采用热-流体耦合单元计算三峡半水冷水轮发电机定子三维稳态温度场

本文考虑了铜绕组生热率(铜损耗体密度)随温度的变化,以及空心股线与冷却水边界上采用热-流体耦合单元并计及其对流换热系数的非线性,计算了定子端部绕组和定子铁心段等两个区域的三维温度场。计算值与实际运行数据比较接近,说明此方法有效。计算结果表明:定子齿部铁心温度高于轭部铁心温度;定子上下层绕组层间温度受冷却水温度的影响较大,大致等于上下层绕组温度最大值的平均值;绕组的冷却水带走了定子铜损耗的95.66%和定子铁心损耗的25%左右,半水冷发电机的冷却水对于发电机定子的冷却作用至关重要。     

发电机内部冷却气流状态对定子温度场的影响

由于大型同步发电机运行状况以及结构的复杂性，定子径向通风沟内冷却流体的流动状态对定子温度场的分布有显著的影响。根据流体力学理论，推导了定子径向通风沟内二维流体运动的微分方程，给出了求解域和相应的边界条件及假设条件，采用有限体积法对流体场进行了计算，并且对冷却气体以不同的入射角度入射时径向通风沟内流场流速的分布进行了比较；建立了定子三维温度场的数学模型和物理模型，给出了求解域的边界条件以及各部分的损耗，针对上述流体场分布的不同情况，采用有限元法对定子三维温度场进行了数值计算；将计算结果与实测值进行了比较，得出了一些有益的结论。     

无刷励磁同步发电机温度场仿真分析

以无刷励磁同步发电机为研究对象,根据流体力学和传热学理论,建立了三维流体场和三维温度场耦合的计算模型,并采用有限体积法计算了额定工况下电机的温度分布。通过样机的部分实验数据与仿真结果的对比,验证了该无刷励磁同步发电机设计的合理性。     

汽轮发电机换位线棒环流损耗对定子温度场的影响

为了研究定子换位线棒环流损耗分布对汽轮发电机定子温度场的影响,依据流体力学以及传热学理论,以一台水-氢-氢冷汽轮发电机为例,建立定子三维流体—传热耦合场物理模型和数学模型,采用等效电路网络法计算当定子线棒采用0°/540°/0°换位方式时定子线棒每根股线的环流损耗,在此基础上采用有限体积法求解三维流体—传热耦合方程,得到定子换位股线的环流损耗按平均分布以及按实际分布两种情况下的定子温度。结果表明:定子温度的分布规律与定子换位线棒环流损耗的分布规律有关,当考虑定子换位股线的实际环流损耗分布时,定子铁心和定子线棒最高温度的位置和大小都发生变化。     

特殊绕组结构的空冷汽轮发电机定子三维温度场计算与分析

对于具有特殊股线结构的大型空冷汽轮发电机温度场计算具有一定的难度。文中推导了大型空冷汽轮发电机定子上、下层线棒的股线数和截面不等时绕组涡流损耗的表达式,求解出发电机额定运行时定子股线沿径向分布的菲尔德系数;建立了定子径向通风沟内二维流体场的物理模型和数学模型,采用有限体积法对其进行了数值计算;建立定子三维温度场的物理模型和数学模型。以1台大型空冷汽轮发电机为例,在先前推导的基础上,采用有限元法对定子三维温度场进行数值计算,给出了在发电机温度场求解域中的温度分布规律。将计算结果与实测结果进行比较,得出了一些有益的结论。     

基于流体传热理论永磁风力发电机温度场计算

采用流体传热理论和有限体积法计算自然风冷式兆瓦级永磁同步风力发电机的三维温度场.确定热源及等效导热系数的计算方法,建立三维流体的数学模型;对一台实验样机建立三维流动与传热耦合计算的模型,并通过与实验结果的对比,验证计算方法的合理性.利用相同方法对一台1.5 MW永磁同步风力发电机的三维温度场进行计算与分析,在此基础上,...     

双馈风力发电机三维温度场耦合计算与分析

根据流体力学以及传热学理论,阐明了流体与固体耦合直接求解温度场的数学关系.基于1.5MW双馈风力发电机电磁结构、通风结构和冷却方式,并结合电机内流体流动与传热特点,以发电机周向1/8区域作为求解域.采用有限体积元法对发电机内流体场和温度场进行耦合求解,并对求解结果进行了详细的数值分析.得出冷却空气在流通区域速度和流量分布规律;在此基础上,研究了电机温升分布规律及传热特性;将计算的结果与实测数据对比,验证了计算结果的正确性.     

潜油电机整体三维温度场耦合计算与分析

为了研究井下工作的潜油电机各个部件温度分布情况,考虑潜油电机特殊的结构建立了包括电机定转子、扶正轴承、隔磁段、轴向范围内的气隙间润滑油、机壳以及机壳外流动原油在内的整体三维模型,依据数值传热学及流体力学相关理论,根据电磁计算求解得出YQY-143系列40kW电机的热源,采用有限体积方法利用耦合传热边界条件求解该电机的三维稳态温度场,得到电机整体的温度分布云图,并分别提取电机各部分最高温度。将计算结果与利用有限元方法所得计算结果进行对比分析,对比结果表明两种方法计算所得电机各部分温度相一致,证明计算方法及结果准确性。电机各部分最高温度值符合该系列电机绝缘等级的要求。     

排间绝缘故障引起电机定子热问题的分析及诊断

本文首先建立了大型水轮发电机定子三维温度场的数学模型和物理模型,给出了边界条件和假设条件,同时也给出了求解域内的流场计算模型,采用有限体积法计算了通风沟内流体分布,得出了求解域内各表面散热系数。在此基础上,采用有限元法计算了排间绝缘故障时的定子温度场,并分析了导热系数的变化对温度场的影响,得出了一些有益的结果,为电机设计人员和运行人员提供一定的依据。     

双富公司圈式定子线圈设计制造技术的进步

介绍双富公司圈式定子线圈设计制造新思路的确立以及为实现该思路而进行的生产流水线的改造,同时介绍了按该思路制造的圈式定子线圈的典型业绩.     

