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。

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。

兆瓦级实心转子高速感应电动机通风系统分析

针对大容量实心转子高速感应电动机损耗密度大、散热困难的问题,以一台10 MW、10 000 r/min的空冷实心转子感应电动机为例,建立了其整体通风域模型,采用计算流体力学(CFD)方法对“两进一出”的通风结构进行了流体场仿真,并分析了通风系统内气体的分布规律;其次,以通风计算结果作为边界条件,基于流固耦合法对该电机定转子三维流体场和温度场进行了建模与求解,得到了温度分布;在此基础上,提出了一种新的“三进两出”通风结构,降低了该电机的最高温度,并通过有限元分析例证了CFD建模与计算结果的正确性;最后,分析了导风管管径、冷却气体类型、轴流风扇进风量对该电机温升的影响。结果表明,该电机采用三进两出的通风冷却结构散热效果更好,可使最高温度降低3.8℃、定子铁心和定子绕组的最高温度分别下降11.7℃和7.1℃。

10 MW高速实心转子感应电动机损耗计算与温升分析

不同于普通电机,大型高速实心转子感应电动机需解决由于结构紧凑、电压谐波多而带来的散热面积小、损耗密度大、温升过高等关键问题。以一台10 MW、10 000 r/min的鼠笼实心转子感应电动机为例,建立了适用于高速、高频损耗计算的电磁场有限元模型,对变频器供电情况下高速电动机的定子高频铜耗、铁耗和实心转子涡流损耗、表面风摩损耗进行了深入分析与计算;在此基础上,对电动机三维全域稳态温度场进行了有限元建模与计算,得到了电动机额定工况下各部件温升的大小与分布规律;最后,对冷却系统结构和参数以及变频器控制参数等影响电动机温升的因素进行了分析,并提出了降低温升的改进建议,为兆瓦级高速实心转子感应电动机的研制提供了参考。

同步发电机励磁绕组匝间短路故障在线分析方法综述

励磁绕组匝间短路是同步发电机常见故障之一。为保证机组和电网的安全可靠运行,有必要对该故障进行在线分析检测。首先介绍了应用于同步发电机励磁绕组匝间短路故障在线分析的磁场-电流谐波分析法、探测线圈法、多回路法、输出电气量分析法、振动分析法等的研究现状,并对几种方法进行了比较,然后对未来在线分析方法的发展方向进行了展望,对输出电气量分析法提出了两条研究思路,最后说明了在线分析方法应具有实际可行性和多用途性。

汽轮发电机稳态负序工况仿真模型及其对负序损耗计算结果的影响

稳态负序能力是大型汽轮发电机安全可靠运行的重要技术指标之一,而稳态负序损耗的准确计算是确定稳态负序能力的关键和基础。介绍了模拟发电机稳态负序运行工况的传统模型,针对其不足提出了一种新的不对称负载模型,并对2种模型所反映的物理机理和优缺点进行了对比分析。在此基础上,以一台1 550 MW的大型4极核能汽轮发电机为例,采用场路耦合的二维非线性时步有限元方法,结合2种仿真模型对其稳态负序损耗分别进行了计算,并对计算结果进行了详细分析。结果表明:相对于传统的负序模型,笔者提出的不对称负载模型充分考虑了磁饱和与转子附加损耗的影响,计算出的稳态负序损耗更接近实际情况,为准确考核大型汽轮发电机的稳态负序能力奠定了基础。

地震挤压伤的麻醉处理

目的：探讨地震挤压伤病人的麻醉与急救处理方法。方法：回顾性分析112例地震挤压伤病人采用全身麻醉和部位麻醉的处理体会。结果：112例地震挤压伤病人麻醉全过程顺利。生命体征平稳,无麻醉并发症发生。结论：根据地震挤压伤病人的复杂病情,作出正确的判断,分秒必争,迅速采用有效的急救措施,选择合理、安全的麻醉方法,及时手术治疗,可望获得满意的救治效果。

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。

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。

端部结构参数对1550MW核能发电机漏磁及涡流损耗的影响

端部结构参数对大型汽轮发电机的漏磁和涡流损耗有较大影响。以1 550 MW半速核能发电机为研究对象,采用三维时步有限元法,综合考虑材料非线性、转子旋转以及发电机端部实际三维结构等因素,对发电机端部漏磁及端部构件上的涡流损耗进行计算研究。分别改变屏蔽层厚度、定转子端部铁心相对长度、定子端部绕组直线段长度以及端部铁心阶梯高等结构参数,计算相应的端部漏磁和涡流损耗,通过对计算结果的分析,得出不同结构参数对端部漏磁和涡流损耗大小及分布的影响规律。所得结论为减小发电机端部漏磁及涡流损耗,优化端部漏磁及涡流损耗分布提供依据。

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。

50MVar凸极调相机冷却技术研究与创新

近期研制的新型分布式凸极调相机,转子热负荷大幅超出设计经验范围,若沿用常规散热方式,热点温度将远超绝缘耐热限值,不能满足技术要求。本文提出该电机转子空内冷技术解决方案,并通过开展三维热-流场仿真、转子全电流温升试验等研究,消除了重大技术风险,为产品研制提供了关键技术保障。

