發(fā)布時(shí)間：2017-12-19 12:36

  本文關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)負(fù)序損耗與發(fā)熱問題的研究　出處：《哈爾濱理工大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：作為電力系統(tǒng)中最為核心的重要大型設(shè)備,汽輪發(fā)電機(jī)一直以來都是國內(nèi)外各大電力裝備公司競相研發(fā)的主要對象。同樣,長期備受國際學(xué)術(shù)界和工程界密切關(guān)注的,無疑是其核心關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)工作。目前不斷提升的發(fā)電機(jī)單機(jī)容量,以及相應(yīng)加重的發(fā)電機(jī)電磁負(fù)荷和熱負(fù)荷,極易引發(fā)汽輪發(fā)電機(jī)內(nèi)部的局部發(fā)熱。必然存在的不對稱運(yùn)行,也使得負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)帶來的危害日趨加劇。因此,研究不對稱工況下汽輪發(fā)電機(jī)的損耗與發(fā)熱問題,對于分析汽輪發(fā)電機(jī)的負(fù)序運(yùn)行特性、提高負(fù)序運(yùn)行能力等方面具有至關(guān)重要的科學(xué)意義。本文基于電磁學(xué)與熱力學(xué)的基本理論,構(gòu)建了汽輪發(fā)電機(jī)的三維溫度場有限元模型,展開了負(fù)序分量為2%IN、6%IN以及10%IN三種不同負(fù)序工況下的負(fù)序損耗與溫度場計(jì)算。研究了多種負(fù)序工況下,不同類型汽輪發(fā)電機(jī)的負(fù)序溫度的具體分布情況,并依據(jù)實(shí)際案例與實(shí)踐運(yùn)行情況,總結(jié)歸納出了發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)負(fù)序能力的主要影響因素,指出了負(fù)序運(yùn)行能力急需探索與解決的實(shí)際問題。在短路電流結(jié)果的基礎(chǔ)上,分析和引入了直流電流分量的等效負(fù)序作用,并對線間突然短路和單相突然短路兩種常見故障進(jìn)行了詳盡的分析與比較,得到了一系列不同運(yùn)行方式下直流分量等效負(fù)序作用結(jié)論,找到了直流分量的作用規(guī)律。進(jìn)而,基于直流分量等效負(fù)序作用,提出了改進(jìn)的暫態(tài)負(fù)序判據(jù)。針對汽輪發(fā)電機(jī),展開了不同負(fù)序工況下,采用不同橫向槽間距、不同槽楔材料和阻尼結(jié)構(gòu)時(shí),轉(zhuǎn)子表面渦流損耗的有限元計(jì)算與分析。分別針對無橫向槽、大齒銑有9條橫向槽,以及銑有19條橫向槽三種情況,展開了系統(tǒng)詳盡地分析與計(jì)算,探究了不同橫向槽條數(shù)對負(fù)序渦流損耗變化的影響。并且,還討論了不同阻尼繞組裝設(shè)大齒表面對負(fù)序損耗變化的影響。計(jì)算并得出了無阻尼繞組、每個(gè)極面裝設(shè)2根阻尼條,以及每個(gè)極面裝設(shè)4根阻尼條三種情況下,轉(zhuǎn)子表面的渦流分布情況。同時(shí),分別對采用不同槽楔材料的三種情況下,轉(zhuǎn)子各部件的渦流損耗密度分布,展開了詳細(xì)深入地分析與計(jì)算,研究了不同槽楔材料對渦流損耗的影響。給出了汽輪發(fā)電機(jī)在不同負(fù)序工況下,不同橫向槽間距、不同阻尼結(jié)構(gòu)、不同槽楔材料對改善轉(zhuǎn)子各部件損耗分布的影響規(guī)律。汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子負(fù)序發(fā)熱問題,在負(fù)序渦流損耗研究之后,多種負(fù)序工況計(jì)算相繼深入開展。進(jìn)行了無橫向槽、大齒銑有9條橫向槽,以及銑有19條橫向槽三種情況的溫度場計(jì)算。進(jìn)而分析了大齒表面裝設(shè)阻尼繞組對溫度分布所產(chǎn)生的影響。定量地給出了大齒無繞組、每個(gè)極面有2根阻尼條以及4根阻尼條三種不同情況下的溫度分布。并進(jìn)一步展開了,采用不同槽楔材料時(shí)轉(zhuǎn)子溫度場計(jì)算,研究了不同槽楔材料對轉(zhuǎn)子溫度場變化的影響。揭示了汽輪發(fā)電機(jī)在不同負(fù)序工況下,不同橫向槽間距、不同阻尼結(jié)構(gòu),不同槽楔材料對轉(zhuǎn)子發(fā)熱影響的變化規(guī)律,并給出了相應(yīng)的應(yīng)用建議,為相關(guān)的后續(xù)研究提供了理論依據(jù)與參照。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM311

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1308013