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题名汽轮发电机转子匝间短路对定子热响应特性的影响
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作者
张文
何玉灵
徐明星
代德瑞
王晓龙
李俊卿
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机构
华北电力大学电力机械装备先进制造与智能运维河北省工程研究中心
华北电力大学电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室
华北电力大学苏州研究院
华北电力大学电力工程系
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出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第6期13-24,共12页
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基金
国家自然科学基金(52177042)
河北省自然科学基金(E2022502003)
+4 种基金
中央高校基本科研业务费专项基金(2023MS128)
河北省第三批青年拔尖人才支持计划([2018]-27)
河北省高层次人才资助项目(B20231006)
苏州市社会发展科技创新项目(SS202134)
河北省研究生创新能力培养资助项目(CXZZBS2023149)。
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文摘
本文分析了汽轮发电机转子匝间短路故障前后定子热响应特性,不仅考虑转子匝间短路引起电压下降对发电机强励动作的影响,还研究了热分布不平衡而引起的定子力学响应。首先推导了正常情况和转子匝间短路故障后加强励磁电流下的气隙磁通密度,得到了铁心损耗和绕组铜耗的解析表达式;然后建立了发电机故障前后的三维有限元仿真模型,对不同短路程度故障下的铁心损耗、绕组铜耗与定子温度进行了求解计算;最后实测了CS-5型故障模拟发电机在正常运行和不同短路程度故障下的定子温度,实验结果与理论分析、有限元仿真结果基本一致。结果表明,转子匝间短路故障后由于励磁电流的增强,发电机铁心损耗和绕组铜耗均会增加,定子温度明显上升,并且随着短路程度的增加而加剧;定子端面边缘位置的变形和应力幅值最大并且为热响应下的危险位置。
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关键词
汽轮发电机
转子匝间短路
强励动作
损耗特性
定子
热响应
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Keywords
turbo generator
rotor interturn short circuit
reinforced exciting current action
loss characteristic
stator
thermal response
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分类号
TM311
[电气工程—电机]
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题名考虑气隙偏心时短路因素对发电机端部绕组振动的影响
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作者
徐明星
何玉灵
张文
代德瑞
刘翔奥
唐贵基
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机构
华北电力大学电力机械装备先进制造与智能运维河北省工程研究中心
华北电力大学电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室
华北电力大学苏州研究院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第14期112-121,共10页
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基金
国家自然科学基金(52177042)
河北省自然科学基金(E2020502032)
+4 种基金
中央高校基本业务费专项基金(2023MS128)
河北省第三批青年拔尖人才支持计划([2018]-27)
河北省研究生创新能力培养资助项目(CXZZBS2023149)
河北省高层次人才资助项目(B20231006)
苏州市社会发展科技创新项目(SS202134)。
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文摘
端部绕组振动是导致绝缘磨损和退化的关键因素之一,因此对同步发电机在转子匝间短路下的端部绕组振动特性进行了研究。不同于以往,该研究不仅考虑了转子匝间短路程度,还考虑了转子匝间短路位置和气隙偏心程度对端部绕组振动的影响。首先理论推导得出定子端部绕组的受力表达式;然后基于电磁-结构耦合模型得到了绕组电磁力及其力学响应特性,如变形、应变和应力;最后在CS-5故障模拟发电机进行试验验证。试验结果与理论分析、有限元计算结果基本一致。结果表明,转子匝间短路会给绕组电磁力带来额外的50 Hz(基本频率)、150 Hz和200 Hz的谐波。随着气隙偏心程度/转子匝间短路程度/短路位置与大齿之间距离增大,端部绕组电磁力/振动加剧。此外,复合故障对端部绕组振动影响更为严重。在定子绕组电磁力作用下,定子绕组鼻端部位为最大变形位置,同时绕组直线段与端部的连接处易发生绝缘磨损,在制造及后期维护中应重点关注。
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关键词
同步发电机
转子匝间短路
气隙偏心
电磁力
绕组振动
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Keywords
synchronous generator
rotor interturn short circuit
air-gap eccentricity
electromagnetic force
winding vibration
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分类号
TM311
[电气工程—电机]
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