高压电动机绕组端部绝缘研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文高压电动机绕组端部绝缘研究ResearchonWindingInsulationofHigh-VoltageMotor作者：李响单位：电气工程学院指导教师：厉伟教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：协助指导教师：单位：论文答辩日期：2015年3月1日学位授予单位：沈阳工业大学摘要为实施电力工业提出的节能输电的方针，减少线路损耗，电力网以电压等级10kV直供城区。因此10kV电动机需求量日益增多，伴随着电机额定电压的提高，其绝缘性能需要更高的要求。而高压电机主要运用于驱动各种大功率机械和作为大型工业的

2、原动机，在恶劣环境下长期运行过程中，其绝缘系统容易出现微观缺陷，诱发放电。如果发生突发性事故停机，将直接造成经济损失。因此高压电动机对其绝缘系统的要求就更加严苛。高压电动机的寿命、制造和维护成本，很大程度上取决于电机的电气绝缘系统。运行经验显示，10kV高压电机的事故停机有1/3是由定子绝缘系统故障造成的，因此定子线圈主绝缘是电机绝缘系统的关键性因素，其性能决定高压电动机的运行可靠性。槽内放电是造成许多定子绝缘系统故障的主要原因，放电过程中，主绝缘在热效应、化学效应和机械效应的作用下逐渐恶化直至失去绝缘能力。目前，局部放电和振

3、动火花是两个主要的槽放电现象。因此，抑制放电是保证电机稳定运行的首要条件。首先，选取高压电动机实物模型，本文以YKK450-610kV为例。然后介绍定子槽内常见的两种局部放电现象，电晕放电和火花放电。分别解释它们的放电概念和放电过程对电机主绝缘的损害。然后根据各自的放电机理，分别建立数学和仿真模型进行计算。其次，介绍定子槽内振动火花现象。区别与局部放电，振动火花的出现并不是由电压决定的，因此常常被忽视。振动火花是一种拉弧现象，对主绝缘的破坏能力比局部放电还要强劲。本人针对不同发生条件下的振动火花，构建数学模型进行计算。最后，根

4、据两种放电的计算结果，并用二分打靶法对定子线圈防晕层结构优化设计，选取合适阻值的半导体防晕材料。此研究可为额定电压10kV的高压电动机定子线圈防晕层设计提供参考。关键词：高压电动机，定子线圈，槽放电，振动火花，防晕层IAbstractForrealizingthepolicyofenergysavingtransmissionthatelectricpowerindustryputsforward.Ourcountrysupplies10kVpowergridforthecitytoreducelinelosses.Andth

5、edemandof10kVmotorisincreasing.Withtheimprovementofratedvoltage,theinsulationperformanceneedsbehigher.Highvoltagemotorisusedindrivingallsortsoflargeindustrialmachineryandbeaprimemotor.Undertheprocessoflong-termoperationinsevereenvironment,itsinsulationsystempronetom

6、icrodefectsinducingdischarge.Ifthereisamachinehalt,itwillcausehugeeconomiclosses.Sotheinsulationsystemofhighvoltagemotorrequirementsaremorestrict.Thelifetime,thecostsofmaintenanceandmanufacture,willlargelydependontheelectricalinsulationsystemofhighvoltage(HV)motors.

7、Inparticular,thestatorwindinginsulationisthemostcriticalcomponentforthereliableoperationofACmotors,andonethirdofemergencyshutdowniscausedbythestatorinsulationsystemfailure.Manystatorinsulationsystemfaultsareprimarilycausedbytheslotdischarge(SD),whichgraduallydeterio

8、ratedgroundwallinsulationtofailureunderheat,chemical,andmechanicaleffect.Recently,partialdischarge(PD)andvibrationsparking(VS)aretwomajors