大電機主絕緣端部電場分析與數(shù)值仿真.pdf

1、改善電機絕緣體系的制造和設計水平，可以提高我國大電機制造和設計的整體水平。單機容量不斷攀升，額定電壓不斷提高，對大電機絕緣系統(tǒng)提出了更高的要求，對于額定電壓等級為26kV的定子線棒，如何設計合理的防暈結構，成為亟待解決的問題。
　　首先，本文從電路角度出發(fā)，建立了各種情況下電機端部電場計算的等效電路模型;開發(fā)了基于Matlab語言的防暈層電位分布計算軟件;定性地討論了定子線棒的額定電壓、防暈層的固有電阻率、非線性系數(shù)和防暈層長度等

2、因素對電機端部電場分布的影響。
　　然后根據(jù)定子線棒的結構建立了電場仿真模型，利用COMSOL Multiphysics分析了三維情況下定子線棒的電場分布特性。討論了搭接結構和線棒轉角大小對大電機端部電場分布的影響。研究結果表明:由于線棒在空間中彎曲使轉角內側長度小于轉角外側，防暈層在轉角位置內側的電勢、電場和損耗分布均高于外側。尤其線棒寬面上內外兩側的損耗，最大差值甚至在2倍以上。延伸低阻區(qū)使其覆蓋整個轉角部分，可以消除線棒轉角

3、產生的不利影響，同時改善匝間電場分布。搭接結構使該處場強值提高，但對其它部分電場無明顯影響。
　　最后，通過COMSOL Multiphysics二次開發(fā)模塊實現(xiàn)了遺傳算法與有限元仿真分析的結合。調用Matlab遺傳算法工具箱對額定電壓等級為26kV的定子線棒防暈結構進行了優(yōu)化設計。優(yōu)化結果顯示:在3倍額定電壓的作用下，線棒端部最大場強僅為起暈場強的36.7％，防暈層最大損耗和防暈層末端對導體電位均控制在了合理范圍。
　　此