东方600MW汽轮发电机负序能力研究

通过对600MW汽轮发电机负序涡流场的有限元计算,以200MW汽轮发电机负序试验的实测数据为基础,采用计算与类比相结合的方法来确定散热系数和负序有效高温点的温度,从而推算出600MW发电机的负序能力,为发电机的设计与运行提供依据。

大型水轮发电机空载电压波形及谐波的有限元计算

介绍了大型水轮发电机空载电压波形的有限元计算方法。运用二维运动电磁场时步有限元模型与电路耦合模型,考虑铁芯饱和、转子旋转、阻尼绕组端环及阻尼条涡流等多种因素综合影响,对1台840MVA水轮发电机空载电压波形及谐波进行了有限元计算,并将计算结果与解析法和试验结果进行了比较,结果表明,本文的计算结果更为精确。该方法对大型水轮发电机空载电压波形及谐波的精确计算具有重要价值。

发电机定子单相接地故障下定子铁芯的电弧烧损过程

针对发电机定子单相接地故障导致定子铁芯烧损的问题,提出了基于电弧模型和定子铁芯温度场模型的仿真分析方法。首先,根据单相接地等值电路构建电弧模型,分析电路参数对电弧电压和电弧功率的影响。其次,建立定子铁芯温度场模型,利用有限元法计算电弧功率、故障时间等参数不同时铁芯的烧熔体积。仿真结果表明,电弧功率与接地故障电流大小、铁芯烧熔体积与电弧功率呈近似线性关系。最后,分析定子铁芯燃弧烧损试验数据,提出电弧功率模型,修正温度场模型,明确铁芯烧熔体积与接地故障电流大小的关系,并通过仿真与试验对比验证仿真分析方法的有效性。结合电弧烧损铁芯的仿真和试验以及电机制造厂家的铁芯局部修复水平,可以确定大型发电机的接地故障电流允许值最大为25 A。

600MW水轮发电机稳定性及进相运行能力研究

对600MW水轮发电机的进相运行和静态、动态稳定性进行了全面的仿真计算,同时运用水轮发电机端部发热计算程序计算了定子端部温升情况,最终确定出发电机的进相运行能力。

1150MW核能发电机定子端部绕组三维建模

介绍了1150MW核能发电机定子端部绕组结构的合理性对核能发电机的设计和安全运行有着重要意义。但由于定子绕组端部结构复杂,二维分析难以达到实际工程要求。通过计算机建立三维模型,可以精确地进行计算和仿真,于是提出了一种利用Pro/E对核能发电机定子端部绕组进行三维建模和参数化设计的方法。结果显示,这种方法实现了核能发电机定子绕组参数化设计,并且特别在渐开线过渡段结构和鼻端的连接上进行了更精确的处理,得到了更为合理的核能发电机端部绕组三维模型,整体上优于传统的设计方法,并为核能发电机端部三维电磁场、温度场、涡流场等分析与计算奠定了良好的基础。

大型汽轮发电机失步振荡的网机耦合仿真

在研究分析了大量有关资料,特别是一些国际组织的研究成果,结合各系统、各制造厂的实践经验,对1039MW汽轮发电机组失步振荡进行了网机耦合仿真,对不同电网故障造成的发电机、轴系和电网的冲击大小进行计算,并评估其造成的轴系疲劳寿命损失。研究结果表明:机组在失步振荡20个周期,发电机绕组端部振动、绕组发热、轴系疲劳寿命损耗均在许可范围内,机组承受失步振荡的能力完全满足标准和技术规范要求。

300Mvar调相机端部电磁场三维有限元分析

在进相工况下,调相机端部漏磁较迟相运行增大,会造成定子端部结构件涡流损耗的显著增加,因此准确计算调相机磁场分布和端部结构件损耗是调相机优化设计的基础。本文简要分析了调相机端部电磁场三维有限元分析的仿真模型和计算方法。通过建立三维实体仿真模型,分析了调相机在300Mvar和-200Mvar两种工况下定转子铁心磁密分布、结构件涡流电密分布和损耗等参数,为端部结构件的研究和优化设计提供参考。

基于改进转子端环参数计算的深槽笼型异步电动机启动特性仿真分析

为了更为准确分析深槽笼型异步电动机的启动性能,本文在考虑铁芯饱和、导条涡流、绕组端部电阻和电感的基础上,进一步考虑了转子铁芯、转子压圈及平衡环对转子端环电抗参数的影响,以及转子导条伸出铁芯部分对转子端环电阻参数的影响。建立了750kW深槽笼型异步电动机场-路-运动耦合时步有限元模型,对其启动特性进行了全面的仿真分析,分析了电动机在启动过程中电磁场、转子导条涡流的变化情况,计算了电机在启动瞬间的冲击电流和冲击转矩,并将仿真结果与试验值进行对比分析。结果表明:采用本文所提出的基于改进转子端环参数的计算方法和场-路-运动耦合时步有限元模型,得到的深槽笼型异步电动机启动特性的计算结果具有更高的仿真精度,为今后的深槽笼型异步电动机启动性能优化设计、运行维护及保护整定提供有效参考。