模拟实验，得出了其端部电场的极值及基位置，为设计工作提供了参考依据。     

超高压电力变压器线圈端部电场的模拟试验研究

本文叙述了求解电力变压器线圈端部电埸的方法之一——导电纸模拟法,介绍了相似模拟原理,实现边界条件,模拟分层介质,模型测量等方法,误差分析及一些有关工艺等问题。本文结合端部电埸的模拟实验实例,对文献中的工艺措施和测量方法提出了改进意见,探求了静电环表面绝缘复盖层厚度变化对端部电埸所产生的影响和角环的形状等问题。本文将模拟试验实例的测量结果与采用有限元方法计算所得的结果加以比较,证明导电纸模拟法与有限元方法的精度接近,可作为一种成本纸、结果直观,易于掌握并具有一定精度的方法应用于求解超高压电力变压器线圈端部电埸。     

大型抽水蓄能电机定子铁心端部损耗研究

本文用矢量电位 T 和标量磁位φ建立了抽水蓄能电机端部三维时变场数学模型,考虑了定、转子绕组的真实形状、齿压板、压板、边端铁心以及各向异性的电导率等,并用数值方法对电机端部磁场进行了计算。提出了边端铁心和端部结构件损耗的分析方法,计算了不同功率因数下的端部损耗,得到了端部损耗与功率因数的关系。通过本文的研究,解决了端部损耗不能准确计算的问题,为抽水蓄能电机端部结构的优化设计提供理论参考。     

大型发电机定子线棒端部防晕结构温度和电场分布仿真研究

大型发电机定子线棒端部防晕层温度和电场分布是表征防晕结构性能的重要参数,关系着发电机的长期安全稳定运行。工频电气试验过程中,防晕材料的电导损耗是线棒端部绝缘温度梯度分布的主要原因,电场分布取决于防晕层电导和主绝缘电容,而电导率又是电场强度的函数,因此发电机定子线棒端部防晕结构温度场和电场的计算是一个相互耦合的过程。本文借助COMSOL Multiphysics有限元分析软件多物理场仿真功能,以某大型水氢冷发电机定子线棒端部防晕结构作为研究对象,仿真分析了其工频状况下的电场分布情况和时域条件下的温度场分布情况,以匹配线棒端部防晕结构设计开发过程。将仿真温度场结果与真机线棒试验结果对比,两者吻合较好,为进一步优化设计防晕结构和材料参数奠定了基础。     

大型汽轮发电机主绝缘耐压和电老化试验中定子线棒端部防晕技术的研究

大型汽轮发电机在主绝缘耐压和电老化试验中,可能出现定子线棒端部闪络和防晕层过热的情况,从而损伤主绝缘,影响试验顺利进行。本文通过建立真机线棒端部的Pspice仿真模型,模拟了线棒端部绝缘表面电场分布,分析了端部闪络的原因。通过进一步的仿真研究,提出了线棒端部防晕的技术方案,并试制了线棒端部防晕装置。试验结果表明,该防晕装置可有效防止线棒端部闪络和防晕层过热。     

大型空冷汽轮发电机端部磁场数值计算

针对空冷汽轮发电机端部磁场计算中存在的问题，采用 三维有限元法建立了大型汽轮发电机端部三维涡流场的数学模型，模型充分考虑了定、转子铁心的端部效应和定子齿压指、压板、磁屏蔽、压圈等端部结构件和定、转子端部线圈的实际几何形状以及材料性质的影响。提出用二维磁场和三维磁场耦合求解的方法确定边界条件，该方法既能够保证计算精度又减少了求解区域，节省了计算时间；并给出了定子绕组端部渐开线模型的网格生成方法，利用该方法能准确模拟电机端部绕组的实际情况；以1台QF-150-2型空冷汽轮发电机为例，计算了计及涡流时汽轮发电机空载、满载端部电磁场，给出了电机端部结构件中磁场的分布和一些有价值的结论，计算结果验证了方法的有效性。     

