发电机定子线圈环流损耗计算
汽轮发电机转子护环涡流损耗的解析计算
Ke y wo r d s :t u r b i n e g e n e r a t o r ; r e t a i in n g in r g ; e d d y c u r r e n t l o s s
前言 月 l J 吾
电机 容 量 的增 大 ,转 子 护环 的损耗 也 可 以达 到 较 大 的
( 1 ) 定子的磁导率取为无限大; ( 2 ) 把 定 子 表 面 及 定 子 绕 组 看 成 没 有 厚 度 的 电 流
层:
值 ,由此引发的发热问题 已成为影 响发电机正常运行
的重 要 问题 之一 。
汽轮 发 电机转 子护环 涡流场是一个 复 杂的三 维 场 ,对此涡流场详细地研究 ,国内外还 比较少见。本 文针对国内生产的汽轮发 电机护环结构 ,从工程 实用 角度研究这个涡流场 ,求得计算护环上涡流损耗 的计
转子 ,以及转子与护环分界面上的边界条件 ,确定拉 普拉斯方程及泊松方程 中的常数项 ,以及护环上 的向
-÷
莆 A S ;・ , ( z ) . c o s ( z ) d z
量磁位 , F } 1 : 一 一 I
P O t
求得其上的涡流密度 然 后
,
以 = j 争 。 ‘ :
汽轮发电机转子护环涡流损耗是 由定子负序 电流
所 产 生 的磁 场在 护 环 中引起 的损耗 。 由于 汽轮 发 电机
2 一 基本1 基本假设和分界 段砹布 u 分界 回上阳边界杀1 面上的边界条件 午
在 分析 过 程 中取 下 列基本 假设 :
转子护环一般都是非磁性的,所以对容量不大 的汽轮 发 电机 而 言这 部 分 损耗 没有 引起 人 们 的重 视 。随 着发
1000MW水轮发电机定子股线环流损耗分析计算
中图分 类号 :M 32 T 1 文献标志码 :A 文章编号 :10 — 4 X(0 1 0 — 0 5 0 0 7 4 9 2 1 )7 0 6 — 6
Ca c l to nd a a y i n cr ul tn u r n o s s i he l u a i n a n l ss o i c a i g c r e tl s e n t sa o a t a s o 0 t t r b r sr nd f a 10 0M W y r - e e a o h d og n r tr
sao a r 100 ttr b r f 0 MW y r ・ e e ao t o rta s o ii n meh d r ac lt d a n lz d U- o h d o・ n r trwi f u r n p sto t o s we e c l u ae nd a a y e - g h sng la a e s c p i l o e ta t o . Th ac lto e u t nd c t h tt e ta p sto t o s i e k g us e tbe p tn ilme h d e c l u ain r s ls i ia e t a h r ns o iin meh d h v r a n u n e o srbu in o ic a i g c re o s s nd t o s sa e t e s l s e — a e g e ti f e c n diti t fc rultn u r ntls e ,a he ls e r h mal twh n U l o e sng0 ̄ 6 / i /3 0。 0。p o o e r n p sto t o rh d o g n r tபைடு நூலகம் c o n i g fr 1 3 r lng d ta s o iin meh d f y r — e e a o .a c u tn 5. % o 6 o o f3 0。 b r a ta p sto ic l tn c re t o s s,f lo d y e ce 3 0。 v i ba r n p sto rns o iin cr u ai g u r n l se ol we b d f int 6 i od r ta s o iin, o c pyn c u ig
车用电机定子铁芯损耗的分析与计算
车用电机定子铁芯损耗的分析与计算王淑旺;朱标龙;田旭;刘马林;江曼【摘要】定子铁芯损耗是车用永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的主要损耗之一,对其深入分析与计算,可为电机的效率提升和散热优化指明方向.文章运用Ansoft Maxwell软件对工作在25 kW、3 000 r/min和25 kW、7 200 r/min 2种工况下的电机进行了电磁场仿真,比较分析了与定子铁芯损耗关系密切的磁密变化.根据分析结果,提出了一种考虑旋转磁化、局部磁滞回线和谐波涡流的损耗计算模型,并用该模型计算了2种工况下的定子铁芯总损耗.对工作在相应工况下的电机进行试验,结果表明计算值与试验值相比误差均在8%之内.【期刊名称】《合肥工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(039)010【总页数】5页(P1311-1315)【关键词】永磁同步电机(PMSM);Ansoft Maxwell软件;定子铁芯损耗;磁密分析;损耗计算模型【作者】王淑旺;朱标龙;田旭;刘马林;江曼【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;安徽巨一自动化装备有限公司,安徽合肥230001;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TM351永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)广泛应用于电动汽车[1]驱动系统,效率及散热性能是电机的重要评价指标。
