空冷汽轮发电机定子绕组异结构下的不饱和同步电抗、绕组内涡流场与温度场的计算与分析

大型空冷汽轮发电机同步电抗的计算、定子涡流分布与定子温度场的研究是同步发电机的重要研究课题.本文以150MW空冷汽轮发电机为例,首先根据电磁理论,给出电磁场数学计算模型和相应的求解域,利用数值方法,求解了在不同负载状态下,定子绕组上、下层线棒不等股数不等截面结构和定子绕组上、下层等股数等截面结构下的不饱和同步电抗,研究...     

大型汽轮发电机空实心股线涡流损耗分布与温度场的计算方法

采用解析方法计算定子绕组的涡流损耗时,由于没有考虑定子上下层绕组的截面及股线数的情况,以及空心绕组和实心绕组混合排列位置变化对绕组涡流损耗的影响,导致计算结果误差偏大.利用有限元方法,对200 MW全空冷汽轮发电机采用等股等截面实心绕组和1 000 MW水-氢-氢超超临界汽轮发电机采用的空心和实心绕组混合排列2种典型的电机绕组进行了股线涡流损耗的计算,将其与解析方法计算结果进行了比较,指出了利用传统解析公式计算空心绕组和实心绕组电阻增大系数的局限性.经分析可知,对于传统的等股等截面实心绕组结构,解析方法和有限元计算结果误差不大,而对于采用不等股不等截面及空实心绕组混合排列的发电机绕组结构,两种方法计算结果误差较大.将绕组涡流损耗计算结果引入定子温度场计算中,经对比可知,采用数值方法计算股线涡流损耗较解析方法更准确,空实心绕组排列方式对股线涡流损耗和温度场计算影响较大.所得结论为定子绕组涡流损耗和温度场的准确计算提供了依据.     

TBB-800-2EY3型汽轮发电机定子绕组及其端部支撑结构的改造

由于 TBB-800-2EY3型汽轮发电机定子端部绕组支撑结构等的设计存在严重弊病,导致运行中数次发生线棒磨损、漏水故障。按原结构修复投运后再次发生类似故障。为根除上述弊病,采用当代汽轮发电机设计、制造新技术,改造800 MW大容量汽轮发电机定子端部绕组的支撑结构、定子绕组、定子压圈及屏蔽结构。发电机改造后,定子端部绕组的振动值、定子绕组的附加铜损耗和基本铜损耗以及压圈的损耗与温升均大幅度降低,发电机的效率和运行可靠性均有提高。     

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。     

长期运行的20万千瓦汽轮发电机定子绕组加固的效果

长期运行的汽轮发电机定子绕组工作的可靠性在很大程度上与绕组加固结构本身的稳定性有关。在[文献1]中列举了ТГВ—200型系列产品汽轮发电机定子绕组端部的测振结果,该型汽轮发电机具有热固性绝缘和加强加固的定子绕组,在制造厂的试验台上试转后又在发电厂运行了1255小时。在靠近定子绕组端部弧线的端头处,观测到振动的最大双倍振幅只有35微米,这表明新的加固结构型式有很高的效果。     

预防大型发电机定子绕组故障的措施

针对大型汽轮发电机定子绕组故障率较高从而影响发电机运行可靠性的问题,提出了通过防止线棒过热、绕组污垢、局部放电和限制定子振动等措施来预防定子绕组故障,并介绍了一些在线监测装置和以人工智能知识库为基础的大型汽轮发电机的在线监测诊断专家系统。     

高海拔下汽轮发电机定子绕组端部的防晕

讨论了高海拔下汽轮发电机定子绕组端部防晕技术要求,并籍此分析了660 MW双水内冷发电机的防晕结构,认为该机定子绕组防晕结构设计能满足海拔4 000 m试验和运行要求。     

四极汽轮发电机定子绕组端部固定结构振动模态研究

以四极汽轮发电机定子绕组端部固定结构为研究对象,利用有限元分析技术,对定子绕组端部固定结构的整体模态进行了计算分析,同时结合模态试验对计算结果进行验证。结果证明发电机定子绕组端部固定结构的设计是合理的。     

对1000MW级汽轮发电机一些设计问题的分析

结合我公司4极1000MW级核电汽轮发电机的设计工作,对发电机降低氢压出力能力、发电机氢冷却器部分退出运行时发电机出力能力,以及我公司1000MW级核电汽轮发电机中转子偏槽、转子半闭口槽、定子线圈上、下线圈不等截面等问题进行分析     

预防大型发电机定子绕组故障的措施

针对大型汽轮发电机定子绕组故障率较高从而影响发电机运行可靠性的问题,提出了通过防止棒过热,绕组污垢,局部放电和限制定子振动等措施来预防定子绕组故障,并介绍了一些在线监测装置和以人工智能知识库为基础的大型汽轮发电机的在线监测诊断专家系统。     

