刘家峡3号机磁化试验时振动原因分析及对策
发布时间：2021-11-12 17:32
大型水轮发电机定子铁心磁化试验时有时会出现呼吸振型的喘振和巨大噪声,刘家峡3号机在改造时发现存在类似风险。为此,本文以刘家峡3号机为例,采用有限元方法和解析法相结合的方式从振动原因、机理进行分析,提出有效的解决对策,避免磁化试验时因强烈振动而损坏定子结构件,并正确评价铁心的装配质量。刘家峡3号机磁化试验以及EL-CID检测结果表明了本文的分析方法正确、对策有效,避免了振动,正确地评价了铁心装配质量;机组投运后一切正常也表明即使磁化试验中发生振动,但对电机正常运行没有影响。这些研究及结论将对水轮发电机磁化试验和运行具有重要意义。
【文章来源】：大电机技术. 2020,(05)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
电缆缠绕实例
、电流为10589.9A、转速为125r/min），针对磁化试验振动这一共性问题，采用有限元法和解析法相结合的方法进行深入的理论研究，探索其产生的原因和机理，并提出应对措施和解决方法，为水轮发电机设计、制造、磁化试验和运行提供参考。1磁化试验简介磁化试验的基本方法[1]：在定子铁心上缠绕励磁电缆且使其分布基本均匀，并缠绕测磁线圈，缠绕实例如图1所示。在励磁电缆中通入50Hz交流电，使其在定子铁心中产生1.0T的磁场，其试验接线原理图如图2所示。图1电缆缠绕实例图2磁化试验接线原理图磁化试验时，按一定的时间间隔测量频率、励磁线圈端电压和电流、功率、定子铁心温度和环境温度以及测磁线圈端电压。根据测量结果计算实际磁密、功率损耗、单位铁耗、最高铁心温升和最大铁心温差等，并与标准值进行比较来评价定子铁心装配质量。2计算分析采用有限元方法分析磁化试验和正常运行时的磁场分布，以及铁心与机座构成一个整体时的固有振动频率及振幅。采用物理概念清晰的解析方法计算电磁力和分析影响振动的因素。2.1电磁场仿真分析（1）磁化试验时磁场分析采用二维时谐电磁场有限元方法分析磁化试验时磁场分布情况，其数学模型如式（1）所示：AJAAAAsjyyxx（1）式中，A为矢量磁位；Js为源电流密度；jA为涡流密度；为磁导率；为电导率。定子铁心外圆为一类齐次边界条件。经有限元方法仿真计算获得了磁化试验时励磁电缆通入50Hz交流电的定子铁心磁场分布情况，如图3所示。（a）整圆磁场分布（b）局部放大图图3磁化试验时定子铁心?
》抡娣治?（1）磁化试验时磁场分析采用二维时谐电磁场有限元方法分析磁化试验时磁场分布情况，其数学模型如式（1）所示：AJAAAAsjyyxx（1）式中，A为矢量磁位；Js为源电流密度；jA为涡流密度；为磁导率；为电导率。定子铁心外圆为一类齐次边界条件。经有限元方法仿真计算获得了磁化试验时励磁电缆通入50Hz交流电的定子铁心磁场分布情况，如图3所示。（a）整圆磁场分布（b）局部放大图图3磁化试验时定子铁心磁场分布从图3可见，磁化试验时，其磁场沿轭部成环形分布，与变压器铁心的磁场分布和变化类似。（2）负载工况磁场分析采用二维时变电磁场有限元方法仿真电机负载运行工况，求解场域几何模型如图4所示，数学模型如式（2）所示：bdaccdab,0AAAAJAAAAstyyxx（2）式中，A为矢量磁位；Js为源电流密度；tA为涡流密度；为磁导率；为电导率。根据有限元方法仿真计算获得了额定负载稳态运行（即正常运行）工况时的磁场分布情况，如图5所示。M2M10.9973590.7978870.5984150.3989430.1994720
【参考文献】：
期刊论文
[1]变频电源在水轮发电机组定子铁损试验中的应用[J]. 王建正,李科,刘艳丽,郭林伟. 四川水力发电. 2018(04)
[2]基于对称绕组的水轮发电机定子铁损试验中圆周磁场的分析[J]. 马晨原,庞宏强,谢佳. 水电能源科学. 2018(07)
[3]大型抽水蓄能电机低频电磁力分析计算[J]. 孙玉田,刘熠辰,李金香. 大电机技术. 2017(06)
[4]大型水轮发电机铁损试验振动与噪声分析[J]. 刘宇. 防爆电机. 2017(01)
[5]大型水轮发电机定子铁损现场试验方法[J]. 杨海龙,胡鑫凡. 电工技术. 2014(07)
[6]大型水轮发电机定子铁心磁化试验[J]. 杨晓玲,李有春,李尹光. 水电站机电技术. 2013(04)
[7]抽水蓄能发电电动机不平衡磁拉力计算[J]. 刘阿丽,王雪健,李桂芬,王立芳. 大电机技术. 2013(04)
[8]水轮发电机由负序电流引起的振动[J]. 许实章,马志云,何全普. 华中工学院学报. 1979(04)
[9]水轮发电机的振动[J]. 大电机技术. 1974(01)
