发电-电动机定子线棒启停过程中的热应力分析

发电-电动机频繁启停、变换运行工况的工作特性带来了电机内部频繁变化的温度与热应力,对电机的安全可靠性不利。电机的冷却方式与电机内部温度与热应力直接相关。该文采用理论分析与有限元仿真计算相结合的方法,分析了发电-电动机由停机冷态启动至额定运行的过程中,空冷与蒸发冷却两种冷却方案下电机定子线棒上的温度与热应力。为确保仿真结果的可信度,作者对国内某300MW发电-电动机运行数据进行了调研,并补充测定了真空压力浸渍绝缘的材料性能参数。研究结果表明,将蒸发冷却技术应用于发电-电动机中,可以有效降低电机负荷变化给电机定子线棒所带来的温度与热应力波动,有利于提高发电-电动机长期安全运行可靠性。     

基于电学性能的发电机线棒主绝缘热老化特性研究

抽水蓄能发电机组长期运行过程中的热效应会对定子线棒主绝缘性能造成不利影响。本文以18 kV抽水蓄能机组发电机VPI定子线棒为研究目标，制备试样并设计热老化方案，通过介电性能测试、电导测试及击穿特性测试，探究定子绝缘在不同热老化温度、不同热老化周期下的电学性能变化规律。结果表明：定子线棒弯曲段试样出现了较为明显且完整的损耗峰，在热老化过程中，绝缘材料的介电常数频谱整体随着老化周期的增加呈现增大趋势，其中弯曲段试样的介电常数随频率升高出现阶梯性下降趋势。随着老化的进行，试样的电导率逐渐上升，吸收比与极化指数均呈下降趋势，直线段试样和弯曲段试样的击穿强度均不断降低，其中弯曲段试样的击穿强度下降更为明显。     

多因子老化对抽水蓄能发电电动机定子线棒主绝缘介电性能的影响

设计搭建了新型定子线棒多因子老化平台,对抽水蓄能发电电动机定子线棒进行电、热及机械振动多因子老化试验,测量定子线棒在老化试验各老化周期后和部分周期中的介质损耗因数和电容值,并利用扫描电镜对老化后的绝缘层材料进行观察。结果表明:在测试电压高于一定值时,介质损耗因数随老化周期的增加而增大;在不同测试电压下,电容均随老化周期的增加而减小;介质损耗因数增量及电容增量均随老化周期的增加而增大;在影响介电性能变化的各老化因子中,冷热循环老化和机械振动老化起主要作用;结合老化线棒的局部放电起始电压和绝缘层老化试样的显微结构认为,多因子联合老化使得线棒主绝缘内产生的越来越多气隙等缺陷是导致其性能劣化的主要原因。     

单因子老化中定子线棒等温松弛电流的研究

为研究电机定子线棒老化后的绝缘特性,制备了按实际线棒尺寸比例缩小的线棒试样,并对其进行了单独的热、电老化实验,后测量了不同老化程度线棒试样的等温松弛电流,并基于等温松弛理论研究分析了线棒绝缘内的陷阱分布变化。结果表明:线棒绝缘在冷热循环老化过程中存在"后固化"的现象,绝缘内陷阱密度先增加后减小;而在电老化过程中,试样绝缘内浅能级陷阱密度增加。根据不同极化过程对等温松弛电流的贡献,建立了定子线棒等温松弛电流的三阶指数衰减模型。研究表明,电机线棒老化的主要表现是环氧树脂和云母之间界面中缺陷的增加,而三指数衰减模型对等温松弛电流数据的拟合结果也足够准确。     

二滩电站水轮发电机定子线棒绝缘电热老化和冷热循环试验研究

本文介绍了能模拟定子线棒绝缘真机运行工况的电热老化试验系统和冷热循环试验系统,以及利用两套系统对二滩电站发电机定子线棒进行电热老化和冷热循环试验研究的结果。     

TJ1173无溶剂有机硅树脂在牵引电机上的应用研究

对TJ1173无溶剂有机硅浸渍树脂的贮存稳定性、冷热交变循环使用性能、耐热性能等进行了研究,并对其在牵引电机上的应用性能进行测试。结果表明：TJ1173无溶剂有机硅浸渍树脂贮存性能及冷热交变循环使用性能稳定,温度指数达到266℃;浸渍TJ1173树脂的模拟线棒和电机定子绝缘在击穿电压、绝缘电阻以及介质损耗因数等方面性能优异,能满足牵引电机对绝缘的要求。     

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.     

热电老化对抽水蓄能发电电动机定子线棒主绝缘电性能的影响

通过设计一个新的热电老化试验平台,对抽水蓄能电站发电电动机定子线棒主绝缘进行了热电老化试验,在不同的老化阶段测试了线棒的介质损耗因数、电容和泄漏电流等性能。结果表明:随老化时间的延长,定子线棒的介质损耗因数及其增量、电容增量均有所增大,而定子线棒的电容随老化时间延长而减小。定子线棒的泄漏电流随老化时间延长变化不明显,吸收比略有增加。     

基于等温松弛方法的发电机定子线棒绝缘检测方法研究

定子线棒绝缘状态是重要的电气状态量之一,关系到电网的稳定及安全.本文使用非破坏性的基于等温松弛电流法的线棒绝缘检测及数据分析方法,测试了三种不同结构与老化方式的线棒,数据分析结果表明:log-log坐标下电流拟合斜率的绝对值随着老化程度而下降,能够较好的判断绝缘状态;频谱曲线幅值随老化下降,说明绝缘缺陷增加.对于电热联合老化,老化因子的变大可以看出其绝缘状态的劣化,但对于冷热循环老化,由于线棒绝缘的特殊结构及老化机理,老化因子呈相反趋势     

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...     