电机定子结构及其绝缘介电常数的频率特性对定子绕组电容值的影响

确定电机定子线棒的高频参数对于研究局部放电信号在电机绕组中的传播特性及研究PWM逆变器驱动的交流电机的定子绕组电压分布有重要意义。文中对大型汽轮发电机定子线棒的电容做了比较详细的研究，内容包括：对电机定子线棒复合绝缘等值介电常数的频率特性的测试研究、采用数值计算方法计算出用铝箔纸裹住的电机定子线棒的多导体传输线模型的单位长度电容、线棒股线间薄绝缘对电容的影响、对铁心硅钢片叠片间隙对电容的影响等。其数值计算结果与之前测量得到的电容值比较吻合，这也证明了通过测量开路阻抗、短路阻抗来得到电机定子线棒分布参数的试验方法是有效的。     

大型同步发电机断股故障情况下电磁场和温度场的计算与分析

以一台150MW空冷汽轮发电机为例,建立电机二维电磁场计算分析模型,利用有限元法,对电机断股情况下的负载电磁场和参数进行了计算,对断股情况下气隙、定子槽部和齿根部的磁通密度分布规律进行了研究,对比分析了断股前后电机交直轴同步电抗变化;通过合理的假设,建立了电机一个齿槽范围内的三维温度场计算模型;以电磁分析为基础,得到不...     

MODIFIED ASYNCHRONOUS CASCADE MACHINE SYSTEM

ABSTRACT

The modelling of the modified asynchronous cascade machine system is done in order to study the features of such system under field-oriented frame of reference. The modified machine system has two stator windings and two sections of rotor winding on the same shaft One of the stator windings is connected to the ac network while the other winding is connected to an inverter capable of controlling power flow in both directions. This system can be operated in a wide speed range and both sections of the rotor winding can produce useful torque.     

汽轮发电机定子冷却水的温度场分析

采用有限元法对三维流体场和温度场控制方程进行了耦合计算。在保证液体总流量不变的情况下,分析在不同堵塞情况下定子空心股线中流体速度、绕组温度分布的特性。结果表明,空心股线堵塞情况的不同,直接影响定子线棒的温度分布,并且还会影响定子线棒最高温度和最低温度的温差。计算了一台QFSN-220-2型汽轮发电机在不同堵塞情况下定子线棒的三维温度场,与实测值比较,结果表明该模型以及计算方法是正确的。     

五相感应电动机定子绕组匝间短路仿真分析

建立了五相集中整距绕组感应电动机定子绕组匝间短路时的统一模型.通过该模型,可以分析定子各种短路故障及各电机参数对定子绕组匝间短路的影响.针对电机一相出现匝间短路时的情形,利用Matlab/Simulink 进行了仿真计算,通过对比Ansoft场路耦合计算结果,可以发现,两种结果是相吻合的,在一定程度上验证了所建立模型的...     

汽轮发电机空心股线堵塞时定子温度场的数值仿真

水–氢–氢汽轮发电机定子线棒中空心股线的堵塞能导致线棒过热,甚至会造成对地绝缘的击穿。掌握空心股线的堵塞程度和电机中温度分布的对应规律有助于正确诊断空心股线的堵塞位置和严重程度。该文根据电机学、流体力学和传热学的基本原理,研究汽轮发电机定子线棒中空心股线发生堵塞时水的流动状态,应用等效热网络法研究定子空心股线发生不同程度堵塞时的定子温度场。提出当空心股线发生部分堵塞时在堵塞部位应用孔板原理的方法,确定了定子线棒堵塞后各空心股线中冷却水的流量,并用堵塞系数表示空心股线堵塞的严重程度。分析计算不同堵塞系数下的定子温度场,总结了空心股线堵塞程度与定子温度场之间的对应规律。     

同步发电机负载时二维电磁场有限元分析

同步发电机负载时,为了考虑电机旋转和定子电流对电机磁场分布的影响,把整个电机模型作为求解区域,对转子旋转360°电角度空间范围内每一定、转子相对位置进行电磁场有限元分析。文章介绍了减少二维电磁场有限元分析次数的方法和准确计算定子绕组电压的方法,最后用ANSYS软件编程计算验证了方法的正确性。     

同步电机定子三维温度场数值模拟

为保证某同步电机定子通风系统设计合理,对其温度场进行了研究.建立了包括端部绕组、气隙、铁心段的定子通风系统三维实体模型,选取三维湍流流动和传热数学模型,并给出求解域相应的边界条件和假设条件,应用计算流体动力学软件,对控制方程进行数值模拟计算.计算得到两种额定转速时,原始结构及改进结构——减少端部上层绕组间绑扎和垫块后的...