电机工作时,产生的复杂损耗不仅影响电机效率,也会导致电机温度升高。
为了准确评估电机效率和预测电机最大温升,需要对其损耗进行分析与计算。
车用电机定子铁芯损耗的计算一直是电机损耗研究的一个难点。
工作状态下PMSM的定子铁芯中同时存在交变和旋转2种磁化方式。
汽轮发电机进相运行时端部损耗的数值计算
电压 等级越 来 越高 , 输 电距离 的不 断延 伸 , 引起 输 电 线 路 电容 电流 的增 加 , 从 而增 大 了无 功功率 的供 给 。
过 去通 常采 用并 联 电抗 器或 利用 调相 机来 吸 收剩余 的无 功功率 。这不 仅 具 有 一 定 的局 限性 , 而且 增 加
部损 耗 , 提供 汽轮 发 电机 端 部 结 构设 计 和 电机 运 行
控制 的理 论依 据 。
1 进S n- r 况 的理 论分析
了设 备 的投 资 。将 发 电机作适 当的进 相运 行 以吸收
1 . 1 端部 磁场 与进 相深 度 的关 系
发 电机 进 相 运行 是 相对 于迟 相 运行 而 言 的 , 此 时定 子 电流超 前 于端 电压 , 发 电机 处 于欠 励 磁 运 行 状态 。发 电机 端部 漏磁 由定 子绕 组端部 漏磁 和转 子 绕组 端部漏 磁 合 成 。它 的大 小 除 与发 电机 的 型式 、
系统多余的无功功率 , 不需要额外增加设备投资, 只
要 改变 发 电机 的励 磁 运 行 工 况 即 可实 现 调 压 目的 ,
因此具 有很 大 的经 济效 益 。 目前 对 出厂 的发 电机都 要 求 有 一 定 的 进 相 能 力 。我 国 国标 G B / T 7 0 6 4 —
结构 、 材料等因素有关外 , 还与定子电流的大小及功
率 因数 的高 低 有 关 。 发 电机 端 部 漏 磁 通 如 图 1
所示 , 是 由定子 端部 漏磁 通 。 和 一部分 转 子端部 漏 磁 通 的合成 。保 持 电机 的容量 不变 , 即保 持定 子
电流 不变 时 , 为一 定值 。发 电机 由迟 相运 行 到 进 相时 , 定 子 端 部合 成 漏 磁 场 将 逐 渐增 大 , 并 随 着
大型水轮发电机定子绕组新型组合换位方法分析
大型水轮发电机定子绕组新型组合换位方法分析发表时间:2019-11-29T16:37:48.960Z 来源:《中国电业》2019年第12期下作者:赵志勇[导读] 水轮发电机定子绕组内部故障破坏力极强,会对发电机本身甚至电力系统的稳定运行造成严重影响。
摘要:水轮发电机定子绕组内部故障破坏力极强,会对发电机本身甚至电力系统的稳定运行造成严重影响。
因此水轮发电机组必须配置有效的主保护方案,以便及时检测出机组的内部故障。
通常要求发电机的主保护在故障后1个周波左右动作,此时电机的过渡过程还没有结束。
因此需要准确的计算水轮发电机定子绕组内部故障暂态过程。
关键词:大型水轮发电机定子绕组;组合换位方法;大型水轮发电机的定子线棒由许多股线排列而成,并在鼻端由并头套连接。
由于发电机定子股线在磁场中所处位置不同,股线间会形成电势差从而导致环流。
由此产生的环流会导致线棒的平均温度升高,降低发电机效率。
所以,为了减小环流损耗,改善温度分布不均匀问题必须采用定子线棒股线换位技术。
一、水轮发电机定子绕组有效性对于大型发电机定子绕组环流损耗计算,国内外学者做了大量研究。
目前对发电机定子线棒环流损耗的计算主要有解析法及解析数值结合法。
解析法是通过解析公式计算每根股线漏感电势进一步求取环流损耗,而解析数值结合法则通过数值法求得槽部及端部漏磁场,再由通过每根股线电流构成的电路方程求得环流损耗。
采用解析法对一台汽轮发电机定子线棒槽部股线设置一处及三处空换位段情况进行了理论分析,推导出了相应的解析表达式;采用解析法对机组定子线棒不完全换位进行了分析计算,并将计算结果与西安交通大学等计算结果进行了对比,证明了其准确性。
同样应用解析法分别对汽轮发电机及水轮发电机定子线棒环流损耗进行了分析计算。
解析法虽然计算方便且易于实现程序化,但其对电机的端部和槽部的漏磁分量有过多的忽略和假设,计算的局限性很大。
应用解析数值结合法对大型发电机定子线棒环流损耗进行了分析计算,其线棒端部均采用准三维模拟。
电机定子和转子 冷却油需求计算方法
电机定子和转子冷却油需求计算方法
电机定子和转子的冷却油需求计算方法可以按照以下步骤进行:
1. 确定电机的额定功率(单位:千瓦)和转速(单位:转每分钟)。
2. 根据电机的额定功率和转速,计算电机的功率损耗。
功率损耗可以通过以下公式计算:
功率损耗 = 额定功率 * (1 - 效率)
其中,效率是电机的额定效率(通常以百分比表示)。
3. 根据电机的功率损耗,计算定子和转子的热损耗。
