抽水蓄能发电电动机转子稳定性研究

转子是水轮发电机中变换能量和传递扭矩的核心部件。针对转速相对较高、工况转换复杂的抽水蓄能机组,转子的稳定性研究是一项重点工作。良好的转子结构和性能可以避免机组投运后转子部件出现重大电气以及机械事故。随着抽水蓄能机组向高转速、大容量方向发展,转子的设计和检修难度也越来越大。本文详细介绍了溧阳抽水蓄能发电电动机转子结构特征,重点分析研究电磁性能、机械性能和绝缘性能。运行性能表明发电电动机转子结构合理、运行稳定。本文对类似蓄能电机转子的设计与研究具有指导意义。     

宝泉发电电动机绝缘结构特点

抽水蓄能机组起动频繁,转子可以正逆两个时针方向转动,绕组绝缘反复经受电磁、热、机械应力的冲击,从而对绝缘系统的可靠性和稳定性提出了比普通水轮发电机更高的要求.本文对发电电动机定子铁心,定子绕组和转子绕组三个部分中相关的绝缘问题展开扼要的说明和分析,总结其绝缘结构设计与制造工艺特点,为今后国内大型发电电动机的绝缘系统优化...     

可变速抽水蓄能发电电动机非正弦励磁时间谐波分析及其影响

可变速抽水蓄能发电电动机转子采用三相绕组,通过变频器实现交流励磁。可变速抽水蓄能发电电动机关键技术研究对国内企业实现自主研发具有重要意义。本文从可变速抽水蓄能发电电动机基本数学模型出发,建立了转子绕组非正弦励磁谐波分析模型,获得了该模型基本方程,在此基础上对谐波磁势进行了讨论分析,研究了时间谐波磁势对可变速抽水蓄能发电电动机运行性能的影响。分析表明,可变速抽水蓄能发电电动机设计时需要考虑非正弦励磁的影响,从而增强机组运行安全可靠性。     

可变速抽水蓄能发电电动机转子绕组槽部固定结构设计及应力分析

可变速抽水蓄能发电电动机转子绕组采用条式线棒,均匀分布在转子槽中.机组运行时,转子绕组在自身重力、电磁力、热应力、离心力等作用力下,将产生振动、变形、窜动等现象,从而造成转子绕组绝缘破坏,绝缘寿命降低,影响机组长期安全运行.本文针对转子绕组槽部固定结构提出一种新型槽楔结构,并以10MW与300MW可变速抽水蓄能发电电动机为例,对该结构进行应力分析,进而确定材料选型.研究结果表明,该结构具有足够的刚强度,能够承受转子绕组传递的作用力.     

阳江抽水蓄能机组采用蒸发冷却的优势分析

对阳江电站大容量抽水蓄能发电电动机进行了电磁选型,结合蒸发冷却技术和阳江发电电动机的主要特点、蒸发冷却发电机研究试验成果,分析了蒸发冷却技术应用于阳江抽水蓄能机组的优势。试验研究及分析表明,蒸发冷却技术应用于阳江大容量抽水蓄能机组具有巨大潜力和优势。     

蒲石河电站磁极线圈径向挡块材料强度及受力研究

发电电动机是抽水蓄能机组的核心设备,经常在静止、发电、抽水和调相四种工况间频繁切换运行。当机组在运行过程中发生定子机端两相或三相短路时,转子线圈中会产生冲击电流,冲击电流会产生向心电磁力。因此,常规发电电动机都需要设置径向挡块结构,以防止在向心电磁力作用下导致磁极线圈产生径向串动。本文以蒲石河抽水蓄能电站发电电动机为例,对磁极线圈径向挡块进行了研究,并通过试验确定了线圈径向挡块的结构强度。     

发电电动机磁极线圈位移分析与监造措施

抽水蓄能机组发电电动机磁极是一种在高转速状态下的磁极悬挂结构,磁极线圈承受着巨大的离心机械应力、热负荷应力和电磁负荷应力,时刻存在着出现磁极线圈位移的可能,为此,就抽水蓄能发电电动机磁极线圈出现过的位移故障进行分析并针对性地开展监造,以保障设备的制造质量和运行可靠性。     