三峡水轮发电机定子线圈断水运行能力分析

三峡水轮发电机定子线圈采用直接水冷,当出现断水故障时,线圈温度就会上升,危及发电机安全;因此必须降低发电机负荷或尽快解列停机,这就需要对发电机断水后线圈温度变化过程进行分析计算,合理确定发电机在断水状态下的运行能力. 本文讨论了计算定子线圈在突然断水后温度变化过程的原理,介绍了简单单元法、双单元热路和多单元热网络等三种分析方法,并且对三峡发电机的断水运行能力作了初步计算,可供有关人员参考.图10     

大型水轮发电机定子绕组接地故障点的查找与处理方法

水轮发电机定子绕组接地故障,是发电机运行与试验中常见的重大设备缺陷之一.本文介绍了碧口电厂两起发电机定子绕组接地故障点的查找与处理过程,阐述了大型水轮发电机定子绕组接地故障点的查找与处理方法.     

水轮发电机定子绕组支路不对称磁势谐波分析

本文对水轮发电机定子绕组不对称支路磁势谐波问题进行了探讨,编制了谐波磁势分析通用程序,提出了不对称支路绕组谐波磁势分析的方法,并对不对称绕组算例进行了不对称度的分析。     

大型全空冷水轮发电机定子线棒损耗和温度场综合计算

针对空冷水轮发电机定子绕组附加损耗的实际工程问题,从其产生的原理出发,在综合考虑了同相槽和异相槽在涡流损耗上的区别、上下层线棒股线在槽内的实际位置等多种因素影响的基础上,以一台350 MW空冷水轮发电机为例,综合运用电磁场、流场、温度场数值求解方法,对其线棒附加损耗及发热情况进行了计算分析,并与现场实测数据进行了比较。结果表明,该文方法计算精度较高,优化措施有效,对于指导大型水轮发电机定子线圈的优化设计具有良好的工程实用价值。     

水轮发电机定子线棒制造难点分析及研究

白鹤滩水轮发电机组是全球首个1000 M W巨型全空冷水轮发电机.定子线棒作为发电机的核心部件之一,有着电压等级高、几何尺寸大、主绝缘薄等特点,也是制造的难点.介绍了该定子线棒设计结构特点与制造方法,对其制造中的难点进行分析与研究,特别对导线制造、电接头焊接、外观控制、几何尺寸检测等关键工序提出了具体有效的改进措施.     

电机定子线圈热压成型设备的隔热分析及温度控制

控制电机定子线圈热压成型专用设备的温度是提高电机定子线圈成型制造工艺水平的关键所在,本文介绍了电机定子圈式成型线圈热压型机温控系统工况、隔热分析计算和温度测量与控制,最终实现热压型机自动加热、加压,并定时保温、保压.     

大型水轮发电机励磁绕组匝间短路的稳态故障特征分析

大型水轮发电机励磁绕组匝间短路故障不仅会使励磁电流增大、输出无功功率减小,还会导致机组振动加剧,影响系统的安全稳定运行.为对故障特征及其机理进行研究,以三峡左岸VGS发电机为例,首先通过分析故障时励磁磁动势及其作用在不均匀气隙产生的磁场性质,得出定子相绕组内部存在分数次不平衡分支电流的特征.以定子支路为基本分析单元推导...     

贯流式水轮发电机转子的电磁场和温度场计算分析

针对大型贯流式水轮发电机转子损耗发热难以全面监测的问题,建立了发电机二维场路耦合时步有限元模型和转子三维温度场有限元模型,考虑了电磁场时变、运动、非线性等因素对损耗的影响以及转子铁心各向异性导热性能和磁极迎风面、背风面散热性能差异对发热的影响.在此基础上,以1台36MW 贯流式水轮发电机为例,对其额定对称工况的转子损耗和温度分布规律进行了综合计算分析,并与实测数据进行了比较.结果表明,本文计算精度较高,其研究工作对探讨大型贯流式水轮发电机转子的损耗发热规律、提高其过热监测与保护水平,具有参考价值.     

李家峡水电站400MW蒸发冷却水轮发电机定子绕组温升试验研究

本文介绍了实验室建立的李家峡400MW蒸发冷却真机实际尺寸定子绕组试验平台。在考虑定子绕组附加损耗的基础上,对发电机的不同运行工况进行模拟,得到了不同工况下线棒的沿程温度分布曲线,同时从蒸发冷却的特点和运行特性等角度对实验曲线进行了分析。该模型的建立,对400MW机组的实际运行起到了指导作用,同时对更大容量水轮发电机的理论计算和机组冷却系统设计的合理性提供了依据。