基于三维有限元的大型充水式潜水电机端部涡流损耗

计算潜水电机端部漏磁场在端部构件中产生的涡流损耗是准确计算潜水电机端部温升的前提,也是潜水电机安全运行的关键问题之一。本文针对单层同心式双平面2 800kW充水式潜水电机,对端部涡流损耗进行了研究。采用三维有限元方法建立大型充水式潜水电机端部磁场的数学模型,选定定子绕组、压圈等端部导电构件为涡流区域,冷却水和非导电材料所在区域为非涡流区域,为考虑机壳和端盖的涡流效应,对机壳和端盖面施加阻抗边界条件。在此基础上,建立涡流损耗数学模型,采用有限元方法计算定子端部铁心、定子压圈、定子端部绕组等构件的涡流损耗分布,分析端部结构参数对涡流损耗的影响。所得结论,可为工程实际问题的解决提供一定的帮助,并对端部绕组结构的优化设计和提高电机运行可靠性等方面提供参考。     

凸极冲击发电机端部结构及磁场分析

本文采用准三维有限元端部涡流场计算方法,针对一台 TF2000—8/2150型凸极冲击发电机的端部结构设计要求,经过理论分析,多种方案计算以及试验验证表明,推荐的端部结构既具有电机端区磁场分布合理、结构件损耗小、温升低的优点,在工程上又具有成本低、工艺简单易行的特点。所提出的计算方法合理实用,精度完全满足工程计算的要求,可推广应用于定子采用整圆压板的常规凸极同步电机端部磁场的计算。     

大型汽轮发电机定子绕组三维模型建立及模态分析

本文针对大型汽轮发电机定子的结构复杂性,在定子端部渐开线三维模型建立的基础上,通过Pro/E建立汽轮机定子绕组模型,包括渐开线端部绕组模型、定子绕组直线段以及压板等结构的建立和装配。并且通过Pro/E与ANSYS良好连接性,把建立的模型导入ANSYS中,进行了上层线棒和定子线棒整体装配结构的模态分析,为之后进行端部绕组及定子绕组的电磁振动等研究提供依据。     

大型交流电机定子0°/360°/0°线棒空换位的分析

为了补偿 0°/360°/0°线捧端部漏磁场的影响,本文对这种线棒在槽部设置一处及三处空换位进行了理论分析,导出了计算其空换位长度及相应环流附加损耗比值的解析式,供设计及改造大型交流电机定子线棒时参考。     

环境湿度对输电线路下方空间电场测量结果的影响

为了研究高湿度地区工频电场强度测量值偏大的问题,本文从环境湿度对测量系统的绝缘木支架电气特性参数的影响入手,用复介电常数描述木支架的电气特性,建立了准静态场的求解模型,应用有限元法求解了输电线路下方的空间电场分布,以数值模拟的方法获得了环境湿度对空间电场测量结果的影响规律。研究表明,在实际工况中环境湿度通过改变木支架含水率影响了支架的导电特性,导致支架附近的空间电场发生畸变,是引起电场强度增大的主要因素。提出了为高湿度地区的紧急工频电场强度测试时利用金属支架测量并修正结果的方法。     

螺旋通道磁流体推进器端部电场及其影响因素的研究

为了揭示螺旋通道磁流体推进器内部能量损失机制,本文从焦耳热能量损失角度建立了端部电场的研究方法,通过定义四个无量纲数表征量化磁流体推进器的端部电场;在比较端部电场对螺旋通道磁流体推进器性能特性影响的基础上,进一步研究了外加电压、流场、螺距、整流器和导流器对端部电场的影响,得到了端部电场的影响因素和变化规律。本文的研究方法和研究结果可为高效螺旋通道磁流体推进器的优化设计提供指导和依据。     

大电机主绝缘多因子老化试验中试样线棒端部防晕技术的研究

大电机在长期的运行过程中要遭受电、热、机械等多因子的联合作用,使其绝缘逐渐老化。为了研究其老化机理,评估其剩余寿命,需要对试样线棒进行多因子应力老化试验,并测试能反映其老化程度的特征参数。本文对电老化试验和局部放电检测过程中当电压升高时试样线棒端部出现电晕、闪络现象进行了理论分析,提出了试样线棒端部防电晕的技术方案。试验结果表明,利用碳化硅合成半导电漆作为防晕层可有效地防止试样线棒的端部电晕。     

