定子线棒内均压结构对槽部电场强度及介质损耗因数的影响

运用计算机软件对24 kV/330 MW汽轮发电机定子线棒进行槽部电场及介质损耗因数的建模分析和仿真计算,得出采用内均压结构的定子线棒比采用原线棒能够有效降低换位处的最大场强18%,为确定内均压层对电场分布的改善效果和露铜点间距的选取提供了理论依据。在真机定子线棒上对具有内均压结构的线棒的介质损耗因数及其增量等性能进行了验证分析,确定了合理的内均压结构。

大型水轮发电机定子线棒均压结构仿真及试验研究

基于有限元方法对具有均压结构的大型水轮发电机定子线棒电场分布进行仿真计算,根据计算结果确定定子线棒的均压结构,并采用真机线棒进行电气试验,探讨采用均压结构线棒的电场分布特点及存在的缺陷。结果表明:定子线棒的均压结构可降低主绝缘内电场强度的最大值,但无法有效提高线棒击穿电压水平,且端部不宜增加均压结构。

均压槽结构对超高速空气静压轴承性能影响分析

以超高速空气静压止推轴承为研究对象,建立了圆形、环形、扇形和十字形四种均压槽轴承的CFD仿真模型,采用计算流体力学方法,对比分析了有无均压槽轴承在不同气膜厚度与工作转速下对轴承承载性能(压力分布、承载力、刚度、消耗气体质量流量)、稳定性(最大气流速度与湍流动能)的影响。结果表明,气膜厚度和工作转速对5种轴承的承载性和稳定性影响较大,并得到了其影响规律;其中,环形槽轴承兼顾承载性与稳定性,通过实验验证得到环形槽轴承的最佳工作转速。研究成果可为超高速空气静压轴承的进一步优化提供一定的理论依据。

基于立体均压结构的风机雷电冲击优化研究

风电场的风机由于大多在海边,风机接地网存在腐蚀严重、接地参数不稳定、冲击电位分布不均等问题,且传统圆环接地装置在高土壤电阻率的条件下,降阻效果不佳、跨步电压较大。在此基础上,笔者提出了一种基于立体均压结构的风机雷电冲击优化方法,采用面积元法和截面积等效法,推导了立体均压结构的地电位及接地电阻公式,并通过CDEGS软件对两种接地装置进行了地电位和跨步电压的仿真对比分析。结果表明,立体均压结构在降低接地电阻和改善地电位分布方面要优于传统圆环接地装置,这为风电场的接地网设计提供了新的参考。

±1100 kV特高压直流输电工程直流滤波器装置研制

过去的±800 kV直流输电工程仅能满足输电距离3000 km、输电容量1000万千瓦以内,昌吉-古泉的输电距离提高到3340 km,输电容量提升到1200万千瓦,已经无法满足要求,只能尝试提高电压等级到±1100 k V,因此,整个示范工程都是第一次应用,特别是昌吉换流站位于新疆地区,风沙大、地震要求高等恶劣环境,以及绝缘水平难度高、电晕大等问题,直流滤波器及其装置的研制更是难度最大的、首创的。由于±1100 kV系统的规模、环境、运行特性及绝缘水平不同,直流场滤波器及其装置的设计、制造、安装及运行等方面的技术要求都需要全面重新考证。该文仅对HP2/12-C1直流滤波器装置的总体方案设计、整体电场分布与表面场强控制、绝缘配合户内装置高度的限制、抗地震等关键问题展开研究,全面介绍直流滤波器装置的研制和仿真验算结果,直流装置首次采用均压罩和梯形均压环配合的结构,满足表面电场强度的要求,防止了直流装置电晕的产生;首次采用750kV等级绝缘子,满足低压端对地、爬距的要求;通过优化直流装置结构,满足限高26 m的工程要求,同时满足8度地震烈度要求。通过第三方的仿真计算和抗震计算验证及工程运行考验,首次研制的直流滤波器装置能满足±1100 k V直流输电工程要求。

1000kVGIS用高性能罐式金属氧化物避雷器结构特性研究

根据不同电位梯度的电阻片,提出了一种具有创新性的1 000 kV GIS用避雷器结构。采用经过二次开发的有限元、边界元数值计算方法并应用具有强大实体造型、解算、数据分析和后处理功能软件及工作站对初步设计的避雷器结构进行了电位分布仿真计算及抗震性能仿真计算,确定了理想的避雷器均压结构及整体结构。并采用电流法对避雷器电位分布情况进行了实测试验,通过对试验数据进行整理及分析,最终确定了合理的避雷器结构。

速度选择器电极结构的优化

速度选择器是束流传输的重要元件,电场的均匀性对速度选择器的性能有重要影响。本文利用有限元计算程序,对速度选择器的电极结构进行了优化。计算结果表明,通过对电极边缘区的优化,在不增大电极尺寸的情况下,可使优化后的均匀场区与具有均压结构的均匀场区范围接近。在速度选择器的设计中,利用优化的电极结构取代均压结构,可大幅简化速度选择器结构。

基于冲击电位分布的风机新型接地装置优化研究

风电场遭受雷击时,传统接地装置因接地电阻值过大,且雷电流在土壤垂直方向穿透性弱,会导致冲击电位分布不均,局部电位升高等问题。提出了一种新型的立体均压结构,用以扩大雷电流垂直泄流能力,改善地电位的下降梯度。理论计算与仿真结果表明:单个立体均压结构,相比于雷电注入点,地电位下降了约41.67%;多层立体均压结构,最外层地电位下降了约45.5%。