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水轮发电机中存在着可观的涡流与环流损耗,涡流损耗主要存在于转子磁极阻尼条中,环流损耗主要存在于定子股线中。近年来,随着水轮发电机单机容量的不断增大,阻尼条中涡流损耗与股线间环流损耗的危害也愈加明显。本文在对1000MW水轮发电机阻尼条中涡流损耗进行准确计算分析的基础上,对其影响因素做了深入的研究,并对定子股线排列方式进行改进提出奇数根股线排列方法,对其环流损耗进行定量计算,将计算结果与传统股线排列方式进行对比分析。
首先,建立了水轮发电机二维电磁场-电路-运动耦合时步有限元模型,对额定负载运行工况与不对称运行工况进行电磁计算,在此基础上准确计算这两种运行工况下1000MW水轮发电机一个磁极内各根阻尼条的涡流损耗。并对两种运行工况下阻尼条涡流损耗进行对比分析。
其次,通过对阻尼方式、阻尼条半径、阻尼条根数、阻尼条材料进行单一变化,保持其他参数不变,深入讨论了这些影响因素对阻尼条中涡流损耗的影响。并将此时阻尼条中涡流损耗分布与原始设计时阻尼条涡流损耗分布相对比,进而对阻尼条涡流损耗影响因素进行全面、透彻的分析。
最后,提出了改进定子股线排列的方法,奇数根股线排列法。并采用漏感电势法对传统股线排列与奇数根股线排列时几种换位情况下定子股线环流损耗进行定量计算,对二者的计算结果进行对比分析。
本课题的研究为1000MW水轮发电机阻尼系统参数、定子股线换位方式的理论分析与优化提供依据。