汽轮发电机转子阻尼结构对大扰动低频振荡的影响

为了研究汽轮发电机转子大齿导条、导电槽楔和转子铁心等转子阻尼结构在大扰动低频振荡过程中的作用,首先建立了用于研究大扰动低频振荡过程中汽轮发电机转子各部分阻尼结构作用的场-路耦合时步有限元模型,并通过实验进行了验证;然后采用该模型研究了汽轮发电机转子各部分阻尼结构大扰动低频振荡过程中的作用,分析了三部分阻尼单独作用和共同作用时,对大扰动低频振荡影响较大的阻尼结构;最后研究了不同材料转子槽楔对汽轮发电大扰动低频振荡过程的影响。结果表明:汽轮发电机转子阻尼作用可以有效抑制大扰动后的低频振荡过程;在三部分阻尼中转子槽楔所起的作用较大,且转子采用铝合金槽楔对于抑制大扰动低频振荡的效果明显好于不锈钢槽楔。     

基于傅里叶分析的高压直流输电次同步振荡控制研究

当高压直流输电遭受短时扰动时,电气量变化产生的电磁转矩变化量所包含的电气负阻尼转矩,加剧了汽轮发电机的转速变化,使得输电线路中产生次同步振荡现象。文中通过傅里叶分析方法计算得出电网次同步振荡频率,在汽轮发电机的转子转速控制系统中通过调节励磁系统锁相环的频率合成,减小励磁电流波动,生成一个新的附加电磁转矩量,使最终的电气阻尼转矩分量为正,实现对转子转矩控制。仿真结果表明,在电网出现短时扰动时,汽轮发电机的转速没有出现大波动,实现了对次同步振荡的有效抑制。     

异步化汽轮发电机和PSS装置阻尼特性的比较研究

建立了加装PSS并考虑等效阻尼绕组作用的同步汽轮发电机单机无穷大系统线性化数学模型;同时建立了双通道励磁控制策略下异步化汽轮发电机在同步旋转X-Y轴系下的单机无穷大系统线性化数学模型。利用所建模型,对加装PSS后同步汽轮发电机的阻尼特性与采用双通道励磁控制策略的异步化汽轮发电机进行了分析和比较。通过比较,揭示了加装PSS后同步汽轮发电机阻尼特性得到改善的原因,分析了异步化汽轮发电机阻尼特性与励磁控制系数的关系,指出异步化汽轮发电机的同步转矩系数和阻尼转矩系数与发电机运行状态无关,明确异步化汽轮发电机在提高电力系统稳定性方面比PSS装置更具优势。     

异步化汽轮发电机和同步汽轮发电机开环阻尼特性的比较研究

以派克方程为基础,分别建立了同步汽轮发电机和异步化汽轮发电机考虑等效阻尼绕组作用的单机无穷大系统线性化数学模型。利用所建模型,对考虑等效阻尼绕组作用的同步汽轮发电机的开环阻尼特性进行了分析;在此基础上,同时对异步化汽轮发电机的开环阻尼特性进行分析;并对异步化汽轮发电机和同步汽轮发电机的开环阻尼特性进行比较研究。通过比较,阐述了异步化汽轮发电机的开环阻尼特性与电机参数、系统参数以及运行状态的关系,展示了异步化汽轮发电机在提高电力系统稳定性方面较同步汽轮发电机的优势,进一步完善了异步化汽轮发电机的研究理论。     

汽轮发电机阻尼系统对转子交流阻抗的影响

发电机转子交流阻抗试验是判断转子绕组是否存在匝间短路的有效方法之一,而阻尼绕组的应用是提高发电机负序能力的一种有效措施,被广泛运用于汽轮发电机中。通过实际案例分析了发电机阻尼系统的稳定性对转子交流阻抗的影响。     

大型汽轮发电机转子水流量分析与计算

用125 MW级双水内冷汽轮发电机、300 MW级双水内冷汽轮发电机的转子绕组水流量计算模型,计算出在不同转速下发电机转子水流量和各分支路水流量的分配情况,并与电厂试验结果进行比较。此研究方法可为汽轮发电机的设计与运行提供依据。     

