大電機(jī)主絕緣端部電場(chǎng)分析與數(shù)值仿真.pdf

1、改善電機(jī)絕緣體系的制造和設(shè)計(jì)水平，可以提高我國(guó)大電機(jī)制造和設(shè)計(jì)的整體水平。單機(jī)容量不斷攀升，額定電壓不斷提高，對(duì)大電機(jī)絕緣系統(tǒng)提出了更高的要求，對(duì)于額定電壓等級(jí)為26kV的定子線棒，如何設(shè)計(jì)合理的防暈結(jié)構(gòu)，成為亟待解決的問(wèn)題。
　　首先，本文從電路角度出發(fā)，建立了各種情況下電機(jī)端部電場(chǎng)計(jì)算的等效電路模型;開(kāi)發(fā)了基于Matlab語(yǔ)言的防暈層電位分布計(jì)算軟件;定性地討論了定子線棒的額定電壓、防暈層的固有電阻率、非線性系數(shù)和防暈層長(zhǎng)度等

2、因素對(duì)電機(jī)端部電場(chǎng)分布的影響。
　　然后根據(jù)定子線棒的結(jié)構(gòu)建立了電場(chǎng)仿真模型，利用COMSOL Multiphysics分析了三維情況下定子線棒的電場(chǎng)分布特性。討論了搭接結(jié)構(gòu)和線棒轉(zhuǎn)角大小對(duì)大電機(jī)端部電場(chǎng)分布的影響。研究結(jié)果表明:由于線棒在空間中彎曲使轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度小于轉(zhuǎn)角外側(cè)，防暈層在轉(zhuǎn)角位置內(nèi)側(cè)的電勢(shì)、電場(chǎng)和損耗分布均高于外側(cè)。尤其線棒寬面上內(nèi)外兩側(cè)的損耗，最大差值甚至在2倍以上。延伸低阻區(qū)使其覆蓋整個(gè)轉(zhuǎn)角部分，可以消除線棒轉(zhuǎn)角

3、產(chǎn)生的不利影響，同時(shí)改善匝間電場(chǎng)分布。搭接結(jié)構(gòu)使該處場(chǎng)強(qiáng)值提高，但對(duì)其它部分電場(chǎng)無(wú)明顯影響。
　　最后，通過(guò)COMSOL Multiphysics二次開(kāi)發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)了遺傳算法與有限元仿真分析的結(jié)合。調(diào)用Matlab遺傳算法工具箱對(duì)額定電壓等級(jí)為26kV的定子線棒防暈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化結(jié)果顯示:在3倍額定電壓的作用下，線棒端部最大場(chǎng)強(qiáng)僅為起暈場(chǎng)強(qiáng)的36.7％，防暈層最大損耗和防暈層末端對(duì)導(dǎo)體電位均控制在了合理范圍。
　　此