空冷汽轮发电机定子主绝缘的电-热场研究
发布时间：2022-10-09 11:54
随着大型空冷汽轮发电机单机容量和额定电压等级的不断提高,对绝缘系统性能的要求也越来越高。大型发电机定子主绝缘不仅要满足正常工作时电气和机械性能方面的要求,还要面临各种高压、高热等复杂运行环境的考验。长期运行于高电、热负荷和震动环境下,空冷汽轮发电机电机的定子主绝缘极有可能会发生绝缘分层或发空,进而造成定子主绝缘局部放电现象。绝缘反复放电的过程会进一步加大脱壳间隙,损害绝缘寿命,严重影响电机的安全运行。因此,有必要针对定子绕组主绝缘在正常与非正常情况下的电场和温度场进行研究。本文以一台150MW空冷汽轮发电机为例,首先根据发电机实际结构尺寸,建立了发电机定子包括两个半段定子齿和一个整槽的二维静电场模型,并分析了定子主绝缘在正常与热老化、脱壳情况下的电场变化情况。根据主绝缘不同热老化程度计算出相应的介电常数,计算并分析了介电常数变化对主绝缘电场的影响;进一步研究了定子主绝缘在单边脱壳δ=0.5mm和δ=1.Omm,双边不等距脱壳δ1=0.5mm、δ2=0.3mm和δ1=1.0mm、δ2=0.5mm这4种脱壳结构对主绝缘电场的影响。其次,根据电场的相关理论,结合定子绕组直线段的实际结构尺寸,...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 空冷汽轮发电机定子主绝缘的研究现状
1.2.2 空冷汽轮发电机定子绝缘电热场问题国内外研究现状
1.2.3 大型汽轮发电机定子放电的研究现状
1.3 本文的课题来源及主要研究内容
2 空冷汽轮发电机定子主绝缘二维静电场的研究
2.1 定子主绝缘二维静电场模型的建立和计算
2.1.1 定子主绝缘二维静电场模型的建立
2.1.2 定子主绝缘二维静电场的计算
2.2 定子主绝缘热老化对电场分布的影响
2.3 定子主绝缘不同脱壳程度对二维静电场的影响
2.3.1 单边脱壳对二维静电场的影响
2.3.2 双边不等距脱壳对二维静电场的影响
2.4 本章小结
3 空冷汽轮发电机定子主绝缘三维静电场的研究
3.1 定子线棒三维静电场模型的建立和计算
3.1.1 定子主绝缘三维静电场模型的建立
3.1.2 定子主绝缘静三维静电场的计算
3.2 定子径向通风沟空气湿度对三维静电场的影响
3.3 定子主绝缘不同脱壳位置对三维静电场的影响
3.3.1 定子主绝缘径向非贯穿脱壳对三维静电场的影响
3.3.2 定子主绝缘轴向非贯穿脱壳对三维静电场的影响
3.4 本章小结
4 空冷汽轮发电机定子主绝缘脱壳深度的温度分布规律
4.1 汽轮发电机定子主绝缘三维流固耦合计算模型的建立
4.1.1 求解域的确定
4.1.2 计算模型假设条件、边界条件的设置
4.1.3 定子主绝缘的三维温度场计算
4.2 定子主绝缘单、双边脱壳的三维温度场分析
4.2.1 单、双边脱壳对定子绕组温度场的影响分析
4.2.2 主绝缘单、双边脱壳下绕组各位置的极值温度对比分析
4.3 定子主绝缘单、双边脱壳间隙内空气沿周-轴向的温度变化规律
4.3.1 单边脱壳间隙内的空气温度变化规律
4.3.2 双边不等距脱壳间隙内的空气温度变化规律
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]定子多风路空冷汽轮发电机流场模拟湍流模型验证与分析[J]. 路义萍,葛亚军,王浩然,王芳. 电机与控制学报. 2018(05)
[2]大型水轮发电机定子线棒绝缘结构与关键性能分析[J]. 冯超,刘世泽,岳文亭. 大电机技术. 2018(01)
[3]水分对大型汽轮发电机定子线棒主绝缘FDS测试的影响研究[J]. 张征平,尹小兵,涂小涛,郝长金,冉旺,王兵. 绝缘材料. 2016(06)
