貫流式水輪發(fā)電機阻尼系統(tǒng)電磁場計算與斷條故障機理分析.pdf

1、貫流式水輪發(fā)電機是一種開發(fā)利用低水頭、大流量水力資源和潮汐能源的良好機型，有著廣闊的市場和發(fā)展前景。隨著投運的燈泡貫流式水輪發(fā)電機組數(shù)量的增多，單機容量的不斷增大，發(fā)電機設備相繼發(fā)生過不少事故，如定子變形、定子鐵心松動、定子繞組接地、阻尼繞組斷裂、定轉(zhuǎn)子相擦、定子繞組溫度過高等。其中阻尼繞組斷裂事故相繼在3臺國外引進的大型機組中發(fā)生，而且具有許多相同或類似的故障特征，這在其它的水輪發(fā)電機中是少見的，值得認真的研究和關注。 為了深

2、入研究貫流式水輪發(fā)電機并解決其阻尼系統(tǒng)發(fā)生的故障，本文收集整理了3個電站貫流式水輪發(fā)電機磁極典型斷條故障資料。根據(jù)電機電磁場理論，采用有限元法對貫流式水輪發(fā)電機瞬變電磁場進行了場．路耦合計算；分析了不同工況、不同結(jié)構(gòu)等因素對阻尼繞組磁場、電流、電磁力和損耗的影響。 在此基礎上，本文重點分析了貫流式水輪發(fā)電機齒諧波電勢及其削弱方法，對定子斜槽進行了三維電磁場計算，包括建立三維定子斜槽模型、進行場．路耦合仿真計算。此外，還對阻尼條偏

3、心、不對稱極靴的特殊磁極結(jié)構(gòu)等幾個方案進行了計算和對比分析。 最后，本文緊密結(jié)合典型故障現(xiàn)象和電磁場分析計算結(jié)果，從阻尼系統(tǒng)設計、氣隙設計、斜槽設計、阻尼系統(tǒng)損耗和電磁振動分析等方面，綜合研究了阻尼條斷條故障的原因與機理，并提出了相應的解決辦法。 研究表明，貫流式水輪發(fā)電機阻尼系統(tǒng)的典型故障原因主要是設計不合理造成的，通過優(yōu)化設計可以有效防止和避免，定子斜槽和特殊磁極設計是削弱諧波的有效途徑。本文的研究結(jié)果可以用來指導貫