定子和转子的热损耗可以通过以下公式计算:
定子热损耗 = 功率损耗 * 定子热损耗系数
转子热损耗 = 功率损耗 * 转子热损耗系数
其中,定子热损耗系数和转子热损耗系数可以根据电机的类
型和设计参数查表得到。
4. 根据定子和转子的热损耗,计算冷却油的需求量。
冷却油的需求量可以通过以下公式计算:
冷却油需求量 = (定子热损耗 + 转子热损耗)/ 冷却油的比
热容
其中,冷却油的比热容可以根据冷却油的种类和性质查表得到。
以上就是电机定子和转子冷却油需求计算的方法。
需要注意的是,实际冷却油需求可能还受到其他因素的影响,例如环境温
度、冷却系统的设计等,因此计算结果仅供参考,具体应根据实际情况进行调整。
发电机定子铁损试验参数计算方法讨论
发电机定子铁损试验参数计算方法讨论1.概述定子磁化试验是检验定子铁芯装配质量的重要手段,也是检验铁芯自身绝缘性能的重要工序,其基本方法是在定子铁芯上缠绕若干个励磁绕组,将交流电流通入绕组内,此电流在定子铁芯中产生磁场,同时产生涡流与磁滞损耗,使铁芯发热,测量铁芯总的有功损耗与温度,计算出单位重量铁芯损耗与温升,从而判别铁芯叠装的质量。
如果铁芯绝缘不好或铁芯装配质量不佳,当铁芯通过交变磁通时,涡流损失就会增加,造成局部过热,加速铁芯绝缘和线棒绝缘的老化,严重时将造成铁芯绝缘烧伤或线棒击穿事故。
大型水轮发电机定子在现场叠装后,定子铁芯必须进行磁化试验,通过测定温升及单位铁损的方法检查叠片质量,磁化试验为水电站重大电气试验项目之一,试验前后需进行较为复杂的数值计算,现在主要有两种方法,本文将以某电厂定子参数为例,对两种计算方法加以说明,并试着分析产生差异的原因,最后,也提出一种新方法供讨论。
根据国标规定以及厂家铁损试验守则,铁损试验采用0.8—1.0特拉斯的磁通密度,持续时间为90分钟。
试验合格标准:实测单位铁损不大于标准铁损的1.3倍,最高温升不超过25K,最大温差不超过15K。
某电厂发电机定子为工地组合方式,定子机座由4瓣组合焊接,铁片经叠装和紧压后进行铁损试验,定子铁芯采用DW270-50冷扎无取向的硅钢片,每片厚度为0.5mm,冲片表面涂有一定厚度的F级绝缘漆。
铁芯的有关参数如下:型号:SF100-14/5380额定容量:100MW/117.65MVA额定功率因数:0.85(滞后)额定电压:13.8kV额定电流:4922A额定转速:428.6r/min额定频率:50Hz励磁电压:193V励磁电流:1172A定子铁芯外径:D1=5.38(m)定子铁芯内径:D2=4.34(m)定子铁芯长度:L fe=1.90(m)定子铁芯齿高:h c=0.167(m)定子铁芯通风沟数量:n=52定子铁芯通风沟高度:b=0.006(m)定子铁片型号:DW270-50定子铁片厚度:0.5(mm)2.试验的有关计算:2.1 定子铁芯扼部截面S的计算2.1.1定子铁芯有效长度K—定子铁芯叠压系数,片间用绝缘漆时取0.93—0.95。
交流电机定子线棒环流损耗分析计算的比例边界有限元法
交流电机定子线棒环流损耗分析计算的比例边界有限元法交流电机定子线棒通常是由多根股线并绕而成,在槽内由于存在漏磁场,线棒中股线会感应出电动势,相应的在股线间会产生环流,从而出现股线温升不均匀等一系列问题,对线棒绝缘和电机使用寿命构成严重的威胁。
因此,能否准确计算定子线棒股线间环流及环流损耗对大型交流电机的设计至关重要。
比例边界有限元法(Scaled Boundary Finite Element Method,SBFEM)是一种新颖的偏微分方程求解方法,结合了有限元法和边界元法的优点,又有自身独有的特点。
根据给定的边界条件和控制方程,基于加权余量法,分别叙述了二维旋度磁场和三维旋度磁场比例边界有限元法离散格式的建立和求解过程。
采用SBFEM计算时,根据计算域内是否存在载流导体以及计算域的复杂程度,划分有源区域、无源区域以及各种复杂区域划分的子域,给出各种子域和有源无源区域子域的结合方法。
应用SBFEM求解电机磁场典型算例,将计算结果同有限元法(Finite Element Method,FEM)计算结果进行对比,证明了建立的比例边界有限元方程的正确性,为电机磁场的分析计算提供一种新的计算方法。
将二维和三维旋度磁场的SBFEM应用于股线环流及环流损耗的计算,给出了股线环流及环流损耗的计算方法。
分别求解二维不换位股线、三维不换位股线和三维换位股线的环流及环流损耗。
根据求解的类型,分别建立对应的数学模型,选择适当的单元网格离散,求解相应的股线环流及环流损耗。
将计算结果与FEM计算结果进行比较,证明了SBFEM 具有高效性和高精度的特点。
将SBFEM与FEM进行耦合,计算定子线棒股线的环流及环流损耗。
对有源区域与无源区域进行划分,分成有限元区域与比例边界有限元区域,得到各区域的子域方程,并在其交界上通过交界面条件进行求解。
将得到的结果与FEM和SBFEM数值模拟结果进行比较,证明了该方法的正确性,同时得出了该方法具有高效性和高精度的优点,为电机磁场的计算提供另一种新的方法。
电机定子铁心旋转损耗计算及损耗分布可视化测量
电机定子铁心旋转损耗计算及损耗分布可视化测量电机定子铁心通常是由无取向电工硅钢片叠压制成,由于电工硅钢片具有明显的各向异性,所以在电机实际工作中定子铁心不但被交变磁场磁化,也被旋转磁场磁化,并且由旋转磁场引起的铁心旋转损耗远远大于由交变磁场引起的交变损耗。
