用电磁场和流场模型计算GIS母线损耗发热

为深入研究GIS母线的损耗和发热问题,在综合考虑集肤效应、涡流损耗、电导率温度效应、气体流动、重力等多种因素影响的基础上,运用有限元方法,建立了GIS母线损耗发热的电磁场与流场求解模型。计算分析了该类母线的热源和温度分布规律,并与实测数据进行了比较。结果表明:GIS母线电流和损耗密度的分布都体现出集肤效应。当母线水平放置时,其导体与金属外壳的温度分布呈上高下低规律。对于水平放置的单相GIS母线,其温度分布左右对称,其内部环状空间气体对流作用较强,等温线呈弯曲的S型分布,同一圆周上温度分布并不均匀。而对于水平放置的三相GIS母线,其上方导体附近的气体等温线分布也呈现较为明显的S状弯曲,而位于下方导体周围的气体,其等温线扭曲程度相对较小。

GIS母线损耗发热状况的电磁场与流场计算分析

为准确分析气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)母线的损耗发热问题,运用有限元方法,以单相GIS母线为例,建立其损耗发热的电磁场与流场求解模型。在综合考虑集肤效应、涡流损耗、电导率温度效应、气体流动、以及重力等多种因素影响的基础上,计算分析单相GIS母线的热源和温度分布规律,并与实测数据进行比较。结果表明:对于水平放置的单相GIS母线,无论是在母线导体还是金属外壳中,电流和损耗的分布都体现出集肤效应,等温线分布并非一族沿半径方向温度单调下降的同心圆,母线导体与金属外壳的温度分布体现出上高下低,左右对称的规律,其内部环状空间气体对流作用较强,等温线呈弯曲的S型分布,同一圆周上温度分布并不均匀。

大型贯流式水轮发电机阻尼绕组损耗与发热

为了深入研究大型贯流式水轮发电机阻尼绕组的损耗和发热规律,建立了发电机二维电磁场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芯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,以东方电机股份有限公司生产的36 MW贯流式水轮发电机为例,针对不同工况、结构和材料,对阻尼绕组的损耗和温度进行了综合计算和对比分析,并与实测数据进行了比较。结果表明,该模型计算精度高,发电机设计合理,研究结论对探讨大型贯流式水轮发电机阻尼绕组的损耗发热规律、改进其设计、提高发电机与电网的运行可靠性具有参考价值。

贯流式水轮发电机空载电压波形畸变与阻尼条损耗发热抑制

为改善水轮发电机电能质量,预防阻尼绕组过热,保证机组与电网运行安全,基于电机电磁场、电路及传热学理论,建立了水轮发电机三维分层非线性时变运动电磁场-电路结合模型与磁极系统三维稳态温度场模型。进而针对一台q=1的36 MW贯流式机组的128种结构设计方案,通过电磁场-温度场综合计算,广泛深入地分析了定转子槽距比、定子斜槽程度以及每极阻尼条根数等结构参数对空载电压波形畸变率和额定工况阻尼绕组损耗发热的影响,在此基础上,讨论了同时抑制空载电压波形畸变率与阻尼绕组损耗发热的设计措施。计算结果与实测数据相吻合。

贯流式水轮发电机空载电压波形优化与阻尼条发热抑制

改善空载电压波形、降低阻尼条损耗发热是优化电能质量、保障发电机与电网运行稳定性的重要问题。为此,采用调节阻尼绕组节距与定子斜槽措施相结合的设计方案,对1台30MW的大型贯流式水轮发电机空载电压波形和额定负载工况的阻尼条损耗发热进行了优化设计,并利用多层运动电磁场场路耦合时步有限元模型和三维温度场有限元模型进行了分析与计算。结果表明,在合理增大阻尼绕组节距的基础上,结合斜槽措施,既能明显地优化空载电压波形,又能有效地防止阻尼条过热故障的发生。计算结果与实测数据相符合。该研究结果对提高发电机的设计水平并改善发电机与电网的运行稳定性具有参考价值。

电机优化设计技术发展情况

在分析电机优化设计技术文献的基础上,总结了国内在电机传统优化设计方面的特点,几种主要的新型算法及其在电机设计中的应用,电磁场逆问题的优化设计,以及电机优化设计技术的发展动向;并对该领域未来的发展趋势作了展望。

