60HZ 150MW 13.8KV 0.85靜止勵(lì)磁空冷發(fā)電機(jī)開發(fā)與轉(zhuǎn)子強(qiáng)度有限元分析
發(fā)布時(shí)間:2021-03-23 15:32
隨著世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng),電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展,特別是美洲及東南亞等地的發(fā)展中國(guó)家和地區(qū),由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高電力需求持續(xù)旺盛供需形勢(shì)緊張。目前由于國(guó)際間經(jīng)濟(jì)交流的深入,不斷有當(dāng)?shù)赜脩籼岢龃笾行?0Hz發(fā)電設(shè)備的需求,這對(duì)我國(guó)發(fā)電設(shè)備制造業(yè)提供了難得的機(jī)遇和廣闊的市場(chǎng)空間。但現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)各發(fā)電設(shè)備制造廠商很少針對(duì)這些60Hz電力系統(tǒng)地區(qū)進(jìn)行60HZ發(fā)電設(shè)備的開發(fā)研究及制造,特別是對(duì)高效、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)方便的大中型靜止勵(lì)磁空冷發(fā)電機(jī)組的開發(fā)研究制造。因此,針對(duì)這一市場(chǎng)需求我公司在消化吸收引進(jìn)的ALSTOM50Hz100MW等級(jí)空冷發(fā)電機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合60Hz發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn),自主設(shè)計(jì)研發(fā)高效的60Hz150MW靜止勵(lì)磁空冷發(fā)電機(jī)。本文主要對(duì)60Hz150MW靜止勵(lì)磁空冷發(fā)電機(jī)開發(fā)過程中的一些問題進(jìn)行了研究和論述,主要包括:1.機(jī)組不同冷卻方式的對(duì)比選擇;2.機(jī)組不同勵(lì)磁方式的對(duì)比選擇;3.方案確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);4.轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化;5.按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)和性能驗(yàn)證。型式試驗(yàn)的結(jié)果表明60Hz150MW靜止勵(lì)磁空冷發(fā)電機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)完全...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.3 60HZ 150MW靜止勵(lì)磁空冷發(fā)電機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)簡(jiǎn)介
1.3.1 冷卻方式和通風(fēng)結(jié)構(gòu)
1.3.2 定子絕緣等級(jí)及其絕緣處理工藝
1.3.3 機(jī)殼和鐵芯結(jié)構(gòu)工藝
1.3.4 定子線圈換位和端部漸開線結(jié)構(gòu)
1.3.5 轉(zhuǎn)子繞組的應(yīng)力釋放
1.3.6 負(fù)序能力提高的措施
1.3.7 轉(zhuǎn)子槽型和護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.4 論文主要研究解決的問題
第二章 空冷發(fā)電機(jī)和水氫氫冷卻發(fā)電機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比
2.1 主要技術(shù)及性能對(duì)比
2.1.1 安全性對(duì)比
2.1.2 可靠性對(duì)比
2.1.3 冷卻效果對(duì)比
2.1.4 效率的比較
2.1.5 運(yùn)行維護(hù)便利性對(duì)比
2.1.6 對(duì)資源占用的比較
2.2 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
2.2.1 設(shè)備投資對(duì)比(見表2.2.1)
2.2.2 安裝、檢驗(yàn)項(xiàng)目及費(fèi)用對(duì)比
2.2.3 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用對(duì)比
2.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比結(jié)果
第三章 靜止勵(lì)磁方式和無刷勵(lì)磁方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比
3.1 勵(lì)磁系統(tǒng)的作用和分類
3.2 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的技術(shù)性能特點(diǎn)
3.2.1 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
3.2.2 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的缺點(diǎn)
3.3 靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的技術(shù)性能特點(diǎn)
3.3.1 靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
3.3.2 靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的缺點(diǎn)
3.4 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)和靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
3.5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比結(jié)果
第四章 60Hz 150MW靜止勵(lì)磁空冷發(fā)電機(jī)的方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
4.1 方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
4.2 總體結(jié)構(gòu)示意
4.3 空氣密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4 定子結(jié)構(gòu)
4.4.1 定子機(jī)殼
4.4.2 定子鐵芯
4.4.3 定子繞組
4.5 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
4.5.1 轉(zhuǎn)子大軸
4.5.2 轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)和絕緣
4.5.3 阻尼繞組
4.5.4 轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)
4.5.5 轉(zhuǎn)子大軸接地
4.5.6 風(fēng)扇
4.6 座式軸承結(jié)構(gòu)
4.7 測(cè)量檢測(cè)裝置
4.8 空氣冷卻器
4.9 補(bǔ)充空氣用過濾器
4.10 聯(lián)軸器及聯(lián)接
4.11 小結(jié)
第五章 轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的有限元分析和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)優(yōu)化