副槽及出风口结构尺寸对汽轮发电机转子三维温度场的影响

以某大型空冷汽轮发电机转子为例,建立了护环以及风路最长的半个转子线圈的三维物理模型,采用计算流体动力学方法,研究本体部分的风道结构,如副槽中心截面高度、槽楔出风口直径大小分布对转子三维温度场的影响。结果表明：根据流量分布情况预测温度分布会使设计值与实际存在偏差,应根据具体的仿真计算结果确定风道结构。针对该文电机采用的风路布置方法,副槽采用直槽、槽楔采用等出风口直径更加合理。结论可为大型空冷汽轮发电机转子的通风冷却设计提供理论参考。     

汽轮发电机次同步阻尼在线监测装置的研发

针对汽轮发电机次同步振荡监测尚不能对系统阻尼进行连续在线监测的问题,提出了一种便于计算机实现的次同步振荡扰动提取判别方法、基于扰动的次同步模态阻尼衰减率和模态阻尼的计算算法,通过模态衰减率的在线计算得到模态阻尼的实时计算值。应用结果表明,该装置可实时定量系统阻尼和评估次同步抑制装置的抑制效果,同时可为次同步仿真研究提供更为精细化的模型参数和基础数据。     

汽轮发电机三相突然短路故障转子动态电磁力计算

三相突然短路是汽轮发电机的严重故障之一,对转子造成很大的电磁冲击力,甚至引起机械疲劳的转子表面龟裂。因此,掌握三相突然短路时汽轮发电机转子铁心电磁力的分布特点并找出电磁力集中的位置是优化设计转子铁心结构的重要前提。首先建立了汽轮发电机三相突然短路的场-路耦合仿真模型,然后以一台600 MW汽轮发电机为例,计算了三相突然短路过程,最后获得了转子齿顶和转子齿壁上电磁力的分布与动态变化规律,并与额定工况进行对比,找到了电磁力集中的位置。该研究为汽轮发电机转子铁心结构的优化设计提供了理论参考。     

220MW空冷汽轮发电机定转子线圈钎焊工艺研究

本文介绍了220MW空冷汽轮发电机在定、转子线圈及环形引线制造过程中钎焊工艺制定的研究情况,对220MW空冷汽轮发电机钎焊部位的结构特点和难点进行了总体介绍,为以后同种结构的钎焊工艺提供了技术参考。     

气隙取气转子风斗取风性能数值模拟与实验研究

气隙取气斜流通风系统是大型汽轮发电机中应用较广的一种通风方式.风斗的取风性能直接影响通风系统的通风冷却效果.对转子风斗的取风性能进行了CFD数值模拟研究,并进行了实验验证,获得了风斗结构参数对其取风性能的影响规律,可为汽轮发电机转子风斗的优化设计提供参考.     

汽轮发电机小扰动特性及静态稳定性的时步有限元分析

为了研究阻尼绕组和磁场饱和对汽轮发电机小扰动特性及静态稳定性的影响,分别采用经典派克(Park)方程模型与时步有限元(time-stepping finite element method,T-SFEM)模型,对发电机不同工况下发生的小扰动进行仿真计算。在此基础上,结合小信号分析法与普罗尼(Prony)方法,对比分析了不同模型下发电机小扰动过程的动态特性以及系统静态稳定性等相关问题。结果表明,在不考虑阻尼绕组与磁场饱和的情况下,2种模型所得的小扰动特性基本一致,而当计及阻尼绕组或磁场饱和作用时则差别显著;采用派克方程模型计算所得的静态稳定极限功角比时步有限元模型的计算结果偏大。研究结果为系统仿真分析提供了合理参考。     

带小轴的汽轮发电机转子装配工艺探讨

<正>汽轮发电机转子在制造厂内生产过程中,需要进行动平衡试验,有的机组还需要进行总装试验,这就涉及发电机转子的装配。相对于由两个轴承支撑一个发电机转子的普通汽轮发电机来说,由3个轴承支撑一个发电机转子及一个小轴的汽轮发电机轴系,其装配过程就要复杂得多,尤其第三轴承与小轴的装配,是需要较高技术含量的精细工作。本文介绍了三轴承支撑的汽轮发电机转子与小轴的装配工艺过程。     

