非全相運(yùn)行工況下大型核電汽輪發(fā)電機(jī)電磁力分析.pdf

1、核電汽輪發(fā)電機(jī)是核電發(fā)電系統(tǒng)中的核心組成部分，其運(yùn)行的安全性、可靠性對整個電網(wǎng)的運(yùn)行至關(guān)重要。隨著核電發(fā)電機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，核電汽輪發(fā)電機(jī)日益巨型化，且容量不斷取得突破。同時，非全相運(yùn)行是發(fā)電機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行中的一種缺相運(yùn)行狀態(tài)，是發(fā)電機(jī)常發(fā)生的嚴(yán)重不對稱運(yùn)行故障，也是電力系統(tǒng)運(yùn)行中影響最惡劣的故障之一。因此，分析非全相運(yùn)行時核電汽輪發(fā)電機(jī)動態(tài)電磁力，找出局部應(yīng)力集中部位，加強(qiáng)對電機(jī)各部分優(yōu)化設(shè)計顯得尤為重要。
　　本文以一臺核電汽輪發(fā)

2、電機(jī)為例，其裝機(jī)容量為1407MVA。為了簡化求解過程，對電機(jī)適當(dāng)假設(shè)，進(jìn)而建立發(fā)電機(jī)的瞬變電磁場求解數(shù)學(xué)模型及約束條件。利用有限元軟件建立發(fā)電機(jī)二維電磁場模型，并運(yùn)用軟件搭建電機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時外部電路。其中，為了真實(shí)全面反映電機(jī)運(yùn)行的真實(shí)情況，需要對轉(zhuǎn)速和勵磁系統(tǒng)適當(dāng)控制，加入勵磁控制和轉(zhuǎn)速控制模塊。
　　本文對比分析了非全相運(yùn)行工況后電機(jī)處于過渡狀態(tài)和聯(lián)網(wǎng)額定運(yùn)行時轉(zhuǎn)子電磁力分布規(guī)律。對比分析兩種情況下，發(fā)電機(jī)輸出參數(shù)及轉(zhuǎn)子磁密變

3、化情況。結(jié)合麥克斯韋應(yīng)力法詳細(xì)分析了非全相運(yùn)行下電機(jī)轉(zhuǎn)子齒頂面特殊時間點(diǎn)電磁力分布及其規(guī)律，并分析轉(zhuǎn)子齒面關(guān)鍵點(diǎn)磁應(yīng)力在時域內(nèi)的變化情況，并與額定時的情況作對比。分析轉(zhuǎn)子齒壁關(guān)鍵點(diǎn)磁應(yīng)力在時域內(nèi)變化情況。并提取氣隙磁密，利用傅里葉變換等方法分析其變化特點(diǎn)，進(jìn)而分析切向電磁力波和徑向電磁力波的變化情況。
　　本文對比分析了非全相運(yùn)行工況下電機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和電機(jī)額定運(yùn)行時定子電磁力分布規(guī)律。分析非全相運(yùn)行工況后電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行時，發(fā)電

4、機(jī)輸出參數(shù)及磁密分布特點(diǎn)。結(jié)合麥克斯韋應(yīng)力法詳細(xì)分析了非全相運(yùn)行下電機(jī)定子齒頂面特殊時間點(diǎn)電磁力分布及其規(guī)律，并分析定子齒面關(guān)鍵點(diǎn)在時域內(nèi)所受應(yīng)力變化情況。分析定子齒上關(guān)鍵點(diǎn)其在時域內(nèi)磁應(yīng)力的變化情況，并與額定時的情況作對比。
　　綜上所述，本文既深入地研究了非全相運(yùn)行工況后大型核電汽輪發(fā)電機(jī)暫態(tài)運(yùn)行時轉(zhuǎn)子時空域內(nèi)電磁力分布情況及規(guī)律，又研究了非全相運(yùn)行工況時大型核電汽輪發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時定子各部時空域內(nèi)電磁力分布情況及規(guī)律。這為電