水轮发电机定子线棒环流计算与换位方案比较研究

为了减小集肤效应的影响,大中型水轮发电机的定子绕组一般采用由数十根股线并联而成的条式线棒。在传统的罗贝尔线棒中,端部磁场的影响使得线棒股线间仍然存在着较大的环流,从而造成附加的环流损耗。环流损耗随着单机容量的增加而增加,由此引起的不均匀温升是造成发电机效率降低、使用寿命缩短的重要原因。因此,对水轮发电机定子线棒换位问题的研究日益受到人们的关注。 本文从分析水轮发电机端部和槽部磁场出发,阐述了股线环流的成因,进而引出了抑制线棒股线环流及其附加损耗的基本原理和方法。分别利用股线回路法和漏感电势法分析了定子线棒的多种换位方案。重点研究了漏感电势法,在前人研究的基础上,总结了360°全换位、空换位和不足360°换位时股线漏感电势的计算方法,并提出了延长360o换位时股线漏感电势的详细计算公式。结合实际科研项目,以漏感电势法为理论依据,利用VB6.0高级编程语言研制了一套水轮发电机定子线棒换位设计软件。 在此基础上,本文对多个电站水轮发电机定子线棒的不同换位方案进行了综合分析与比较研究,并利用第三方数据对优化结果进行了验证,说明了本文方法的正确性和工程实用性。最后得出了对工程设计有较大参考价值的结论。