[4]两相复合材料等效介电常数数值计算[J]. 曲宝龙,王丽芳. 功能材料. 2016(01)
[5]高压电机定子绕组主绝缘击穿原因分析[J]. 杨姗姗. 防爆电机. 2015(06)
[6]高压电机线棒槽部防晕结构的研究[J]. 田晓雷,李旭光. 现代电子技术. 2013(24)
[7]论电磁场媒质分界面衔接条件[J]. 王泽忠,李世琼. 电工技术学报. 2013(02)
[8]300MW汽轮发电机定子线圈绝缘磨损的原因及防范措施[J]. 张学洋. 科技创新与应用. 2013(01)
[9]大型汽轮发电机空实心股线涡流损耗分布与温度场的计算方法[J]. 李伟力,管春伟,郑萍. 中国电机工程学报. 2012(S1)
[10]酚醛树脂在橡胶胶料中的应用及其进展[J]. 李培国,刘雯,杜娟. 橡胶参考资料. 2012 (04)
博士论文
[1]高压电机主绝缘结构优化与新型防晕材料研究[D]. 胡春秀.哈尔滨理工大学 2015
[2]水分对油纸绝缘热老化及寿命的影响与热老化程度表征研究[D]. 孙会刚.重庆大学 2011
[3]大型空冷汽轮发电机转子流场与温度场数值模拟[D]. 路义萍.哈尔滨理工大学 2007
[4]同步发电机定子绕组内部故障研究[D]. 方红伟.天津大学 2007
[5]大电机主绝缘局部放电测量及老化特征研究[D]. 杜林.重庆大学 2004
硕士论文
[1]汽轮发电机主绝缘多因子老化的介电响应特性研究[D]. 王兵.西南交通大学 2016
[2]高压电机定子绕组多因子老化方法及其局部放电机理研究[D]. 康爱亮.太原理工大学 2016
[3]高压电机定子线棒绝缘结构的电场研究[D]. 田晓雷.上海交通大学 2014
[4]基于BP神经网络的高压潜水电机绝缘寿命预测[D]. 刘冰.合肥工业大学 2012
[5]1000MW汽轮发电机定子线棒电场分布的数值计算[D]. 胡海涛.哈尔滨理工大学 2010
[6]高压电机用云母带胶粘剂的性能研究[D]. 金小林.上海交通大学 2008
[7]不饱和环氧树脂绝缘材料的制备和性能[D]. 王晓梅.华中科技大学 2007
[8]高压电机绝缘系统的研究[D]. 隋银德.哈尔滨理工大学 2004
[9]大型发电机定子绝缘局部放电故障的模拟试验与模式识别[D]. 彭湃.华北电力大学 2000
本文编号：3688591
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 空冷汽轮发电机定子主绝缘的研究现状
1.2.2 空冷汽轮发电机定子绝缘电热场问题国内外研究现状
1.2.3 大型汽轮发电机定子放电的研究现状
1.3 本文的课题来源及主要研究内容
2 空冷汽轮发电机定子主绝缘二维静电场的研究
2.1 定子主绝缘二维静电场模型的建立和计算
2.1.1 定子主绝缘二维静电场模型的建立
2.1.2 定子主绝缘二维静电场的计算
2.2 定子主绝缘热老化对电场分布的影响
2.3 定子主绝缘不同脱壳程度对二维静电场的影响
2.3.1 单边脱壳对二维静电场的影响
2.3.2 双边不等距脱壳对二维静电场的影响
2.4 本章小结
3 空冷汽轮发电机定子主绝缘三维静电场的研究
3.1 定子线棒三维静电场模型的建立和计算
3.1.1 定子主绝缘三维静电场模型的建立
3.1.2 定子主绝缘静三维静电场的计算
3.2 定子径向通风沟空气湿度对三维静电场的影响
3.3 定子主绝缘不同脱壳位置对三维静电场的影响
3.3.1 定子主绝缘径向非贯穿脱壳对三维静电场的影响
3.3.2 定子主绝缘轴向非贯穿脱壳对三维静电场的影响
3.4 本章小结