笼型异步电动机断相运行的场路耦合时步有限元计算分析

针对笼型异步电动机的断相故障,以一台三相鼠笼异步电动机为例,建立了电动机的场路耦合时步有限元计算模型。通过对电动机带额定负载起动至稳态再到A相断相运行的整个过程进行仿真计算,分析研究了断相工况,讨论了断相对电机转矩、转速、定转子电流及损耗的影响。

大型水轮发电机电磁场模型及其对温度场的影响

为了准确分析大型水轮发电机的损耗和发热问题,分别建立了2维稳态电磁场、运动电磁场和场路耦合的有限元模型,并以1台36MW贯流式水轮发电机为例,对转子铁芯损耗和阻尼绕组损耗进行了计算。在此基础上,结合3维温度场有限元计算,分析了3种不同电磁场模型对转子热源和温度计算结果的影响,并与试验数据进行了对比。结果表明,场路耦合模型计算精度更高,额定工况时每根阻尼条的损耗不等,背风面阻尼条的发热明显大于迎风面的阻尼条,转子最高温度位于阻尼绕组而非励磁绕组。研究结果对提高大型水轮发电机转子损耗和温度场的计算精度以及设计、运行的可靠性具有参考价值。

GIS母线损耗发热的电磁场-流场-温度场计算及影响因素分析

深入研究分析气体绝缘组合电器(GIS)母线的损耗发热计算问题,以单相GIS母线为例,建立了基于电磁场—流场—温度场综合计算的损耗发热有限元求解模型,并进行了计算分析。在探讨集肤效应、电导率温度效应、对流与辐射散热以及重力等因素对损耗发热计算结果影响的基础上,计算分析了该类母线的损耗和温度分布规律,并与测试数据进行了比较。结果表明,在GIS母线损耗发热计算中,只有综合考虑上述因素影响,才能进行准确合理的求解。

基于改进细菌群体趋药性算法的风-蓄-火联合调度

具有随机性与波动性的风电直接接入电网后,给电网的调度运行带来很大的风险。针对风电出力的随机性,结合抽水蓄能电站削峰填谷特点,利用风电场景模拟风电出力波动,编制日前发电计划,引入时前调度模型修正各机组出力,建立了含风-蓄-火联合系统的优化调度模型,并利用改进的细菌群体趋药性算法求解该模型。用IEEE-10机组标准算例进行仿真,仿真结果验证了所建调度优化模型的合理性及算法的有效性,模型可供制定含风电和抽水蓄能的电力系统发电调度方案时参考。

基于新型定子极面结构的开关磁阻电机转矩脉动抑制研究

为抑制开关磁阻电机(SRM)转矩脉动,提出了一种新型定子极面结构,将传统均匀气隙结构改成两段式的非均匀气隙结构。以一台11 k W、1 000 r/min、12/8极SRM为例,通过建立二维场路耦合时步有限元模型,对此类结构进行了验证与优化。结果表明:此类结构能够在保证电机效率基本不变的情况下,有效抑制转矩脉动,为进一步提升SRM的设计与运行水平,提供了有益的参考。

某变电站电抗器过热故障的分析

1引言 作为一种重要的电力设备,电抗器在电网中起着限制短路、抑制谐波、调整电压及改善无功等一系列重要作用的同时,其过热故障也时有发生。为改善电抗器运行的安全稳定性,不但需要认真搞好电抗器本体的设计制造工作,还需要切实提高该类设备的状态监测与状态检修水平。

改进细菌群体趋药性算法在可用输电能力计算中的应用

针对基本细菌群体趋药性(Bacterial Colony Chemotaxis,BCC)算法中存在的缺陷进行改进,在基本BCC算法中引入了带有权重系数的细菌变速公式,使算法能较快收敛在几个最优解周围并进行细致搜索,从而寻找到全局的最优解;引入了细菌感知范围的动态调整机制,提高了算法的寻优精度;引入了记录本,把细菌寻优过程中的最优值暂记在记录本里,从而避免了最优值被随机抛弃的情况。文章建立了基于最优潮流的可用输电能力的计算模型,并运用改进的细菌群体趋药性算法来求解该模型。通过以IEEE-30节点测试系统为例进行仿真计算,并与基本BCC算法的计算结果进行了比较,结果表明IBCC算法能以更快的速度得到最优解,其性能明显优于基本BCC算法。

