定子斜槽设计对贯流式水轮发电机空载电压影响研究

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1、水力发电第38卷第2期2012年2月定子斜槽设计对贯流式水轮发电机空载电压的影响研究邹慧．范镇南1,2(1．国家电网四川省电力公司技术技能培训中心，四川成都610072；2．重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400030)摘要：为改善空载电压波形、保障发电机与电网运行稳定性，采用定子斜槽设计措施，对1台36MW的贯流式水轮发电机空载电压波形进行了优化，并利用多层运动电磁场场路耦合时步有限元模型进行了分析与计算。结果表明。定子斜槽措施可以明显削弱齿谐波，进而优化空载电压波形，对提高发电机设计水平及改善其与电网运行稳定性，具有参考价值。关键词：空载电压波形

2、；斜槽；电磁场；贯流式水轮发电机ImpactStudyofStatorSlotsSkewedDesignSchemeonNo-loadVoltageWaveformofLargeTubularHydro-generatorZouHui．FanZhennan，(1．Technology＆SkillTrainingCenterofSichuanElectricPowerCorporation，Chengdu610072，Sichuan，China；2．StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment＆SystemSafetyandNe

3、wTechnology．ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Inordertoimprovetheno-loadvoltagewaveforHlofgeneratorandensuretheoperationreliabilityofgeneratorandnetwork，theskewedstatorslotsdesignschemeisadoptedina36MWtubularhydro—generatortooptimizetheno-loadvoltagewavefo／Tn，andthecomputa

4、tionssandanalysesareconductedbymulti—slicemovingelectromagneticfield-circuitcouplingmode1．Theresuhsshowthatthetoothharmonicsaresharplyweakenedbytheskewedstatorslotsdesignscheme，andthewaveformsoftheno—loadvoltageareimprovedobservably．Thecalculationsconsistentwiththeactualmeasurementdata．Key

5、Words：no-loadvoltagewaveform；slotskew；electromagneticfield；tubularhydro-generator中图分类号：TM312文献标识码：A文章编号：0559—9342(2012)02—0050—04贯流式水轮发电机是一种开发利用低水头、大便于定性分析的优点，但由于难以全面考虑铁磁材流量水力资源的良好机型llI，但由于该类机组气隙料饱和、转子运动、导体涡流等因素的影响，从而小、转速低、每极每相槽数少，导致在其设计制造难以对斜槽方案进行准确计算和分析[21。近年来，与运行中，常常面临齿谐波电动势影响空载电压波多层运动电

6、磁场场路耦合时步有限元法开始在电机形质量的难题．而空载电压波形的畸变，不但会加斜槽分析中得到应用_3_5】，但尚很少见到有文献将其剧用电设备的损耗发热情况，还可能引起继电保护用于贯流式水轮发电机空载电压计算分析。装置的误动作。为优化电能质量，保障发电机与电鉴于此．本文以优化贯流式水轮发电机空载电网运行安全，有必要针对该类机组的空载电压波彤优化问题进行深入研究。收稿日期：2011-09—27定子斜槽是改善发电机空载电压波形的重要措基金项目：中央高校基本科研业务费资助项目(CDJXS11151152)施，但由于计算手段的限制，早期文献多采用解析作者简介：邹慧(198O一)，女，

7、四川I自贡人，讲师，硕士，主方法对其进行研究分析，虽然具有物理概念清晰，要研究方向为电机及电力系统分析；范镇南(通信作者)．_；iIW*aPrPowerVo[．38Nf)．2弟38吞弟2别jb葸，寺：疋-5-科倡饭丌刈员水牝仅电1=JL仝瓤电座影Ⅱ，t压波形为目标，在综合考虑上述因素影响的基础上，通过建立多层运动电磁场与电路相耦合的时步有限元模型，分析计算了1台36MW的贯流式水轮发电机定子斜槽设计对空载电压波形质量的影响。1电磁场计算模型本文所分析的贯流式水轮发电机型号为SFWG图1定子绕组耦合电路30-72／7