基于粒子群优化算法的可变速抽水蓄能发电电动机电磁优化设计

本文结合可变速抽水蓄能发电电动机的指标与运行特点,在研究其设计流程和设计要点的基础上,以一台10MW交流励磁发电电动机为例,基于粒子群优化算法,以电机的效率、成本为优化设计目标。在保证热负荷满足通风要求的情况下,对定子每极每相槽数、定子槽宽、转子槽宽进行了寻优设计,实现了材料成本降低、效率提高的设计目标,形成了交流励磁发电电动机的电磁设计方案。通过对该电机电磁方案的空载特性分析,提出了对空载线电压波形畸变率过高问题的优化设计方案,建立了基于试验设计和曲线拟合以定、转子槽口宽度和单边气隙长度为优化变量的线电压基波幅值和波形畸变率的拟合公式,在其基础上通过三维粒子群优化,获得了进一步优化的发电电动机电磁优化设计方案。     

新型空冷汽轮发电机的优化设计研究

为提高空冷汽轮发电机调峰运行、过负荷运行、不对称负荷运行、进相运行、失磁异步运行的能力,JPEF(济南发电设备厂)对新型空冷汽轮发电机进行了优化设计,改进了冷却风路,转子应用了空内冷技术,并将转子线圈在中部固定,采用了由端部镀银的整根铜槽楔和锆铜环组成的阻尼笼结构,应用双槽楔和压板固定定子线棒,端部应用了电屏蔽和磁屏蔽。转子线圈由铜银合金冷拉导线制成,采用了导热能力强、耐电强度大、耐热温度高的新型绝缘材料。通过优化设计,JPEF生产的新型空冷汽轮发电机除了能运行于正常状态外,还能短时运行在上述异常状况。     

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。     

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。     

抽水蓄能电站发电-电动机转子磁极引线强度的有限元分析及改进措施

针对抽水蓄能电站发电-电动机转子磁极引线易发生故障的问题,利用有限元法对现有一台222MVA发电-电动机转子磁极引线在不同工况下的强度进行了系统分析,在此基础上,提出了改进的磁极引线结构并对其强度进行了对比分析。结果表明:采用改进的磁极引线结构可以优化应力在引线上的分布,明显改善发电-电动机转子磁极引线易发生故障的现象。通过实验验证了文中仿真分析结果及改进磁极引线结构的有效性。     

潘家口抽水蓄能机组发电电动机的变极特点

潘家口抽水蓄能机组，为了适应水头变化大的运行工况，采用了变极的发电电动机。通过对其定转子绕组变极接线和结构的剖析，并从电势相量图着手，对绕组系数、空载电压畸变率和定子铁心振动计算值作了分析对比，重点研究了该机绕组的特殊接线，全面地阐述了潘家口电机变极的特点。     

基于数字局部放电检测的大型电动机主绝缘老化特性的研究

大型电动机在长期的运行过程中,要遭受电,热,机械等多因子应力的联合作用,使主绝缘逐渐老化,为了研究主绝缘老化机理,评估其剩余寿命,需要对电动机定子线棒进行多因子应力综合老化试验,并寻找能反映主绝缘老化程度的特征参量;本文采用先进的数字局部放电检测技术对不同老化阶段的试样线棒进行了综合测试,分析了局部放电各参量与试样线棒老化程度的关系,给出了各种反映绝缘老化特性的指纹图形,测试结果表明,随着试样线棒的进一步老化,局部放电量,放电次数,放电能量呈增长趋势,最大放电脉冲相位产生偏移,其偏斜度由大变小,这为评定大型电动机主绝缘的剩余寿命提供了参考依据。     

GE导轴承设计特点及甩油处理

介绍了天荒坪抽水蓄能电站１号发电电动机（３００ＭＷ）推力轴承和导轴承的技术特点,分析了轴承润滑油回路的工作特点和方式,叙述了造成实际运行中轴承油温偏高的主要原因,简要评估了ＧＥ推力轴承和导轴承的设计优缺点。     

封闭母线瓷支撑绝缘子缺陷对机组定子绕组绝缘测量的影响

某抽水蓄能电厂一台发电机投运4年后出现定子绕组绝缘测量值偏低的问题.通过对定子绕组相关各部分进行独立的绝缘测试,分析试验数据,排除了定子绕组本身绝缘缺陷的可能,查出封闭母线瓷支撑绝缘子缺陷导致定子绕组绝缘测量值偏低,阐明了封闭母线瓷支撑绝缘子绝缘缺陷对定子绕组绝缘测量的影响.