凸极冲击发电机端部结构及磁场分析

本采用准三维有限元端部涡流场计算方法,针对一台ＴＦ２００－８／２１５０型凸极冲击发电机的端部结构设计要求,经过理论分析、多种方案计算以及试验验证表明,推荐的部结构既具有电机端区磁场分布合理、结构件损耗小、温升低,在工程上又具有低成本,工艺上简单易行的特点。所提出的计算方法合理实用,精度完全满足工程计算的要求,可推广应用于定子采用整圆压板的常规凸极同步电机端部磁场计算。     

发电机绕组端部斜边电场的影响因素研究

发电机在电气试验和运行中,定子绕组端部斜边电场很高,是易发生电晕放电的薄弱部位.本研究建立了定子绕组端部斜边电场的解析模型和有限元模型,研究了斜边电场的影响因素和规律,分析了斜边间隙、转角和填充介质介电常数变化对最大电场的影响,提出了改善端部电场的有效方法.结果表明:同相绕组下降低定子线棒的表面电场、减小线棒宽度、增大斜边间隙、减小线棒转角,异相绕组下增大气体填充介质的介电常数和绕组斜边间隙,均能有效改善斜边电场.绕组斜边电场有限元模型能够准确地分析绕组端部最大电场及分布趋势.通过紫外成像设备的电晕试验,验证了该模型的正确性,表明该模型具有良好的工程应用价值.     

电机定子线棒防晕层性能参数的确定

本文讨论了电机定子线棒槽部半导电涂层表面电阻率的确定原则、计算方法。认为对不同类型电机应根据它们各自的绝缘结构参数确定其定子线棒槽部半导电涂层的表面电阻率。同时指出目前生产中采用的半导电涂层电阻率范围规定过宽。也讨论了端部防晕层用碳化硅的选择、碳化硅与粘合剂配比的确定原则。以具体电机实例结合涂刷型防晕结构计算了防晕层性能参数。介绍了实际使用取得的效果。     

大型水-氢-氢冷汽轮发电机通风系统的计算及端部通风流道变化对结构件温度的影响

根据330 MW大型水–氢–氢冷汽轮发电机通风结构的特点,建立了半个轴向段电机的通风网络模型,采用流体网络方法计算得到电机运行时的总风量、各通风沟和进风室的风量和压力。为了验证流体网络方法计算的准确性,给出了端部区域内的流体与传热耦合三维数学模型,以流体网络计算出的压力和风速作为给定汽轮发电机端部求解域中的边界条件,采用有限体积法计算了铜屏蔽的温度分布,将耦合场计算结果与电机实测结果进行比较,误差满足工程要求。在此基础上,对电机端部区域内铜屏蔽和压圈之间的通风流道面积进行调整,在电机额定运行下,分析调整后铜屏蔽温度的变化,为大型汽轮发电机结构设计提供了可靠的依据。     

光纤传感电场测试仪及其在高压电机上的应用

一、引言为了追求高经济技术指标,世界各国都把高电压、大容量发电机组作为电机发展的主攻方向。随着发电机电压等级的不断提高,电机定子线圈端部由于电场集中将发生电晕,腐蚀主绝缘,导致绝缘击穿,缩短使用寿命,严重威胁大电机的发展。因此,槽部和端部的防晕处理成了必须解决的关键技术问题,而搞好防晕处理的前提是准确地检测定子线圈的电场分布。众所周知,电机线棒端部电场是非均匀电场,测量其电场分布是比较困难的。传统的检测手段,例如静电电压表等,一方面因其感度低不能满足实用要求,另一方面,由于传输电信号的金属导体引入被测电场之中,在使导体静电感应的同时,感生电荷所建立的电场将引起被测电场产生畸变,使发电机定子线圈端部电场产生畸变,不能真实反映定子线圈的电场分布。     

大型水轮发电机定子绕组端部间隙控制探讨

为了研究和解决发电机定子绕组端部线棒表面法向电场引起的电晕问题,基于平板电容的电场分布与计算原理和美国工程师皮克(F.W.Peek)关于交流输电导线表面起晕场强的研究成果,以某大型水轮发电机为例,计算该发电机定子端部线棒表面的法向电场强度及其表面起晕场强,得出该发电机定子绕组端部大面积电晕的原因为其法向平均电场强度接近于其起晕场强的结论。并进一步给出应该根据绕组端部线棒法向电场强度来控制发电机定子绕组端部间隙的建议,以期为发电机定子端部间隙的设计、安装和发电机端部电晕处理提供参考。