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发电机的蒸发冷却技术具有安全、可靠、传热效率高和易维护等优点，已成功应用于4种容量6台水轮发电机中，工业化应用的程度日渐成熟。但蒸发冷却技术用于抽水蓄能机组还属空白。鉴于抽水蓄能机组存在一些特殊的结构和运行特性，要实现蒸发冷却技术在其上的应用，还需解决一系列的理论和工程实际问题。 发电-电动机是抽水蓄能机组的关键能量转换单元。由于抽水蓄能机组需要频繁的起动停机、负荷调整以响应电网调节需求，导致发电-电动机在日常运行中不断受到负荷变化所带来的循环热应力，对机组的长期安全运行不利。本论文以提高发电-电动机长期运行可靠性为目标，从优化发电-电动机冷却方式的角度，提出将蒸发冷却技术应用于发电-电动机定子线棒冷却，并从理论分析、仿真计算、实验验证三个方面对比研究了蒸发冷却技术与常规空冷技术对定子线棒温度、热应力以及主绝缘抗冷热循环老化能力的影响。 本论文从发电-电动机设计入手，结合蒸发冷却冷却方式，提出发电-电动机重要性能参数的调整方法，从而提高电机设计效率和准确性。在电机完整模型的基础上，以有限元仿真计算的方式对电机关键参数曲线进行了重新计算，有助于提高电机磁路计算时参数选取的准确性，从而提高磁路法电机设计精度。首次对蒸发冷却系统动态特性进行了研究和规律总结。通过单根空心铜股线蒸发冷却系统实验台，以实验的形式探明了一定负荷范围内、一定负荷调节速率范围内，负荷升降过程中空心铜股线上动态温度特性，对论文中蒸发冷却发电-电动机定子线棒动态特性的研究提供了基础数据，同时为今后自循环蒸发冷却系统的动态运行研究打下了基础。本文以理论分析和仿真计算的方式详细分析了电机负荷变化时蒸发冷却技术与常规空冷技术对定子线棒温度与热应力影响。为了验证理论与仿真分析结果，对VPI绝缘空冷线棒、VPI绝缘蒸发冷却线棒以及多胶模压蒸发冷却线棒分别进行了冷热循环实验，绘制了各线棒试样最大局部放电量与老化次数间的关系曲线。实验结果与理论和仿真分析的结果相符，证实了蒸发冷却技术可以从改善定子线棒温升与温度分布的角度，降低定子线棒在电机负荷变化过程中的热应力，从而使冷热循环过程对发电-电动机定子线棒主绝缘的老化影响几乎可忽略不计，有利于提高发电-电动机长期运行的安全可靠性。