因此,准确计算和测量旋转磁化下电机定子铁心旋转损耗是研发高效电机的重要前提。
本文在电工钢片二维旋转磁特性测量的基础上研究了传统Bertotti损耗三项式模型和斯坦梅兹方程计算铁耗的方法,提出了考虑椭圆形旋转磁化的Bertotti损耗三项式模型和斯坦梅兹方程,并对实验室现有的铁心局部损耗测量装置进行了改进,提高了测量精度。
运用改进后的局部损耗测量装置对一台感应电机定子铁心模型的局部损耗进行了实验测试,验证了两种改进模型的有效性,为进一步开展电机降耗措施研究和高效电机研发等工作奠定了理论和实验基础。
本文主要完成了以下工作:首先,在运用二维旋转磁特性测量系统对无取向电工钢片损耗测量的基础上,对经典的Bertotti损耗三项式模型以及传统的斯坦梅兹方程计算铁耗的方法进行了分析,讨论了这两种传统损耗模型在计算铁心旋转损耗时存在的误差以及产生误差的原因,提出了通过引入随旋转磁化椭圆角度和轴比而变化的系数来提高两种传统损耗模型计算精度的方法,并推导了模型参数的计算方法,进而提出了两种改进模型。
其次,对实验室现有铁心局部损耗测量系统进行了改进,为了提高局部损耗测量准确性,采用一个高精度的霍尔元件代替系统中原有的双H线圈,使原有的B-H矢量传感器探头的体积有了明显减小,更便于铁心局部损耗的测量。
然后,为了验证本文提出的两种损耗改进模型的有效性,制作了一台三相感应电机模型,搭建了三相感应电机局部损耗测量硬件系统,并运用虚拟仪器以及LabVIEW编程技术编写了局部损耗测量的软件程序,实现电机定子铁心旋转损耗分布可视化测量。
最后,在对三相感应电机铁心局部损耗测量的基础上,在定子上选取了若干特征点,将实际测量值与传统模型和改进模型的计算值进行对比分析,验证了改进模型能更为有效地计算旋转磁化损耗。
大型全空冷水轮发电机定子线棒损耗和温度场综合计算
大型全空冷水轮发电机定子线棒损耗和温度场综合计算摘要:随着现阶段经济技术的不断增加,水电机组单机容量也会越来越大,因此发电机的安全稳定运行显得越来越重要。
在发电设备运行当中,设备的绝缘性能可以说对设备的使用情况有着相当重要的作用,并且绝缘的损耗现象也可以充分的对介质的损耗情况做出判断。
在本文当中首先对发电机的通风冷却进行了研究;其次对发电机定子线棒损耗和温度场进行了综合的计算。
关键词:水轮发电机;定子线棒损耗;温度场在我国的开发利用水资源的过程当中,水轮发电机是重要的电气设备。
随着现阶段的水轮发电机的容量在不断的增加,从而水轮发电机的体积也在得到不断的增加,因此在机组的安全可靠性方面也得到了充分的提升。
因此就需要对水轮发电机在运行当中出现的耗损现象进行分析,从而根据实际情况,来保证系统运行当中所产生的冷风风量保证足够的供应,从而使冷却效果得到保证,并且最大限度的减少通风损耗,最终实现大型水轮发电机的安全可靠运行。
一、发电机的通风冷却在我国现阶段的大型水发电机当中,主要是根据其自身的结构特点,来实现系统的分类,其中可以分为全空冷、半水冷(定子绕组水内冷,转子绕组和定子铁心空冷)、双水内冷(定、转子绕组水冷)、全水内冷(定、转子绕组和定子铁心水冷)和蒸发冷却(定子绕组自循环蒸发冷却,转子绕组和定子铁心空冷)等方式。
全空气冷却方式主要将空气作为冷却介质来实现,系统当中对定、转子绕组和铁心表面进行冷却,在这个过程当中由于其成熟的技术特点,被得到了广泛的应用。
在我国的全空冷主要应用当中,集中体现在我国的三峡电站,其中的右岸电站 26#全空冷 700MW 巨型水轮发电机于 2007 年 7 月成功并网发电。
在进行水轮发电机的制造和设计中,需要重点对通风装置的制造精度、验证计算值与实测值的符合性及更完美的空气密封结构等多方面进行考虑。
在进行实验的时候需要利用通风模型试验的方式来对水轮发电机通风系统的特点和流体的流动状态进行研究,在对水轮发电机运行当中出现的问题进行不断的改进。
20120714电源网-变压器线圈损耗计算介绍
(一)线圈电流有效值的计算
(1)梯形波电流有效值计算 (2)断续三角波电流有效值计算 (3)连续三角波电流有效值计算
(1)梯形波电流有效值计算 开关电源中最常见的电流波形是梯形波 推挽变压器的初级电流 正激变压器的初级和次级电流 电感电流连续模式单端反激变压器初级电流
表达式 直流分量
∆I ∆I i = Ia − + t (0 < t < Ton ) 2 Ton
热是绝缘材料老化的主要因素。材料在热 作用下能工作的时间称为寿命。从寿命角 度规定材料的极限工作温度,国际电工协 会IEC规定绝缘材料7 个耐温等级。
8度率
温度每增加8度,寿命减半。(A、E、B) H级温度每增加12度,寿命减半。
热寿命
t = Ne
b T
绝对温度
N,b为材料性质的常数与 材料的绝缘等级有关。
Q = 1.375
FR ≈ 2.3
交错绕可以减 少交流电阻。
p=2
(d)采用利兹线 选用面积为0.18mm2的利兹线,100股,相当于 10×10层,可以计算出
0.83 × d d / d ' 0.83 × 0.18 × 0.18 / 0.22 Q= = = 0.51 ∆ 0.255
p=10查dowell曲线
【例题】 如图示,变压器初级线圈电流中值
I1a = 20A
D = 0.5
f =90kHz
磁芯窗口宽度
w = 24mm
电流密度
j = 4A/mm
2
选择导线尺寸