4 空冷汽轮发电机定子主绝缘脱壳深度的温度分布规律
4.1 汽轮发电机定子主绝缘三维流固耦合计算模型的建立
4.1.1 求解域的确定
4.1.2 计算模型假设条件、边界条件的设置
4.1.3 定子主绝缘的三维温度场计算
4.2 定子主绝缘单、双边脱壳的三维温度场分析
4.2.1 单、双边脱壳对定子绕组温度场的影响分析
4.2.2 主绝缘单、双边脱壳下绕组各位置的极值温度对比分析
4.3 定子主绝缘单、双边脱壳间隙内空气沿周-轴向的温度变化规律
4.3.1 单边脱壳间隙内的空气温度变化规律
4.3.2 双边不等距脱壳间隙内的空气温度变化规律
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]定子多风路空冷汽轮发电机流场模拟湍流模型验证与分析[J]. 路义萍,葛亚军,王浩然,王芳. 电机与控制学报. 2018(05)
[2]大型水轮发电机定子线棒绝缘结构与关键性能分析[J]. 冯超,刘世泽,岳文亭. 大电机技术. 2018(01)
[3]水分对大型汽轮发电机定子线棒主绝缘FDS测试的影响研究[J]. 张征平,尹小兵,涂小涛,郝长金,冉旺,王兵. 绝缘材料. 2016(06)
[4]两相复合材料等效介电常数数值计算[J]. 曲宝龙,王丽芳. 功能材料. 2016(01)
[5]高压电机定子绕组主绝缘击穿原因分析[J]. 杨姗姗. 防爆电机. 2015(06)
[6]高压电机线棒槽部防晕结构的研究[J]. 田晓雷,李旭光. 现代电子技术. 2013(24)
[7]论电磁场媒质分界面衔接条件[J]. 王泽忠,李世琼. 电工技术学报. 2013(02)
[8]300MW汽轮发电机定子线圈绝缘磨损的原因及防范措施[J]. 张学洋. 科技创新与应用. 2013(01)
[9]大型汽轮发电机空实心股线涡流损耗分布与温度场的计算方法[J]. 李伟力,管春伟,郑萍. 中国电机工程学报. 2012(S1)
[10]酚醛树脂在橡胶胶料中的应用及其进展[J]. 李培国,刘雯,杜娟. 橡胶参考资料. 2012 (04)
博士论文
[1]高压电机主绝缘结构优化与新型防晕材料研究[D]. 胡春秀.哈尔滨理工大学 2015
[2]水分对油纸绝缘热老化及寿命的影响与热老化程度表征研究[D]. 孙会刚.重庆大学 2011
[3]大型空冷汽轮发电机转子流场与温度场数值模拟[D]. 路义萍.哈尔滨理工大学 2007
[4]同步发电机定子绕组内部故障研究[D]. 方红伟.天津大学 2007
[5]大电机主绝缘局部放电测量及老化特征研究[D]. 杜林.重庆大学 2004
硕士论文
[1]汽轮发电机主绝缘多因子老化的介电响应特性研究[D]. 王兵.西南交通大学 2016
[2]高压电机定子绕组多因子老化方法及其局部放电机理研究[D]. 康爱亮.太原理工大学 2016
[3]高压电机定子线棒绝缘结构的电场研究[D]. 田晓雷.上海交通大学 2014
[4]基于BP神经网络的高压潜水电机绝缘寿命预测[D]. 刘冰.合肥工业大学 2012
[5]1000MW汽轮发电机定子线棒电场分布的数值计算[D]. 胡海涛.哈尔滨理工大学 2010
[6]高压电机用云母带胶粘剂的性能研究[D]. 金小林.上海交通大学 2008
[7]不饱和环氧树脂绝缘材料的制备和性能[D]. 王晓梅.华中科技大学 2007
[8]高压电机绝缘系统的研究[D]. 隋银德.哈尔滨理工大学 2004
[9]大型发电机定子绝缘局部放电故障的模拟试验与模式识别[D]. 彭湃.华北电力大学 2000
本文编号：3688591
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