大型汽轮发电机转子温度场计算

以一台空冷汽轮发电机作为研究对象,根据传热学原理,通过建立转子绕组槽绝缘与槽楔的转子圆周1/4三维有限元模型,给出了求解域内的基本假设及相应的边界条件。根据气隙磁密的提取,计算出额定工况下转子表面杂散损耗,以转子绕组电阻损耗和表面杂散损耗作为热源,采用解析法计算得到转子通风沟表面散热系数,并以此为基础,将计算得到的各项损耗值及散热系数作为温度场求解条件,对汽轮发电机转子直线段部分三维温度场进行计算,得到了发电机额定负载运行时转子温度场分布。     

汽轮发电机转子槽楔装配设备

介绍一种新型汽轮发电机转子槽楔装配设备的设计方案、结构特点、使用方法及其通用性,指出此设备针对原有的技术不足所作出的改进。该设备分为基础部分、支撑部分、悬臂及液压系统四个功能部分,并分别进行了介绍和计算,着重介绍了支撑部分和悬臂的结构特点。该设备在生产过程中能够满足汽轮发电机转子槽楔装配的工艺要求。     

空冷汽轮发电机转子温度场计算研究

针对国内各制造厂家对汽轮发电机转子温度分布的研究仍停留在平均温升的阶段,总结了在空冷汽轮发电机各部分风量分配及风温变化的前提下,以135Mw汽轮发电机转子为算例,从场的角度研究计算电机温升。从而为更大容量的空冷汽轮发电机的发展和研究提供有价值的通风冷却技术。     

汽轮发电机转子绕组开放管道式蒸发冷却技术的实验研究

为了将蒸发冷却技术应用于大容量的汽轮发电机,需要对转子蒸发冷却技术进行深行研究.本文重点介绍了汽轮发电机转子绕组开放管道式蒸发冷却技术的模拟实验.阐述了实验原理、模型的建立以及数据的采集等问题,并对结果进行了详细的分析.实验结果表明,开放管道式转子线圈半径方向上的温度分布均匀,完全符合汽轮发电机的冷却技术要求.在不同的工况条件下,系统均表现出了良好的冷却能力.该实验为采用开放管道式转子绕组蒸发冷却方式的大容量汽轮发电机的设计和计算提供了依据,其结果也可为离心力场下的液体流动和传热方面的研究借鉴.     

汽轮发电机转子阻尼系统对第一摆稳定性影响的仿真计算研究

发电机的第一摆稳定性是准确评估系统最大传输功率的重要指标。对汽轮发电机本体而言,影响第一摆稳定性的因素主要有励磁系统,以及转子大齿导条、转子铁心和转子导电槽楔构成的阻尼系统。为了揭示上述因素与第一摆稳定极限的关系,该文以300 MW汽轮发电机为例,采用时步有限元模型研究了上述两种因素对发电机第一摆稳定极限的影响。结果表明:转子阻尼系统对发电机第一摆稳定极限的影响较大;由于转子导电槽楔通常由铝合金、不锈钢等材料构成,这些材料的电导率相差较大,因而进一步研究了转子槽楔电导率与第一摆稳定极限的关系,得出当电导率从σal(铝合金电导率)到0.05σal变化时,发电机的第一摆稳定极限逐渐增大。     

气隙取气氢内冷汽轮发电机转子槽楔的数值模拟优化研究

针对600MW气隙取气氢内冷汽轮发电机,对其转子槽楔的通风性能进行了CFD数值模拟优化研究,获得了结构参数和结构型式对转子槽楔取风性能的影响规律,为汽轮发电机转子槽楔的优化设计提供了可靠的依据。     

蒸发冷却技术应用于大型汽轮发电机的技术可行性

针对大型汽轮发电机的发展要求,介绍了汽轮发电机定子蒸发冷却及转子蒸发冷却的原理和结构.详尽地分析了蒸发冷却技术应用于大型汽轮发电机的可行性,得出定子浸润式、转子开放管道式蒸发冷却方案应用于大型汽轮发电机在技术上是可行的结论;同时对汽轮发电机转子绕组开放管道式蒸发冷却技术进行了模拟实验,实验目的是为了取得开放管道式转子绕组沿半径方向的温度分布情况,并粗略估计冷却能力,旨在为蒸发冷却汽轮发电机向更大容量发展、探索新的冷却结构提供技术参考.