平均电流 总有效值
I dc = DI1a = 0.5 × 20 = 10A
I = DI1a = 0.5 × 20 = 14A
2 2 2 2 I = I − I = × − = 10A 0.5 20 10 交流分量有效值 ac dc
大型发电机定子线圈带水测量介损方法
收稿日期:2009-03-20;修回日期:2009-09-04作者简介:张建忠(1963—),男,河北鹿泉人,高级工程师,从事电机试验研究工作。
E -mail:hbdyyzjz@电机老化鉴定的相关要求,对于介损的测量应该在发电机的额定电压下进行。
而目前的高压介损电桥最大输出电压不超过10kV ,输出电流一般不大于200mA ,发电机对地电容的特殊性使得线圈介损测量不能使用介损电桥的正接线方法。
另外,大型水内冷发电机定子线圈中带水,测量的介质损耗中含有水的损耗,因此对介损测量的结果有很大影响。
实现大容量发电机定子线圈带水测量介损,可以作为确定线圈是否老化的重要依据,通过综合因素决定是否更换线圈,达到使机组能够安全、稳定运行目的,避免机组乃至电网的重大事故发生,具有较好的经济效益和社会效益。
1发电机定子线圈介损测量原理在交流电压作用下,发电机线圈绝缘的等值电路由通过容性回路C X 的电容电流分量I CX 及通过电阻回路R X 的有功电流分量I RX 。
通常,I CX 远远大于I RX ,介质损失角δ较小。
介质中的功率损耗:P =UI RX =UI CX tan δ=U 2ωC X tan δ(1)U C 代表气隙开始放电时的外加电压,从tan δ增加的陡度可反映出老化的程度。
但对于电压超过10kV 的发电机来说,电桥电压(2500~10000V )常远低于发电机的工作电压,因此tan δ测量难以反映出工作电压下绝缘内部的局部放电性缺陷。
2大型水内冷发电机定子线圈介损测量2.1线圈测量介损难点及改进方法(1)由于大型发电机对地电容较大,通常在0.20μF以上,且发电机出线额定电压比电桥输出电压值高许多,受电桥本身的升压设备容量所限,其对发电机施加的电压只能加到3kV 左右。
要解决此问题,一是提高电桥的输出电压和容量,使用反接线的方法测量,此方法将使电桥进行全面的绝缘升级,并提高标准电容器的电压,使测量设备变得极其庞大,对现图1tan δ~U 变化曲线Fig.1The curve of tan δ~U第42卷中国电力发电技术图2大型发电机定子线圈介损测量原理Fig.2Measurement principle of dielectric loss for statorwinding of large generator场而言是不现实的;二是借助发电机的耐压设备使用外部加压的方法,从而实现对发电机在额定电压下的介损测量。
【word】 600MW发电机定子铁心损耗现场试验方法
600MW发电机定子铁心损耗现场试验方法600MW发电机定子铁心损耗现场试验方法章岩,李晓霞,兰利红,郭磊(陕西电力科学研究院,陕西西安710054)O引言发电机定子铁心由硅钢片叠合组装而成.叠片间存在短路故障时会导致运行中出现危险的局部过热.过热点的扩展会导致绕组绝缘损坏或铁心烧损等.对于大型发电机而言.铁心过热故障所带来的影响非常严重.因此.在发电机交接试验,局部或全部更换定子绕组前后以及在发现定子铁心有损伤等缺陷时,必须对定子进行铁心损耗试验Il1.1发电机定子铁心损耗试验方法目前发电机定子铁心损耗试验的方法有两种:一种是传统的大功率电源励磁试验方法.要求励磁电源能够提供一定的磁通量.通过红外热成像技术测量定子膛内表面的温度来确定故障热点位置.另一种是ELCID试验方法ELCID试验的原理是通过给定子铁心上的一个附加励磁线圈施加很小的励磁电流.使得在铁心内沿周向产生4%的额定磁通密度.当铁心轴向的叠片之间发生短路故障并与周向磁通形成一个闭合回路时,故障区会感应出很小的故障电流.用磁位计测量该故障电流所产生的磁位差.即可以实现对故障点的定位和对故障程度的判定.传统的大功率电源励磁试验方法可以提供一定的磁通量.配合红外成像仪能直观地发现整体及局部的故障点,并且《电气设备预防性试验规程》DI/11 596—1996对该试验方法的判断标准有明确的规定.本文利用现有设备.采用此方法对一台600MW发电机进行了现场定子铁心损耗试验.2发电机定子铁心现场试验实例2.1发电机参数试验发电机的额定容量为667MV?A;额定功率为600MW:额定电压为20kV:额定电流为19245A;额定功率因数为0.9;转速为3000r/rain.2_2理论计算定子铁心长Z为6300ITIIII;通风沟数n为96;通风沟长22为6ITIIII;定子铁心外径Dl为2674ITIITI;定子铁心内径D2为1223ram;定子齿高h】为156.5ITIITI.根据以上数据进行计算,定子铁心有效截面积S=kLh=2.841ITI(其中取0.94).若取试验磁通密度B=I.0T,励磁线圈l=l,则励磁线圈外施电压U=4.44.BS=630.7V在B=I.0T时,取H=1.2A/era,贝0励磁线圈电流I=3.14D0/=950A由于铁心叠片的磁化曲线未知.励磁线圈电流计算值仅供参考.2.3试验接线,试验设备参数及试验仪表2.3.1试验接线试验励磁电源由发电机定子铁损试验专用变压器闹压器供给.试验接线如图1所示.