5.1 轉(zhuǎn)子強(qiáng)度分析的主要對(duì)象
5.2 應(yīng)力分析方法
5.2.1 應(yīng)力分析與強(qiáng)度理論
5.2.2 彈性有限元法
5.3 求解過程
5.3.1 幾何離散
5.3.2 模型定義
5.3.2.1 材料屬性
5.3.2.2 零部件之間的裝配連接關(guān)系
5.3.2.3 邊界條件
5.3.2.4 計(jì)算工況和載荷
5.3.3 求解計(jì)算
5.4 計(jì)算結(jié)果
5.4.1 轉(zhuǎn)速3600 r/min下發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.1 線圈匝數(shù)為12(8+4匝)時(shí)機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.2 線圈匝數(shù)為11(7+4匝)時(shí)機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.3 線圈匝數(shù)為11(8+3匝)時(shí)機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.4 線圈匝數(shù)為10(7+3匝)時(shí)機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.5 轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算小結(jié)
5.4.2 轉(zhuǎn)速3600 r/min下護(hù)環(huán)應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算
5.4.2.1 護(hù)環(huán)初始過盈應(yīng)力計(jì)算
5.4.2.2 轉(zhuǎn)速3600 r/min時(shí)護(hù)環(huán)應(yīng)力計(jì)算
5.4.2.3 小結(jié)
5.5 模型優(yōu)化
5.5.1 轉(zhuǎn)子主軸的優(yōu)化
5.5.1.1 優(yōu)化大齒齒根
5.5.1.2 優(yōu)化槽帽
5.5.1.3 轉(zhuǎn)子主軸最終優(yōu)化模型及計(jì)算結(jié)果
5.5.2 護(hù)環(huán)加厚尺寸的選擇
5.6 結(jié)論與討論
5.6.1 總體評(píng)價(jià)
5.6.2 安全系數(shù)計(jì)算
第六章 發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)結(jié)果
6.1 試驗(yàn)類別
6.2 試驗(yàn)依據(jù)
6.3 主要技術(shù)依據(jù)
6.4 試驗(yàn)項(xiàng)目與結(jié)果
6.5 發(fā)電機(jī)特性試驗(yàn)
6.5.1 發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)
6.5.2 發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)
6.5.3 不同轉(zhuǎn)速下交流阻抗值
6.6 結(jié)論
第七章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空冷汽輪發(fā)電機(jī)在工廠中的型式試驗(yàn)[J]. 韓德龍,王恒. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2012(22)
[2]汽輪發(fā)電機(jī)氫氣內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 王云峰. 河南電力. 2012(01)
[3]東方電機(jī)首臺(tái)具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)60Hz汽輪發(fā)電機(jī)研制成功[J]. 東方電機(jī). 2011(03)
[4]300MW空冷發(fā)電機(jī)與水氫氫冷發(fā)電機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較[J]. 王娟,姚雯. 能源技術(shù)經(jīng)濟(jì). 2010(05)
[5]國(guó)產(chǎn)大型汽輪發(fā)電機(jī)漏氫及其預(yù)防措施[J]. 趙勇. 熱力發(fā)電. 2008(02)
[6]大型電廠空冷技術(shù)及其特點(diǎn)分析[J]. 朱玉蘭. 能源研究與信息. 2007(03)
[7]發(fā)電機(jī)由60Hz降低為50Hz運(yùn)行后可能產(chǎn)生的后果[J]. 陳尚發(fā). 上海大中型電機(jī). 2007(03)
[8]氫冷發(fā)電機(jī)漏氫治理[J]. 鄧旭,張?jiān)? 電力安全技術(shù). 2006(08)
[9]采用反向冷卻新設(shè)計(jì)的空冷發(fā)電機(jī)[J]. 鄧桂民. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2006(05)
[10]《大型汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件》的幾點(diǎn)說明[J]. 方思立,趙紅光,竺士章. 電力標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量. 2003(04)
本文編號(hào):3096025
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.3 60HZ 150MW靜止勵(lì)磁空冷發(fā)電機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)簡(jiǎn)介
1.3.1 冷卻方式和通風(fēng)結(jié)構(gòu)
1.3.2 定子絕緣等級(jí)及其絕緣處理工藝
1.3.3 機(jī)殼和鐵芯結(jié)構(gòu)工藝
1.3.4 定子線圈換位和端部漸開線結(jié)構(gòu)
1.3.5 轉(zhuǎn)子繞組的應(yīng)力釋放
1.3.6 負(fù)序能力提高的措施
1.3.7 轉(zhuǎn)子槽型和護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.4 論文主要研究解決的問題
第二章 空冷發(fā)電機(jī)和水氫氫冷卻發(fā)電機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比
2.1 主要技術(shù)及性能對(duì)比
2.1.1 安全性對(duì)比
2.1.2 可靠性對(duì)比
2.1.3 冷卻效果對(duì)比
2.1.4 效率的比較
2.1.5 運(yùn)行維護(hù)便利性對(duì)比
2.1.6 對(duì)資源占用的比較
2.2 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
2.2.1 設(shè)備投資對(duì)比(見表2.2.1)
2.2.2 安裝、檢驗(yàn)項(xiàng)目及費(fèi)用對(duì)比
2.2.3 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用對(duì)比
2.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比結(jié)果
第三章 靜止勵(lì)磁方式和無刷勵(lì)磁方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比
3.1 勵(lì)磁系統(tǒng)的作用和分類
3.2 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的技術(shù)性能特點(diǎn)
3.2.1 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
3.2.2 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的缺點(diǎn)
