Powerformer電磁設(shè)計(jì)及參數(shù)的有限元計(jì)算.pdf

1、Powerformer是一種新型的高壓發(fā)電機(jī)，采用高壓交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜作為定子繞組，定子繞組的截面為圓形，導(dǎo)體周圍產(chǎn)生均勻電場分布，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓達(dá)到電網(wǎng)電壓水平。因此，不需要升壓變壓器而直接和輸配電網(wǎng)相連，這給電廠帶來很多好處，如提高了電廠的穩(wěn)定性、效率等。Powerformer作為一種新型能量轉(zhuǎn)換裝置，其定子結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)電機(jī)有本質(zhì)的不同，同時(shí)高壓電纜的機(jī)械和電氣特性也將影響Powerformer的性能，因而采用傳統(tǒng)電機(jī)的

2、設(shè)計(jì)方法很難準(zhǔn)確的進(jìn)行電磁設(shè)計(jì)。 首先介紹了Powerformer的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和發(fā)展概況，以及國內(nèi)高壓電纜的現(xiàn)狀。根據(jù)電纜的特性和外形尺寸，確定了Powerformer定子主要尺寸以及槽形的設(shè)計(jì)方法。即根據(jù)電纜的彎曲半徑計(jì)算電機(jī)的定子內(nèi)徑，由電纜的外徑確定電機(jī)的定子槽形，在此基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)了一臺容量2550kW，額定電壓35kV的Powerformer。 其次，利用有限元軟件ANSYS，計(jì)算Powerformer的端

3、部漏抗和槽漏抗，詳細(xì)介紹了端部漏抗的建模和求解過程。計(jì)算槽漏抗時(shí)，對三種槽形分別進(jìn)行討論，確定了根據(jù)圓形槽和矩形槽漏抗的解析解計(jì)算半圓形槽漏抗的方法。 最后，詳細(xì)地介紹了有限元法計(jì)算Powerformer電抗參數(shù)的原理，包括二維穩(wěn)態(tài)電抗、瞬態(tài)電抗和超瞬態(tài)電抗的求解。并介紹了Powerformer二維數(shù)學(xué)模型的建立，以及利用ANSYS計(jì)算穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)和超瞬態(tài)參數(shù)。并將有限元法得到的Powerformer電磁參數(shù)跟設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行比較，確