大型汽輪發(fā)電機定子端部繞組電磁力的解析計算.pdf

1、隨著汽輪發(fā)電機單機容量的迅速增加，定子端部繞組所受電磁力亦急劇增大。汽輪發(fā)電機在運行時，端部繞組所受的電磁力將引起繞組的振動及絕緣的磨損，嚴重時會使線圈短路，導(dǎo)致絕緣出現(xiàn)裂紋、端部線圈變形斷裂及端部固定件損壞等事故，帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此，通過分析、計算汽輪發(fā)電機定子端部繞組電磁力的分布規(guī)律，以及受力性質(zhì)，可提出改進的優(yōu)化設(shè)計方案，提高電機運行的可靠性，減少事故的發(fā)生。 以上海汽輪發(fā)電機有限公司生產(chǎn)的某600MW大型汽輪發(fā)電機

2、為研究對象，本文開展了大型汽輪發(fā)電機定子端部繞組電磁力的解析研究。研究內(nèi)容概括為以下三個部分。 1．在直角坐標系下，以定子端面為對稱面，利用鏡像法建立了端部電磁場和繞組受力分析計算的物理模型。在模型中，每根上層和下層線棒各劃分為29個直線單元。對于圓錐面上的漸開線部分，采用了一種近似擬合的方法，用平均等距劃分的20段直線段來代替原曲線段。根據(jù)端部定子鐵心和端區(qū)媒質(zhì)的特性，利用鏡像法，得到了端部繞組電流的鏡像電流。 2．在

3、前述工作的基礎(chǔ)上應(yīng)用電磁場的基本理論，建立了汽輪發(fā)電機定子端部電磁場和端部繞組所受電磁力的分析、計算的數(shù)學模型。根據(jù)畢奧－薩法爾定律，應(yīng)用直接積分法計算端部電磁場；在端部區(qū)域媒質(zhì)材料各向同性的假設(shè)前提下，端區(qū)任意場點P的磁感應(yīng)強度利用疊加定理計算；應(yīng)用安培力公式計算端部繞組電磁力。 3．分析、研究了典型樣機穩(wěn)態(tài)、動態(tài)電磁場和電磁力的分布規(guī)律。先后計算了樣機在穩(wěn)態(tài)額定運行、負載三相對稱短路、空載兩相短路和空載單相對中點短路運行條件