[10]水轮发电机定子铁芯的磁振动[J]. 许实章. 华中工学院学报. 1973(01)
硕士论文
[1]变压器电磁力谐响应分析和噪声研究[D]. 刘源.华北电力大学(北京) 2016
[2]大型电力变压器铁心的振动特性分析及实验研究[D]. 王婧頔.浙江大学 2010
本文编号：3491372
【文章来源】：大电机技术. 2020,(05)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
电缆缠绕实例
、电流为10589.9A、转速为125r/min），针对磁化试验振动这一共性问题，采用有限元法和解析法相结合的方法进行深入的理论研究，探索其产生的原因和机理，并提出应对措施和解决方法，为水轮发电机设计、制造、磁化试验和运行提供参考。1磁化试验简介磁化试验的基本方法[1]：在定子铁心上缠绕励磁电缆且使其分布基本均匀，并缠绕测磁线圈，缠绕实例如图1所示。在励磁电缆中通入50Hz交流电，使其在定子铁心中产生1.0T的磁场，其试验接线原理图如图2所示。图1电缆缠绕实例图2磁化试验接线原理图磁化试验时，按一定的时间间隔测量频率、励磁线圈端电压和电流、功率、定子铁心温度和环境温度以及测磁线圈端电压。根据测量结果计算实际磁密、功率损耗、单位铁耗、最高铁心温升和最大铁心温差等，并与标准值进行比较来评价定子铁心装配质量。2计算分析采用有限元方法分析磁化试验和正常运行时的磁场分布，以及铁心与机座构成一个整体时的固有振动频率及振幅。采用物理概念清晰的解析方法计算电磁力和分析影响振动的因素。2.1电磁场仿真分析（1）磁化试验时磁场分析采用二维时谐电磁场有限元方法分析磁化试验时磁场分布情况，其数学模型如式（1）所示：AJAAAAsjyyxx（1）式中，A为矢量磁位；Js为源电流密度；jA为涡流密度；为磁导率；为电导率。定子铁心外圆为一类齐次边界条件。经有限元方法仿真计算获得了磁化试验时励磁电缆通入50Hz交流电的定子铁心磁场分布情况，如图3所示。（a）整圆磁场分布（b）局部放大图图3磁化试验时定子铁心?
》抡娣治?（1）磁化试验时磁场分析采用二维时谐电磁场有限元方法分析磁化试验时磁场分布情况，其数学模型如式（1）所示：AJAAAAsjyyxx（1）式中，A为矢量磁位；Js为源电流密度；jA为涡流密度；为磁导率；为电导率。定子铁心外圆为一类齐次边界条件。经有限元方法仿真计算获得了磁化试验时励磁电缆通入50Hz交流电的定子铁心磁场分布情况，如图3所示。（a）整圆磁场分布（b）局部放大图图3磁化试验时定子铁心磁场分布从图3可见，磁化试验时，其磁场沿轭部成环形分布，与变压器铁心的磁场分布和变化类似。（2）负载工况磁场分析采用二维时变电磁场有限元方法仿真电机负载运行工况，求解场域几何模型如图4所示，数学模型如式（2）所示：bdaccdab,0AAAAJAAAAstyyxx（2）式中，A为矢量磁位；Js为源电流密度；tA为涡流密度；为磁导率；为电导率。根据有限元方法仿真计算获得了额定负载稳态运行（即正常运行）工况时的磁场分布情况，如图5所示。M2M10.9973590.7978870.5984150.3989430.1994720
【参考文献】：
期刊论文
[1]变频电源在水轮发电机组定子铁损试验中的应用[J]. 王建正,李科,刘艳丽,郭林伟. 四川水力发电. 2018(04)
[2]基于对称绕组的水轮发电机定子铁损试验中圆周磁场的分析[J]. 马晨原,庞宏强,谢佳. 水电能源科学. 2018(07)
[3]大型抽水蓄能电机低频电磁力分析计算[J]. 孙玉田,刘熠辰,李金香. 大电机技术. 2017(06)
[4]大型水轮发电机铁损试验振动与噪声分析[J]. 刘宇. 防爆电机. 2017(01)
[5]大型水轮发电机定子铁损现场试验方法[J]. 杨海龙,胡鑫凡. 电工技术. 2014(07)
[6]大型水轮发电机定子铁心磁化试验[J]. 杨晓玲,李有春,李尹光. 水电站机电技术. 2013(04)
[7]抽水蓄能发电电动机不平衡磁拉力计算[J]. 刘阿丽,王雪健,李桂芬,王立芳. 大电机技术. 2013(04)
[8]水轮发电机由负序电流引起的振动[J]. 许实章,马志云,何全普. 华中工学院学报. 1979(04)
[9]水轮发电机的振动[J]. 大电机技术. 1974(01)
[10]水轮发电机定子铁芯的磁振动[J]. 许实章. 华中工学院学报. 1973(01)
硕士论文
[1]变压器电磁力谐响应分析和噪声研究[D]. 刘源.华北电力大学(北京) 2016
[2]大型电力变压器铁心的振动特性分析及实验研究[D]. 王婧頔.浙江大学 2010
本文编号：3491372
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