貫流式水輪發(fā)電機(jī)阻尼系統(tǒng)電磁場(chǎng)計(jì)算與斷條故障機(jī)理分析.pdf

1、貫流式水輪發(fā)電機(jī)是一種開(kāi)發(fā)利用低水頭、大流量水力資源和潮汐能源的良好機(jī)型，有著廣闊的市場(chǎng)和發(fā)展前景。隨著投運(yùn)的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組數(shù)量的增多，單機(jī)容量的不斷增大，發(fā)電機(jī)設(shè)備相繼發(fā)生過(guò)不少事故，如定子變形、定子鐵心松動(dòng)、定子繞組接地、阻尼繞組斷裂、定轉(zhuǎn)子相擦、定子繞組溫度過(guò)高等。其中阻尼繞組斷裂事故相繼在3臺(tái)國(guó)外引進(jìn)的大型機(jī)組中發(fā)生，而且具有許多相同或類似的故障特征，這在其它的水輪發(fā)電機(jī)中是少見(jiàn)的，值得認(rèn)真的研究和關(guān)注。 為了深

2、入研究貫流式水輪發(fā)電機(jī)并解決其阻尼系統(tǒng)發(fā)生的故障，本文收集整理了3個(gè)電站貫流式水輪發(fā)電機(jī)磁極典型斷條故障資料。根據(jù)電機(jī)電磁場(chǎng)理論，采用有限元法對(duì)貫流式水輪發(fā)電機(jī)瞬變電磁場(chǎng)進(jìn)行了場(chǎng)．路耦合計(jì)算；分析了不同工況、不同結(jié)構(gòu)等因素對(duì)阻尼繞組磁場(chǎng)、電流、電磁力和損耗的影響。 在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)分析了貫流式水輪發(fā)電機(jī)齒諧波電勢(shì)及其削弱方法，對(duì)定子斜槽進(jìn)行了三維電磁場(chǎng)計(jì)算，包括建立三維定子斜槽模型、進(jìn)行場(chǎng)．路耦合仿真計(jì)算。此外，還對(duì)阻尼條偏

3、心、不對(duì)稱極靴的特殊磁極結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方案進(jìn)行了計(jì)算和對(duì)比分析。 最后，本文緊密結(jié)合典型故障現(xiàn)象和電磁場(chǎng)分析計(jì)算結(jié)果，從阻尼系統(tǒng)設(shè)計(jì)、氣隙設(shè)計(jì)、斜槽設(shè)計(jì)、阻尼系統(tǒng)損耗和電磁振動(dòng)分析等方面，綜合研究了阻尼條斷條故障的原因與機(jī)理，并提出了相應(yīng)的解決辦法。 研究表明，貫流式水輪發(fā)電機(jī)阻尼系統(tǒng)的典型故障原因主要是設(shè)計(jì)不合理造成的，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以有效防止和避免，定子斜槽和特殊磁極設(shè)計(jì)是削弱諧波的有效途徑。本文的研究結(jié)果可以用來(lái)指導(dǎo)貫