[发明专利]一种汽轮发电机定子绕组附加损耗的计算方法

摘要

本发明提供了一种汽轮发电机定子绕组附加损耗的计算方法，该方法包括根据空冷汽轮发电机的实际结构和尺寸建立电机定子直线段温度场实体模型；建立对应于发电机定子直线段温度场实体模型的发电机定子直线段温度场计算模型；对发电机定子直线段温度场计算模型设置材料、边界条件，利用电机定子直线段温度场计算模型进行三维稳态流‑固耦合温度场的有限元计算，得到绕组损耗修正计算的温度场，获取汽轮发电机定子绕组的附加损耗计算表达式。本发明的方法根据伸入通风沟的线棒内股线不受横向漏磁通的影响，提出了带有径向通风沟的汽轮发电机定子绕组的损耗与通风沟的数量、宽度修正计算表达式，可以更加准确地得出发电机定子直线段温度场。

主权项

1.一种汽轮发电机定子绕组附加损耗的计算方法，其特征在于，包括：根据空冷汽轮发电机的实际结构和尺寸建立电机定子直线段温度场实体模型；建立对应于所述发电机定子直线段温度场实体模型的发电机定子直线段温度场计算模型；对所述发电机定子直线段温度场计算模型设置材料、边界条件，利用所述发电机定子直线段温度场计算模型进行三维稳态流‑固耦合温度场的有限元计算，得到绕组损耗修正计算的温度场；根据所述绕组损耗修正计算的温度场获取汽轮发电机定子绕组的附加损耗计算表达式；所述发电机定子直线段温度场的所加损耗包括：定子股线的损耗包括基本铜损耗和附加铜损耗，在定子绕组伸入通风沟的部分只含有基本铜损耗；所述建立的空冷汽轮发电机定子上、下层不等股变截面的附加铜损耗的计算表达式如下：设所述空冷汽轮发电机的上、下层股线数分别为m+x和m‑x根，则上层股线的菲尔德系数为：ξ＝αa其中，a为导线高度，1/α为电磁波透入深度，K_FU是上层股线的菲尔德系数，并且当股线高度小于设定数值时，股线的相对高度ξ在0‑1之间时；其中，I₁为第P根股线下面全部P‑1股线的总电流；i_p为从槽底开始数第P根股线的电流，且上、下层股线电流表示为：式中，i_u为上层股线电流；i_h为下层股线电流，m为上、下层股线之和的一半，x为上、下层股线之差的一半；式中i_c为上层股线数相同情况下股线中的电流，经过计算得到：同理，下层绕组推导公式为：I₁＝i_h(P‑1)上、下层绕组的菲尔德系数为：计算出上、下层股线的菲尔德系数，根据所述上、下层股线的菲尔德系数计算出附加铜耗；定子齿部和轭部的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗；计算出定子各部件的基本损耗具体包括以下三项：三相定子绕组中基本铜损，定子铁芯轭的铁损耗，定子齿的铁损耗；计算出定子各部件的谐波损耗具体包括以下三项：转子磁场高次谐波在定子表面产生的损耗，转子齿谐波在定子表面产生的损耗，转子齿谐波在定子齿中产生的脉动损耗；所述的根据所述绕组损耗修正计算的温度场获取汽轮发电机定子绕组的附加损耗计算表达式，包括：对所述绕组损耗修正计算的温度场进行分析，得到所述绕组损耗修正计算的温度场等效的上、下层绕组附加损耗的菲尔德系数为：其中，l为定子直线段轴向长度，n为定子径向通风沟数量，b为通风沟的宽度，K_FU'是修正后的上层股线菲尔德系数，K_FD'是修正后的下层股线菲尔德系数。