抽水蓄能机组上导滑转子加工及热套工艺技术

根据抽水蓄能机组的结构特点,介绍了抽水蓄能机组上导滑转子加工工艺和热套工艺过程,通过对绝缘包绕工艺的分析,并采取有效措施,优化工艺方法,使得中间环包绕绝缘后与滑转子一次性热套成功,验证了工艺过程的可行性,为今后抽水蓄能发电电动机滑转子制造及装配提供了技术参考。     

蒲石河抽水蓄能机组典型部件制造技术

本文介绍了蒲什河电站单机容量300MW的大型抽水蓄能机组部分发电电动机典型部件的新结构特点和新材料应用特点,详细描述了哈电首次独立承担的全新机组的制造工艺方案的确定和加工过程中遇到的问题以及对产生问题原因的分析、改进后方案的优势和应用效果。为大型抽水蓄能机组的制造提供借鉴,为国产化制造技术早日成熟提供参考。     

抽水蓄能电站发电电动机端部磁场及结构件损耗分析计算

发电电动机是抽水蓄能机组的关键设备,机组频繁的变工况运行提高了对发电电动机端部绕组和结构件的电磁、机械性能要求,增加了其设计难度。准确计算其端部磁场及结构件损耗是绕组和结构件设计的前提,也是预判机组能否稳定运行的依据。针对抽水蓄能机组发电电动机整机数值分析困难的现状,提出2D-3D耦合、运动-电磁耦合的时步有限元法,并以一台280MW抽水蓄能发电电动机为例进行了端部磁场及结构件损耗的计算分析。首先采用2D运动-电磁耦合时步有限元法,结合运行工况的端点迭代法求取发电电动机工作点,并将计算结果与实测值进行对比。在此基础上,建立发电电动机端部2D-3D耦合、运动-电磁耦合时步有限元模型,将2D计算结果作为约束条件,计算分析了额定发电和额定电动工况下发电电动机端部磁场及结构件损耗的分布规律,并进一步讨论端部结构参数变化对端部结构件中涡流损耗的影响,为抽水蓄能发电电动机端部绕组及结构件的设计提供了理论依据。     

变速抽水蓄能用双馈发电电动机的无功V形曲线研究

变速抽水蓄能用双馈发电电动机在维持有功功率输出的同时,可充分利用其功率裕量,成为稳定无功源,灵活参与系统调压调相。为研究双馈发电电动机的无功特性,在分析双馈发电电动机电气量关系的基础上,建立基于转子电流-定子电流的双馈发电电动机V形曲线,可简单直观地反映变速抽水蓄能用双馈发电电动机无功特性。研究了不同工况下双馈发电电动机V形曲线的变化规律。最后,基于RTLAB平台进行硬件在环测试,测试结果表明双馈式变速抽水蓄能机组具备类似同步电机的无功特性,同时也证明了所提分析方法的正确性和有效性。     

变速抽水蓄能电机在发电工况不同转速下磁场和损耗研究

本文对变速抽水蓄能发电电动机的电压方程、磁链方程、电磁转矩方程和运动方程进行了推导，并建立了10MW变速抽水蓄能发电电动机二维电磁场的数学方程和物理模型，对变速抽水蓄能发电电动机的电磁场数学方程进行了计算，得到了变速抽水蓄能电机在发电机工况下超同步速时定子电压和定子电流的波形，分析了变速抽水蓄能电机在发电机工况下不同转速时磁密的分布规律，研究了不同转速下定子铁芯损耗和转子铁芯损耗占总铁芯损耗比例的变化规律。搭建了10MW变速抽水蓄能发电电动机样机试验测试平台，通过试验测试得到的结果与计算结果较为接近。     

海水抽水蓄能变速发电电动机设计与计算

变速抽水蓄能机组因可实现机电系统的柔性连接,满足电网有功调峰、无功补偿要求,并具有快速响应、运行稳定性高的优点,受到行业普遍关注。本文介绍了海水抽水蓄能10MW变速发电电动的总体结构、通风结构、绝缘结构,并重点介绍了转子结构,为今后大容量变速发电电动机的设计积累了经验。     

