基于电磁特性的转子绕组动态匝间短路故障联合诊断方法研究

在分析发电机电磁特性的基础上,根据汽轮发电机发生转子匝间短路时励磁电流增加而无功输出量却相对减少的结论,推导出相应判据,提出了一种将该判据与微分探测线圈法相结合的汽轮发电机转子匝间短路故障的动态识别和故障定位方法。然后结合印尼某电厂2号故障机组实测数据,对数据进行了分析,利用所提方法实现了转子动态匝间短路故障的有效诊断和准确定位,验证了方法的正确性和实用性。     

大型四极汽轮发电机定子温度分布

以新研制的AP1000水氢氢冷却四极汽轮发电机定子作为研究对象,分析其冷却结构、冷却方式以及冷却介质的冷却性能.为了与转子的槽建立一一对应的结构关系,建立整机机组1/32圆周结构的定子、转子和气隙的三维模型,利用计算流体力学原理计算,得到定子铁心、磁屏蔽、压板、铜线圈的温度分布规律以及各部件产生最高温度的位置,得出最大温升在工程允许的合理的范围之内,为汽轮发电机安全稳定的运行提供保证.     

大型汽轮发电机非全相运行磁密分析

针对非全相运行工况,以一台1 407 MVA核电汽轮发电机为例,建立了单机无穷大系统动态分析的场-路-网耦合时步有限元模型,分析计算了发电机额定并网运行时变压器高压侧一相断开和两相断开的非全相运行工况下,汽轮发电机定转子齿部磁密分布情况及其规律,并将其与正常负载运行时汽轮发电机定转子齿部磁密分布情况及其规律作对比。最后,提取气隙磁场密度并分析其变化规律,结果表明非全相运行后,并且除基波最大值下降外其他各次谐波最大值都增大,气隙磁密畸变较为严重。该研究为大型汽轮发电机设计与制造、安装和维修、运行与操作等工程实践提供基础理论参考。     

汽轮发电机失磁异步运行的耦合场有限元分析

为了准确模拟汽轮发电机失磁故障发生后的运行状态,建立了场、路、运动直接耦合的时步有限元分析模型,把电机的电磁场方程和定转子的等效电路方程进行联立求解,得到失磁故障过程中定子端电压、定子电流、转速、有功功率等变量随时间变化的波形,以及转子中涡流场的分布;通过间接耦合实现了失磁过程中转子的温度场计算.对1 000 MW汽轮发电机励磁绕组失磁进行了时步有限元分析,并通过转子温升计算和有功、无功功率波动结果可知：汽轮发电机失磁后,转差率、有功功率及转子铁心温度均在限定值内,但定子电流值过大,应采取及时的保护措施.     

发电机转子负序涡流场二维分析与计算

利用复数表面阻抗的概念给出了发电机转子负序涡流场二维分析与计算方法,在此基础上,编制了相应的计算程序.以转子极面加阻尼系统的300MW汽轮发电机为例,计算了发电机稳态负序运行时转子上的涡流分布和损耗分布.根据计算结果,讨论了转子极面加阻尼系统对提高发电机负序能力所起的作用.     

大型汽轮发电机定子变结构对温度场的影响

汽轮发电机通风冷却技术对汽轮发电机的容量和性能有决定性的影响．针对大容量汽轮发电机通风冷却要求高的问题,以某大型空冷汽轮发电机定子为例,依据CFD原理,提出了两种改变结构的方案,保持铁芯的总有效长度不变,改变铁芯叠片的厚度不改变风沟数量和改变风沟的数量．模拟不同结构定子内部的流场和温度场,分析原结构和变化后结构的流场和温度场,以及电机各部分温度的空间分布特性,比较定子在不同结构下的运行性能．合理布置电机的通风结构,提高传热介质的利用率,降低铁芯与绕组等的温升．研究结果表明变结构后模拟最大温升为118℃,比原结构模拟结果的温升有所降低,且流场温度场分布更均匀,为大型空冷汽轮发电机定子的结构设计提供理论依据．     

1 000 MW级汽轮发电机转子绕组副槽通风冷却系统的分析计算

依据空气动力学原理,建立了副槽通风系统的转子绕组通风计算模型,给出了副槽和转子绕组径向风道内冷却气体压力、流量和流速的计算方程,并对一台转子绕组采用副槽通风系统的1000MW汽轮发电机副槽和转子绕组的通风进行了分析计算。使用节点单元热阻等效网络方法计算出了该电机转子绕组各单元的温度。该分析计算方法对大容量汽轮发电机的设计是实用有效的。     

核电汽轮发电机负序运行转子槽楔涡流损耗研究

为了研究发电机不同工况下转子槽楔涡流损耗,以1407MVA大型核用半速汽轮发电机为例,通过建立该发电机二维电磁场数学模型,基于时步有限元法计算发电机由负载不对称引起稳态负序运行时转子槽楔上感生的涡流损耗。建立动态分析的场—路耦合时步有限元模型,分别计算当发电机外部发生单相短路、相间短路、两相接地短路故障后瞬间和故障稳定后的转子槽楔涡流损耗,得到不同外部短路故障下转子不同位置的槽楔暂态和稳态涡流损耗分布。对比研究了发电机额定运行和空载运行时外部短路故障后槽楔涡流损耗的变化规律。分析结果表明外部短路故障后,负序电流会使发电机转子槽楔产生涡流损耗,威胁着发电机的安全运行,其中单相短路故障影响最为严重。     

