大型水轮发电机机端短路故障研究

摘要

大型水轮发电机在发生机端短路故障时会产生巨大的短路电流和电磁转矩,将对机组结构部件产生强烈的冲击。如果水轮发电机的结构不能满足机端短路工况下电磁力的冲击,发生机端短路故障时将对水轮发电机造成破坏。为保证大型水轮发电机运行的可靠性,在结构设计阶段必须对机端短路工况予以充分的考虑。
　　为了进一步分析大型水轮发电机机端短路工况对发电机结构设计的影响,结合哈尔滨电机厂有限责任公司实际设计的水轮发电机产品,重点对大型水轮发电机各类机端突然短路工况下,发电机电磁特性参数变化规律以及定子机座及上机架等结构部件的应力和变形情况进行了研究。首先利用场-路耦合时步有限元方法和SIMSEN仿真,获得机端突然短路暂态过程中发电机短路电流和电磁转矩的数值和特性曲线;然后利用ANSYS有限元软件建立水轮发电机定子机座、上机架等主要结构部件的三维模型,并将所获得的最大电磁转矩转化为力的形式作用于结构部件的三维模型上,用于分析受机端短路影响严重的定子机座及上机架模型应力及变形情况,找出应力集中和变形较大的薄弱环节;最后以有限元模型应力及变形分析结果作为理论依据,对模型进行改进与优化,最终确定满足机端短路工况要求且合理的结构形式应用于实际的工程设计中。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1课题来源及研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

第2章 机端短路工况下电磁特性分析

2.1引言

2.2机端短路及相关概念

2.3机端短路工况电磁参数的计算方法

2.4 算例分析

2.5 本章小结

第3章 短路工况下主要结构部件应力及变形分析

3.1 引言

3.2 结构部件有限元模型

3.3 约束与边界条件的选取

3.4应力与变形的计算结果

3.5 本章小结

第4章 短路故障对结构选型及设计的影响

4.1 引言

4.2 考虑机端短路故障时结构部件的设计

4.3短路故障的预防与控制

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

个人简历