开关磁阻电机结构优化现状与发展趋势

开关磁阻电机由于结构简单、价格便宜和在恶劣环境下可靠性高等优点,已成为工业应用中的一种新型电机。在分析国内外开关磁阻电机结构优化技术资料的基础上,较详细地阐述了该领域研究现状与发展动态,并对其未来发展方向进行了探讨与展望。

换电模式下电动汽车供能网络的全寿命周期成本规划

研究了电动汽车换电网络最优规划问题。基于"集中充电,统一配送"的思想,引入全寿命周期成本(LCC)理论对含有集中型充换电站和换电站的整体供能网络进行建模,同时考虑了网络在全寿命周期内的平滑过渡问题。结合泰森多边形和量子差分算法(QDEA)对模型进行求解,得到整个供能网络的最优布局方案,包括集中型充换电站和换电站的数量、容量和坐标。最后,以实例验证了此方法在获得最优规划方案时的正确性和有效性。

采用不对称磁极优化水轮发电机空载电压波形

改善空载电压波形是发电机优化设计、保证电能质量的重要问题。采用极靴偏心与阻尼条偏心等不对称磁极结构设计方案,对一台45MW的大型水轮发电机空载电压波形进行优化设计,并利用二维运动电磁场场路耦合时步有限元模型,进行分析与计算。结果表明,合理偏移极靴和阻尼条位置,可以明显削弱齿谐波,改善气隙磁场分布和空载电压波形。计算结果与实测数据相吻合。研究成果已在3个电站的大型水轮发电机上得到工程实际应用。

三相GIS母线损耗发热的电磁场-流场-温度场计算分析

为深入研究三相气体绝缘组合电器（gas insulated switchgear,简称GIS）母线筒的损耗发热问题,运用有限元方法,建立了该类母线损耗发热的电磁场-流场-温度场综合求解模型,在综合考虑集肤效应、涡流损耗、气体流动、以及重力等多种因素影响的基础上,计算分析了该类母线的热源和温度分布规律。结果表明：GIS母线电流和损耗的分布都体现出集肤效应。对于水平放置的三相GIS母线,当三相电流对称时,上方母线导体温度高于下方母线导体,金属外壳的最高温度出现在离上方导体较近的上部壳体,且上方导体附近的气体等温线分布也呈现较为明显的S状弯曲,而位于下方导体周围的气体,其等温线扭曲程度相对较小。当电流对称性遭到破坏,则损耗和温度分布的对称性不复存在。

基于串联动态制动电阻的异步风电机组暂态稳定性研究

以并网笼型异步风电机组为例,分析了利用串联动态制动电阻提高并网异步风电机组在电网故障下暂态稳定性的作用机理以及效果。建立了并网异步风电机组的数学模型,基于Matlab/Simulink仿真平台,对比分析了采用串联动态制动电阻、并联动态制动电阻以及无功补偿装置的作用效果。仿真结果表明,采用串联动态制动电阻可以有效改善并网异步风力发电机组的暂态稳定性;同时,采用串联动态制动电阻和无功补偿装置,可显著提高机组的暂态稳定性,减少对无功补偿的需求,降低风电场的运行成本。

一台500kV主变乙炔超标缺陷的分析与处理

本文中作者通过油气分析,发现了一台500kV主变乙炔激增超标现象,结合其他试验检测手段,找出了该变压器在制造工艺、材料质量、安装工艺等方面存在的不足,并提出了针对性反措建议。

定子斜槽设计对贯流式水轮发电机空载电压的影响研究

为改善空载电压波形、保障发电机与电网运行稳定性,采用定子斜槽设计措施,对1台36 MW的贯流式水轮发电机空载电压波形进行了优化,并利用多层运动电磁场场路耦合时步有限元模型进行了分析与计算。结果表明,定子斜槽措施可以明显削弱齿谐波,进而优化空载电压波形,对提高发电机设计水平及改善其与电网运行稳定性,具有参考价值。