[發明專利]一種汽輪發電機定子繞組附加損耗的計算方法

有效

• 申請號: 201710564940.7
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107301302B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 李偉力;蘇營;李金陽;王蒲瑞;李勇;沈稼豐;曹君慈;李棟;張曉晨;薛易;靳慧勇
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種汽輪發電機定子繞組附加損耗的計算方法，其特征在于，包括：

根據空冷汽輪發電機的實際結構和尺寸建立電機定子直線段溫度場實體模型；

建立對應于所述發電機定子直線段溫度場實體模型的發電機定子直線段溫度場計算模型；

對所述發電機定子直線段溫度場計算模型設置材料、邊界條件，利用所述發電機定子直線段溫度場計算模型進行三維穩態流-固耦合溫度場的有限元計算，得到繞組損耗修正計算的溫度場；

根據所述繞組損耗修正計算的溫度場獲取汽輪發電機定子繞組的附加損耗計算表達式；

所述發電機定子直線段溫度場的所加損耗包括：

定子股線的損耗包括基本銅損耗和附加銅損耗，在定子繞組伸入通風溝的部分只含有基本銅損耗；

所述建立的空冷汽輪發電機定子上、下層不等股變截面的附加銅損耗的計算表達式如下：

設所述空冷汽輪發電機的上、下層股線數分別為m+x和m-x根，則上層股線的菲爾德系數為：

ξ＝αa

其中，a為導線高度，1/α為電磁波透入深度，K_FU是上層股線的菲爾德系數，并且當股線高度小于設定數值時，股線的相對高度ξ在0-1之間時；

其中，I₁為第P根股線下面全部P-1股線的總電流；i_p為從槽底開始數第P根股線的電流，且上、下層股線電流表示為：

式中，i_u為上層股線電流；i_h為下層股線電流，m為上、下層股線之和的一半，x為上、下層股線之差的一半；

式中i_c為上層股線數相同情況下股線中的電流，經過計算得到：

同理，下層繞組推導公式為：

I₁＝i_h(P-1)

上、下層繞組的菲爾德系數為：

計算出上、下層股線的菲爾德系數，根據所述上、下層股線的菲爾德系數計算出附加銅耗；

定子齒部和軛部的鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗；

計算出定子各部件的基本損耗具體包括以下三項：三相定子繞組中基本銅損，定子鐵芯軛的鐵損耗，定子齒的鐵損耗；

計算出定子各部件的諧波損耗具體包括以下三項：轉子磁場高次諧波在定子表面產生的損耗，轉子齒諧波在定子表面產生的損耗，轉子齒諧波在定子齒中產生的脈動損耗；

所述的根據所述繞組損耗修正計算的溫度場獲取汽輪發電機定子繞組的附加損耗計算表達式，包括：

對所述繞組損耗修正計算的溫度場進行分析，得到所述繞組損耗修正計算的溫度場等效的上、下層繞組附加損耗的菲爾德系數為：

其中，l為定子直線段軸向長度，n為定子徑向通風溝數量，b為通風溝的寬度，K_FU'是修正后的上層股線菲爾德系數，K_FD'是修正后的下層股線菲爾德系數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述發電機定子直線段溫度場計算模型包括定子齒、定子軛、定子上層股線、上層股線絕緣、上層排間絕緣、定子上層主絕緣、定子下層股線、下層股線絕緣、下層排間絕緣、定子下層主絕緣、層間絕緣、定子槽楔、槽楔絕緣、通風溝。