收稿日期:2007—11-20作者简介:章岩(1963~),男,浙江杭州人,从事发电机,变压器电气试验研究工作.研究与分析图1试验接线圈2.3.2试验设备参数试验设备参数:变压器为750kV?A/10kV/6kV:单相输出电压为400V:感应调压器750kV?A/400V:单相输出电压为0~750V;单相输出电流最高为1000A.2.3.3试验仪表试验仪表为:2只0~150V电压表.1只0~5A电流表:1只2000A/5A电流互感器:1只750V/150V 电压互感器;一只低功率因数瓦特表.测量线圈:取l匝.2,4试验方法试验开始前.先检查调压器零位及调压器风机转向,调压方向是否正确,确认试验接线正确无误后开始试验.试验步骤为:先用红外热成像仪记录铁心原始温度,然后合上电源,由零起缓慢升压,同时注意各表计变化情况;如各表计显示正常,继续升压,逐步增加励磁磁通密度.直至U2=675V,记录各表计读数.此时按B=45U/S核算,铁心的试验磁通密度为1.07T.在此磁密下,试验持续120rain.试验过程中用红外热像仪连续监测定子铁心表面温度,每隔15min记录一次温度和各表计读数.在整个试验过程中,各表计指示稳定正常.3试验结果3.1电气试验结果电气表计读数结果见表1.表1电气数据3.2红外仪测试结果试验持续120min,在试验持续的过程中,定子铁心发热均匀,没有出现过热点.红外仪测试的铁心温度见表2.试验过程中定子铁心的红外热成像图见图2.从表2可看出铁损试验最高温升及最大温差均在合格范围内,铁损试验合格.表2定子铁心温度时间上部齿下部齿边段铁心最高温最大温/min温,℃温,℃齿温,℃升,I(差,I(151614.6153O16.515186O1815.519902019.220.71O52O.519.52112O21-22O21.88.21.8注:试验的环境温度为13;铁心原始温度为上部15℃,下部13.6℃. 4结论(b)图2定子铁心红外热成像图(1)利用现有的试验设备,在运行现场对600MW发电机进行定子铁心损耗试验,磁通量可以达到1.07T,完全满足《电气设备预防性试验规程))DtJT596—1996试验磁通量为1.0T的要求.(2)试验过程中采用零起升压的方法,被试设备的安全能得到可靠保证.(3)传统的大功率电源励磁试验方法可以提供一定的磁通量,配合红外成像仪能直观地发现整体及局部的故障点.(4)大功率电源励磁试验方法的缺点是试验设备比较笨重,试验电源容量要求较大.参考文献[1]DDT596-1996,电气设备预防性试验规程[s].(责任编辑韩小宁)卫∞弋了》I,,n~nResearchonFieldTestMethodforStatorCoreLossof600MWGeneratorZHANGYan,LIXiao—xia,LANLi—hong,GU0Lei (Shaanxi ElectricPowerResearchInstitute,Xi’an710054,China)Abstract:Statorcoreofgeneratoristhekeypartofthegenerator.Alongwithlarge capacityunitincreasesinquantity,statorcore faultphenomenaaremoreandmore,itneedstoealTyoutthefieldtesttofindthelo cationoffault.Theequipmentselection,test wiringandtestmethodduringthefieldtestforstatorcorelossof600MWgenerat orareexpoundedindetail,thiscanprovidemuch usefulexperiencetothefieldtestforstatorcoreloss.Keywords:generator;stator;coreloss南方大雪再提特高压输电关于特高压电网建设的激烈争议在一场席卷中国南方的雪灾与冰冻之后出现转折,现在,辩论的”正方”无疑获得了有利于自己的论据.此时此刻,一场涉及标准重置的”电网重建”工作已经启动.国家电网专家组已经编制完成电网灾后重建的规划方案,并已上报国务院.这其中,不仅包括电网建设标准的重置,争议良久悬而未决的特高压输电也再次被国家电网公司重新提出.“这次雪灾也为未来我国电网建设敲响警钟.”国家电网特高压部副主任刘泽洪表示,”从2003年至2007年电网和电源累计投资情况看,我国电网与电源的投资比重约为33:67,而世界主要发达国家约为60:40,我国电网投资滞后于电源投资.一是电网的盈利性不好;二是以往的电网建设是以地区为范围,规模较小.”国家电网专家组也认为这次大面积停电事故已经体现出部分地区500kV电网出现输送能力不足,输电走廊紧缺等问题,说明仅靠现有500kV超高压输电技术进行电网建设,已无法满足未来国民经济持续快速发展和人民生活对电力增长的需要.“发展特高压电网,是促进中国电力工业可持续发展的必然选择.”杨建平在建议中称,他的职务是国家电网北京电力建设研究院的总工程师,他的观点与建议向来对国家电网颇具影响力,对于特高压电网,杨建平寄予厚望.2008年又是特高压交流试验示范工程建设最关键的一年.据悉,目前国家电网正在推进四川锦屏到江苏的特高压直流输电工程前期工作,将结合金沙江后续水电项目开发及雅砻江锦屏电站群的开发,继续承担”西电东送”的任务,将电力直接输送到东部用电大省江苏省.这是继2006年6月1000kV晋东南一南阳—荆门特高压交流试验示范工程开工后,国家电网在推进特高压战略方面的又一大动作.这些线路气象条件的重现期将按100年一遇设计.刘泽洪表示,特高压可以直接把西南的水电送到东部地区,有助于缓解煤炭紧缺所造成的交通压力及对东部环境造成的压力,对于中国乃至世界今后电网技术发展和电网建设将是一次有意义的尝试.(信息来源:中国电力信息网)。
