空冷汽轮发电机定子绕组异结构下的不饱和同步电抗、绕组内涡流场与温度场的计算与分析

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摘要大型空冷汽轮发电机同步电抗的计算、定子涡流分布与定子温度场的研究是同步发电机的重要研究课题。本文以150MW空冷汽轮发电机为例, 首先根据电磁理论, 给出电磁场数学计算模型和相应的求解域, 利用数值方法, 求解了在不同负载状态下, 定子绕组上、下层线棒不等股数不等截面结构和定子绕组上、下层等股数等截面结构下的不饱和同步电抗, 研究了不同结构对参数的影响。其次, 确定了定子绕组内涡流场数学模型和计算方法, 研究不同结构、不同负载下定子绕组股线内的涡流分布规律。最后, 根据传热学理论, 建立了定子温度场的数学模型, 计算了不同负载下定子绕组两种结构的温度场分布。

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关键词 ：汽轮发电机, 不饱和同步电抗, 涡流场, 温度场

Abstract：Calculation of synchronous reactance, eddy current distribution and research of stator temperature are the important research subjects for large scale air cooled turbo-generator. In this paper, a 150MW air cooled turbo-generator is taken as an example. According to electromagnetic theory, electromagnetic mathematical model and solved region are given firstly. Unsaturated synchronous reactance is calculated for turbo-generator with inequality strands and sections of upper and bottom windings using numerical methods under different loads. It is researched that different structures have an influence on parameter. Secondly, mathematical model and solution method of eddy field are determined and research eddy current distribution of stator windings under different structures and loads. Lastly, mathematical model of temperature is established. Temperature distribution for two structures of stator windings under different loads is calculated by the way of heat transfer theory.

Key words： Turbo-generator unsaturated synchronous reactance eddy field temperature field

收稿日期: 2009-03-20 出版日期: 2014-03-07

PACS:

TM351

基金资助:国家自然科学基金(50576021, 51077031), 教育部博士点科研基金(20050214003) , 黑龙江省教育厅空冷汽轮发电机定子绕组异构化电磁场与温度场研究与应用(1153gc01)资助项目

作者简介: 李伟力男, 1962年生, 教授, 博士生导师, 主要从事大型电机综合物理场和特种电机理论研究工作。孙宏丽女, 1983年生, 硕士, 主要从事大型电机电磁场理论研究工作。

引用本文:

李伟力, 孙宏丽, 于海涛. 空冷汽轮发电机定子绕组异结构下的不饱和同步电抗、绕组内涡流场与温度场的计算与分析[J]. 电工技术学报, 2011, 26(2): 50-58. Li Weili, Sun Hongli, Yu Haitao. Calculation and Analysis of Unsaturated Synchronous Reactance, Eddy Current Distribution in Windings and Temperature Field for Air Cooled Turbo-Generator With Different Stator Windings Structures. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(2): 50-58.

链接本文:

http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2011/V26/I2/50

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