汽輪發(fā)電機(jī)定子的溫度模型及其在狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)定子三維溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型、定子端部溫度的數(shù)學(xué)模型以及溫度模型在狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析和研究。完成的主要工作和取得的主要成果如下：1.建立了適用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的水氫氫汽輪發(fā)電機(jī)定子三維溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。該模型解決了對(duì)流散熱邊界中冷卻流體溫度的確定方法，將定子鐵心和繞組的溫度與冷卻流體的溫度計(jì)算相耦合。研究了定子三維溫度場(chǎng)的數(shù)值求解方法。該方法根據(jù)熱平衡原理對(duì)定子溫度場(chǎng)模型進(jìn)行離散化處理，形成非線性方程組，利用迭代法聯(lián)立

2、求解關(guān)于固體溫度與流體溫度的方程組。采用該溫度場(chǎng)模型可以分析計(jì)算汽輪發(fā)電機(jī)在正常以及故障等各種運(yùn)行狀態(tài)下定子的三維溫度場(chǎng)，為狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。 2.提出了汽輪發(fā)電機(jī)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行以及負(fù)荷變化時(shí)定子鐵心、繞組以及定子線棒出水口溫度標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法。該方法根據(jù)任何一種負(fù)荷狀態(tài)下汽輪發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)定子三維溫度場(chǎng)的分析計(jì)算結(jié)果，同時(shí)確定電機(jī)定子各個(gè)部位的溫度標(biāo)準(zhǔn)值。提出了針對(duì)定子線棒溫度和冷卻水溫度監(jiān)測(cè)的多單元回路法和簡(jiǎn)單單元法，不僅滿足

3、了精度要求，而且大大節(jié)約了計(jì)算時(shí)間。 3.研究了汽輪發(fā)電機(jī)定子線棒冷卻水路堵塞時(shí)定子鐵心、繞組以及冷卻水的溫度分布及其特征。研究結(jié)果表明：負(fù)荷的大小以及定子線棒中空心股線堵塞的數(shù)目和位置直接影響到定子線棒中冷卻水的水質(zhì)、定子線棒出水口的溫度以及定子槽檢溫計(jì)的溫度；空心股線堵塞的數(shù)目越多、位置越集中，相應(yīng)定子線棒出水口的溫度以及定子槽檢溫計(jì)的溫度上升越多。在此基礎(chǔ)上，提出了發(fā)電機(jī)定子線棒發(fā)生水路堵塞時(shí)的診斷方法。該方法通過(guò)分析定子

4、線棒出水口溫度以及定子槽檢溫計(jì)溫度的變化特點(diǎn)，判斷定子線棒堵塞的位置以及嚴(yán)重程度。 4.建立了汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心端部定點(diǎn)溫度的數(shù)學(xué)模型。該模型描述了定子鐵心端部溫度與電機(jī)各運(yùn)行狀態(tài)參量(有功功率、無(wú)功功率、電樞端電壓、端部冷卻介質(zhì)的壓力和流量)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。研究了利用電機(jī)各運(yùn)行狀態(tài)參量確定溫度模型中各個(gè)參數(shù)的方法。推導(dǎo)了一種新型的定子鐵心端部溫升限制曲線，以指導(dǎo)發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行。 5.研制了汽輪發(fā)電機(jī)定子三維溫度場(chǎng)的計(jì)