大型同步调相机定子压圈涡流损耗计算及降损方法
大型同步调相机定子压圈涡流损耗计算及降损方法朱二夯; 黄浩; 边旭; 梁艳萍【期刊名称】《《电机与控制学报》》【年(卷),期】2019(023)010【总页数】8页(P33-40)【关键词】同步调相机; 压圈; 铜屏蔽; 数值模拟; 涡流损耗【作者】朱二夯; 黄浩; 边旭; 梁艳萍【作者单位】哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080; 哈尔滨电机厂有限责任公司哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TM3420 引言为了应对高压直流输电和新能源接入电网带来的无功调节问题,同步调相机再一次被重视起来[1]。
大型同步调相机中的压圈能够很好的压紧定子铁心,防止定子铁心因松动引起片间绝缘损坏[2-4]。
大型同步调相机容量大,端部漏磁场强,压圈中存在很大的涡流和涡流损耗,容易引起压圈局部过热并导致故障产生。
因此,准确计算压圈涡流损耗和减小压圈涡流损耗方法尤为重要。
由于大型电机端部结构的复杂性和重要性,端部磁场、涡流损耗和减小端部结构件涡流损耗的方法一直是国内外研究的热点。
文献[5]采用2维有限元法计算了水轮发电机端部磁场。
文献[6]采用准三维有限元法计算了汽轮发电机端部结构件的涡流损耗。
采用2维或准3维的计算方法不能准确反映真实的3维实体模型。
文献[7]采用三维有限元法求解了端盖和机壳的涡流损耗,提出了一种三维有限元网格剖分方法,但并未考虑定子压圈和铜屏蔽等结构件的涡流损耗。
文献[8]采用三维有限元法分析了大型充水式潜水电机端部压圈涡流损耗分布和压圈结构参数变化对涡流损耗的影响,讨论了端部结构件参数变化对涡流损耗的影响,也未考虑转子护环等结构件的涡流损耗。
文献[9]采用二维和三维有限元混合方式计算了永磁同步电机永磁体的涡流损耗,分析了网格密度对计算结果的影响。
文献[10]采用有限元法计算了大型电机压板的磁通密度和涡流损耗密度,并分析了大型电机模型仿真计算准确性的影响因素。
文献[11]采用三维有限元法分析了大型水轮电机定子端部结构件涡流损耗,并通过对压板结构进行径向切割来减小总压板的涡流损耗。
汽轮发电机转子护环涡流损耗的解析计算
汽轮发电机转子护环涡流损耗的解析计算刘丹;张树波;刘庆河【摘要】The eddy current distribution and eddy current loss of turbine generator retaining ring are analysed by analytical method in this paper. The common formula to calculate the eddy current loss is obtained.%本文用解析法分析了汽轮发电机转子护环涡流分布及其涡流损耗,得出了计算汽轮发电机转子护环涡流损耗的一般公式。
【期刊名称】《大电机技术》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】3页(P41-43)【关键词】汽轮发电机;转子护环;涡流损耗【作者】刘丹;张树波;刘庆河【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040;哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040;哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】TM311前言汽轮发电机转子护环涡流损耗是由定子负序电流所产生的磁场在护环中引起的损耗。
由于汽轮发电机转子护环一般都是非磁性的,所以对容量不大的汽轮发电机而言这部分损耗没有引起人们的重视。
随着发电机容量的增大,转子护环的损耗也可以达到较大的值,由此引发的发热问题已成为影响发电机正常运行的重要问题之一。
汽轮发电机转子护环涡流场是一个复杂的三维场,对此涡流场详细地研究,国内外还比较少见。
本文针对国内生产的汽轮发电机护环结构,从工程实用角度研究这个涡流场,求得计算护环上涡流损耗的计算公式,以供设计人员在设计汽轮发电机转子端部时作为参考。
1 分析方法用向量磁位A→ 作为讨论涡流损耗的参量。
A→在定-转子气隙中满足拉普拉斯方程,在转子(包括护环)上满足泊松方程。
给出定子表面上的边界条件,由定、转子,以及转子与护环分界面上的边界条件,确定拉普拉斯方程及泊松方程中的常数项,以及护环上的向量磁位,由求得其上的涡流密度,然后求得涡流损耗密度,最后求得整个护环上总的涡流损耗。
发电机运行中的损耗主要有哪些-
发电机运行中的损耗主要有哪些?