仙居抽水蓄能机组发电电动机特点

介绍了东方电机完全自主开发设计和制造的目前国内单机容量最大的仙居抽水蓄能机组发电电动机的基本参数,包括定子、转子、上下机架、推力轴承、导轴承、辅助系统等部件的主要特点与创新点,提出了下一步深化大容量抽水蓄能机组技术国产化,及形成东方电机抽水蓄能发电电动机自主知识产权技术路线的构想。     

响水涧抽水蓄能机组轴系稳定性分析

简要介绍采用有限元计算方法分析抽水蓄能机组轴系的动力特性和动态响应,对响水涧电站抽水蓄能机组应用ANSYS程序动力学模块建立轴系的动力学有限元模型并进行稳定性分析。其内容包括轴系临界转速、导轴承油膜弹性、主要工况轴系的动态响应计算以及分析各种不平衡力对轴系稳定性的影响。     

我国已完整掌握大型抽水蓄能电站核心技术

正随着仙居抽水蓄能电站1号机组近日在此间成功并网发电,国内完全自主化的抽蓄装备最大单机容量达到37.5万千瓦,标志着我国已完整掌握大型抽水蓄能电站核心技术。国网新源浙江仙居抽水蓄能公司总经理姜成海表示,抽水蓄能是当今世界最具经济性的大规模储能方式。2003年以前,我国15万千瓦以上大型抽蓄机组关键技术处于空白,设备全部需要引进,价格高昂。他介绍,其关键技术难点在于,一套设备须兼顾抽水与发电两个完全相反的工况,由此带来正反向性能、效率与稳定性及发电电动机高转速和高损     

日本抽水畜能机组技术发展近况

日本是世界上抽水蓄能机组技术水平最高的国家.本文介绍日本三大抽水蓄能机组制造公司(东芝、日立三菱)1990年以来的制造业绩,分析了日本三大公司水泵水轮机和发电电动机的发展动向,介绍了水泵水轮机、发电电动机在设计技术、可靠性技术等方面的技术特点,分析了日本公司在抽水蓄能机组研制方面领先世界的原因.     

抽水蓄能发电/电动机转子不同结构的对比分析

转子是高速电机直接传递载荷的部件,其结构稳定性影响机组的安全运行。不同于常规水轮发电机,抽水蓄能电机需在发电工况和电动工况间频繁切换,从而导致转子因频繁变化的转向和转速更易出现破坏。目前,由于国内电机设计缺少对比数据,对转子应采取何种结构尚无定论。针对南方电网抽水蓄能电站T尾部和鸽尾部两种结构的转子,选取相同的实际运行条件对比分析了各自结构的温升及其导致的应力,并对比了离心力导致的应力分布情况。在此基础上,通过对比结构上的叠加应力评估了不同转子结构的运行能力。结果表明:鸽尾部转子的应力分布优于T尾部转子,从而具有更高的稳定性。但鸽尾部转子温升情况更恶劣,实际运行应重点监测温度变化。     

日本抽水蓄能机组技术发展近况

日本是世界上抽水蓄能机组技术水平最高的国家。本文介绍日本三大抽水蓄能机组制造公司(东芝、日立、三菱)1990年以来的制造业绩,分析了日本三大公司水泵水轮机和发电电动机的发展动向,介绍了水泵水轮机、发电电动机在设计技术、可靠性技术等方面的技术特点,探讨了日本公司在抽水蓄能机组研制方面领先世界的原因。     

发电电动机转子不同磁极引线的应力分布与疲劳特性对比研究

磁极极间连接线是发电-电动机转子的关键部件,合理的引线方式可有效避免大型发电-电动机运行过程中由于工况频繁切换引起的磁极连接线熔断等故障。针对该问题,采用有限元法对3种典型磁极引线连接方式进行了分析,详细计算额定转速为300 r/min和500 r/min的2台电机的3种磁极连接结构的应力和疲劳情况。结合疲劳分析结果,指出适用于高转速发电-电动机磁极连接线典型结构,并给出发电-电动机磁极连接线设计方面的建议。研究成果可为抽水蓄能电站发电-电动机极间连接线选型及运行维护提供支持。