3.3 靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的技術(shù)性能特點(diǎn)
3.3.1 靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
3.3.2 靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的缺點(diǎn)
3.4 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)和靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
3.5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比結(jié)果
第四章 60Hz 150MW靜止勵(lì)磁空冷發(fā)電機(jī)的方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
4.1 方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
4.2 總體結(jié)構(gòu)示意
4.3 空氣密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4 定子結(jié)構(gòu)
4.4.1 定子機(jī)殼
4.4.2 定子鐵芯
4.4.3 定子繞組
4.5 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
4.5.1 轉(zhuǎn)子大軸
4.5.2 轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)和絕緣
4.5.3 阻尼繞組
4.5.4 轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)
4.5.5 轉(zhuǎn)子大軸接地
4.5.6 風(fēng)扇
4.6 座式軸承結(jié)構(gòu)
4.7 測(cè)量檢測(cè)裝置
4.8 空氣冷卻器
4.9 補(bǔ)充空氣用過濾器
4.10 聯(lián)軸器及聯(lián)接
4.11 小結(jié)
第五章 轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的有限元分析和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)優(yōu)化
5.1 轉(zhuǎn)子強(qiáng)度分析的主要對(duì)象
5.2 應(yīng)力分析方法
5.2.1 應(yīng)力分析與強(qiáng)度理論
5.2.2 彈性有限元法
5.3 求解過程
5.3.1 幾何離散
5.3.2 模型定義
5.3.2.1 材料屬性
5.3.2.2 零部件之間的裝配連接關(guān)系
5.3.2.3 邊界條件
5.3.2.4 計(jì)算工況和載荷
5.3.3 求解計(jì)算
5.4 計(jì)算結(jié)果
5.4.1 轉(zhuǎn)速3600 r/min下發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.1 線圈匝數(shù)為12(8+4匝)時(shí)機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.2 線圈匝數(shù)為11(7+4匝)時(shí)機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.3 線圈匝數(shù)為11(8+3匝)時(shí)機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.4 線圈匝數(shù)為10(7+3匝)時(shí)機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1.5 轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算小結(jié)
5.4.2 轉(zhuǎn)速3600 r/min下護(hù)環(huán)應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算
5.4.2.1 護(hù)環(huán)初始過盈應(yīng)力計(jì)算
5.4.2.2 轉(zhuǎn)速3600 r/min時(shí)護(hù)環(huán)應(yīng)力計(jì)算
5.4.2.3 小結(jié)
5.5 模型優(yōu)化
5.5.1 轉(zhuǎn)子主軸的優(yōu)化
5.5.1.1 優(yōu)化大齒齒根
5.5.1.2 優(yōu)化槽帽
5.5.1.3 轉(zhuǎn)子主軸最終優(yōu)化模型及計(jì)算結(jié)果
5.5.2 護(hù)環(huán)加厚尺寸的選擇
5.6 結(jié)論與討論
5.6.1 總體評(píng)價(jià)
5.6.2 安全系數(shù)計(jì)算
第六章 發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)結(jié)果
6.1 試驗(yàn)類別
6.2 試驗(yàn)依據(jù)
6.3 主要技術(shù)依據(jù)
6.4 試驗(yàn)項(xiàng)目與結(jié)果
6.5 發(fā)電機(jī)特性試驗(yàn)
6.5.1 發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)
6.5.2 發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)
6.5.3 不同轉(zhuǎn)速下交流阻抗值
6.6 結(jié)論
第七章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空冷汽輪發(fā)電機(jī)在工廠中的型式試驗(yàn)[J]. 韓德龍,王恒. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2012(22)
[2]汽輪發(fā)電機(jī)氫氣內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 王云峰. 河南電力. 2012(01)
[3]東方電機(jī)首臺(tái)具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)60Hz汽輪發(fā)電機(jī)研制成功[J]. 東方電機(jī). 2011(03)
[4]300MW空冷發(fā)電機(jī)與水氫氫冷發(fā)電機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較[J]. 王娟,姚雯. 能源技術(shù)經(jīng)濟(jì). 2010(05)
[5]國(guó)產(chǎn)大型汽輪發(fā)電機(jī)漏氫及其預(yù)防措施[J]. 趙勇. 熱力發(fā)電. 2008(02)
[6]大型電廠空冷技術(shù)及其特點(diǎn)分析[J]. 朱玉蘭. 能源研究與信息. 2007(03)
[7]發(fā)電機(jī)由60Hz降低為50Hz運(yùn)行后可能產(chǎn)生的后果[J]. 陳尚發(fā). 上海大中型電機(jī). 2007(03)
[8]氫冷發(fā)電機(jī)漏氫治理[J]. 鄧旭,張?jiān)? 電力安全技術(shù). 2006(08)
[9]采用反向冷卻新設(shè)計(jì)的空冷發(fā)電機(jī)[J]. 鄧桂民. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2006(05)
[10]《大型汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件》的幾點(diǎn)說明[J]. 方思立,趙紅光,竺士章. 電力標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量. 2003(04)
本文編號(hào):3096025
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