答:发电机的损耗大致可分为五大类,即定子铜损、铁损、励磁损耗、电气附加损耗、机械损耗。
发电机运行中,所有的损耗几乎都以发热的形式表现出来。
(1)定子铜损即定子电流流过定子绕组所产生的所有损耗。
(2)铁损即发电机磁通在铁芯内产生的损耗,主要是主磁通在定子铁芯内产生的磁滞损耗和涡流损耗,还包括附加损耗。
(3)励磁损耗即转子回路所产生的损耗,主要是励磁电流在励磁回路中产生的铜损。
(4)电气附加损耗则比较复杂,主要有端部漏磁通在其附近铁质构件中产生的损耗、各种谐波磁通产生的损耗、齿谐波和高次谐波在转子表层产生的铁损等。
(5)机械损耗主要包括通风损耗、轴承摩擦损耗等。
新型多星形移相变极电机中定子绕组附加环流损耗的计算方法
新型多星形移相变极电机中定子绕组附加环流损耗的计算方法郑军;李伟力;曹君慈
【期刊名称】《防爆电机》
【年(卷),期】2005(040)001
【摘要】主要提出了新型多星型移相变极电机定子绕组附加环流损耗的实用计算方法,分析了定子绕组支路不平衡时支路电流的分布情况,计算了样机定子绕组附加环流损耗,并与实验结果相比,证明计算方法的正确性.同时研究了负载及支路不平衡度大小对定子绕组附加环流损耗的影响,得到有益的结论.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】郑军;李伟力;曹君慈
【作者单位】哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨,150040;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TM359.3
【相关文献】
1.从性能试验测试数据分析汽轮发电机定子绕组附加损耗及总风量 [J], 王作民
2.汽轮发电机定子绕组附加损耗有限元计算研究 [J], 咸哲龙;梁旭彪
3.多星形移相变极绕组在变极蓄能电机上的应用 [J], 黄士鹏
4.感应牵引电机定子绕组涡流附加损耗分析 [J], 李祥成;王迎春;王德国;刘永强
5.带整流负载时六相双丫移30°绕组同步发电机电枢磁势和转子表面附加损耗的分析 [J], 廖民
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
为抑制环流和 由它生成的损耗, 汽轮发电机
槽 内广 泛 采 用3 6 0 吸 以上 的罗贝尔 换 位 法 , 使 各
股线相对平均地在槽 部处的轴向长度中, 处于相
同的磁位 。 这样 , 除端部影响外 , 各股线 由于 自
感和互感所感应的电动势基本相 同, 便减少了环 流损耗 。 然而, 由于各股 线中端 部自感和互感磁
r i s e o f t h e s t a t o r b a r s a n d i n s u l a t i n g ma t e r i a l s . T a k i n g t h e
1 0 0 0 MW wa t e r - h y d r o g e n — h y d r o g e n g e n e r a t o r b y S h a n g h a i
o f t h e t u r b i n e g e n e r a t o r wa s c o n d u c t e d b y me a n s o f t h e
场感应的电动势没有被平衡, 线 棒各股线间仍存
在较大的环流。 大型 汽轮发 电机的换位方 式已经 从3 6 0 。 换 位发 展 ̄ 1 5 4 0 。 换位或端 部9 0 。 和1 8 0 。 换位 , 多数
l o s s , p r o v i d i n g t h e a n a l y s i s me t h o d a n d t h e o r e t i c a l b a s i s f o r t h e o p t i ma l d e s i g n i n t h e i f e l d o f s t a t o r b a r t r a n s p o s i t i o n . Ke y wo r ds :t r a n s p o s i t i o n c i r c u l a t i n g c u r r e n t l o s s l e a k a g e i f e l d s EM F me t h o d
a n a l y t i c a l me t h o d t o in f d o u t he t r e l a t i o n s hi p be t we e n he t s t a t o r c o i l ’ S Ro e b e l t r a n s p o s i t i o n a n d c i r c u l a t i n g c u r r e n t
Z H A0 W e i W E I Y a n f e i
S h a n g h a i El e c t r i c P o we r Ge n e r a t i o n E q u i p me n t Co . , Lt d . Ge n e r a t o r Pl a n t
鼻端并联的接头短接后, 在各股 线间所产生的环
流, 这子线棒 的换位
漏感 电势 法
关键 词: 换位
环 流损耗
中图分类号 : TM3 0 2 文献标识码 : A DOI 编码 : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n l 0 0 6 - 2 8 0 7 . 2 0 1 7 . 0 1 . 0 0 1
摘 要 : 大型 汽轮 发 电机 定子端 部 绕组 的较 强漏磁
是 因线 棒 中的各股 线在 定子槽 内和端部所处 的 位置和磁密不 同, 所感应 的电动势也不 同, 通过
场会 引起定 子绕 组股 线 间的附加 环流损 耗 , 导致 线棒及
绝 缘温度 的升高。以上 海发 电机 厂1 0 0 0 Mw级 水氢氢发 电机 为研 究对 象 , 采 用解 析 法对 汽轮发 电机定 子线 圈各 部 分的 电磁 参 数进 行求解 , 找到定 子线棒 罗贝尔换 位方 式 与环流 损耗之 间 的关 系 , 为 线棒 换位 的优化设 计提供 分析方 法和 理论依据 。
Abs t r a c t :Th e s t r o n g l e a k a g e ma gn e t i c f i e l d i n t h e s t a t o r e n d wi n d i n g o f t h e l a r g e t u r b i n e g e n e r a t o r b r o u g h t u p wi t h t h e a d d i t i o n a l c i r c ul a t i n g c u r r e n t l o s s b e t we e n t h e s t a t o r wi n d i n g s s t r a n d s , r e s u l t i n g i n h i g h t e mp e r a t u r e
理论与设计
发 电机 定子 线 圈环流 损 耗计算
赵 伟 魏 燕 飞
上海 电气电站设备有 限公司发 电机厂 ( 2 0 0 2 4 0 )
Ca l c ul a t i o n o n t he Ci r c ul a t i n g Cur r e n t Lo s s i n St a t o r Co i l o f t h e Ge ne r a t o r
Ge n e r a t o r P l a n t a s r e s e a r c h s u b j e c t , d e r i v a t i o n o f t h e e l e c -
t r o ma g n e t i c p a r a me t e r s o f e a c h p a r t o f t h e s t a t o r wi n d i n g s