基于TMS320VC33的汽轮发电机转子匝间短路在线诊断系统的研制

结合国内外推出的各种关于汽轮发电机转子匝间短路的诊断方法,选取探测线圈方法,研制了一套以TMS320VC33芯片为核心,采用小波变换技术进行在线实时诊断的系统。在动模实验中能够准确判定故障槽位,证明了诊断机理的有效性和实用性。     

显极式发电机转子匝间短路故障的快速判断

介绍了显极式同步发电机转子绕组匝问短路的分布电压诊断法,通过分布电压的测量．及时发现转子绕组匝间短路故障,确定故障线圈的部位,从而找出解决问题的方法。     

多风路空冷汽轮发电机PIV流场测试实验台研发

为了研究定子多风路的大型空冷汽轮发电机内部气隙中(转子外表面与定子内壁面之间)的旋转空气速度场特征,研发并试制了电机通风粒子图像测速技术(PIV)测试实验台.首先介绍了实验台的风路设计方案及部件风扇、定子和转子各部分结构及相关尺寸;设计了PIV测试实验测量方案.然后,采用ANSYS有限元程序,在符合实际的边界条件下,对通风实验台的轴与支撑环及风扇支架、转子环进行应力分布计算及分析,计算并选择合适的拖动系统电动机,得出最终的结构方案,为实验台的加工制造提供基础数据.该实验台可为大型空冷汽轮发电机旋转流场可视化研究提供平台.     

浅谈发电机抽转子工艺

发电机抽转子是一项施工难度大、需多工种密切配合的重大施工项目。详细介绍了600MW汽轮发电机从抽转子前准备工作到抽转子的过程和工艺。     

大型水氢氢冷却汽轮发电机定子温度分布

以某大型水氢氢冷却四极汽轮发电机定子为研究对象,根据CFD原理,建立1/48圆周结构的定子铁心、定子线圈、磁屏蔽及气隙的三维模型,选择合理的基本假设和边界条件,对定子内冷却介质和固体区域的温度场进行数值求解。计算结果显示固体部件最高温度出现在励端磁屏蔽外圆侧,温度值为399.9 K,定子铁心最高温度为376.3 K,没有超过最高温度限制,定子线圈最高温度出现在冷却水出口位置,温度值约为342 K,计算值与实验值的误差为5%。所得结果为氢冷汽轮机组的优化设计提供理论指导。     

冲击负荷时发电机绕组振动研究

在研究汽轮发电机端部瞬态涡流场分布、端部绕组电动力分布的基础上,对汽轮发电机端部绕组的电磁振动进行了分析和计算.以一台320Mw汽轮发电机作为实例,对发电机在冲击负荷下端部绕组所受到的冲击电动力以及由此引起的强迫振动情况作了实例分析,得出了一些有益的结论.     

汽轮发电机组扭振模型和算法综述

阐述了扭振机电网综合模型,包括汽轮发电机组轴系(由汽轮机转子、发电机和励磁机转子构成)、汽轮机及其调速系统、发电机及其励磁调节系统、电力网络和机网接口。汽轮发电机组轴系模型和机网接口问题比较突出,对此进行了详细介绍,并指出了扭振模型和算法存在的问题及发展趋势。     

汽轮发电机转子风路堵塞时的温度场数值分析

大型汽轮发电机结构紧凑,气隙狭小,其运行的安全可靠性依赖于冷却系统的散热能力.因而,若其冷却系统维护不当,发生通风道堵塞故障,造成的后果不堪设想.为详细了解风道堵塞对转子流场及温度场的影响,以一台150MW空内冷汽轮发电机为例,建立转子径向通风道发生堵塞时的二维流动与传热物理和数学模型;同时给出边界条件和假设条件,采用...     

一种汽轮发电机变压器组事故的分析

本文对电厂汽轮发电机变压器组一种事故出现的原因进行了分析。讨论了从变压器高压侧油开关有一相没有断开造成发电机变压器单相运行,同步发电机过渡到异步运行状态,导致转子发热,转子平衡铝螺钉熔化飞溅,转子裂纹等问题。     

核电四极汽轮发电机转子典型故障温度场分析

为了解决高速旋转的转子容易产生多类故障问题,本文对发电机转子典型故障的温度场进行分析,评估故障影响和机组带病运行能力。采用有限元方法建立了TA-1100-78型四极汽轮发电机的三维传热模型,计算并分析了转子不同程度、不同位置励磁绕组匝间短路以及转子风路堵塞时的转子三维温度场。结果表明:转子匝间短路和风路堵塞均会引起转子温度场分布的不平衡。匝间短路程度越高,转子温度场不平衡度越大,温升越大;匝间短路位置越靠近转子大齿,转子温度场畸变程度越高。风孔堵塞对转子温度场影响与堵塞位置有关,单排风孔堵塞引起堵塞点附近区域温升明显,双排风孔堵塞对整体温度场影响不大。转子典型故障三维温度场分析为发电机的设计、运行和维护提供了理论参考。     

汽轮发电机转子齿根超声波探伤研究

根据汽轮发电机转子齿根的结构特点分析了超声波探伤的可行性，设计了专用的超声波探伤辅助装置，制定了相应的超声波探伤工艺和缺陷判定方法．经实际验证，该方法检测准确率高，重复性好，达到了使用要求，完全可以满足在役和制造中的汽轮发电机转子齿根的安全检测．     

汽轮发电机转子找中心的优化调整

本文阐述了汽轮发电机转子找中心时应考虑的多种因素,找中心时计算垫片调整量的传统方法;采用优化设计的方法,进行汽轮发电机计算机辅助找中心。详细介绍了优化的思路和优化数学模型建立的原则。