大型燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)繞組端部事故的預(yù)防措施

徐佩偉

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

發(fā)電機(jī)的容量比較大時(shí)，定子繞組內(nèi)的電流也很大。定子繞組端部是復(fù)雜的漸開(kāi)線結(jié)構(gòu)形式，使端部產(chǎn)生很大的漏磁場(chǎng)。這個(gè)旋轉(zhuǎn)的漏磁場(chǎng)與定子電流相互作用，產(chǎn)生很大的交變力。尤其是在發(fā)電機(jī)發(fā)生三相短路時(shí)，所受到的電動(dòng)力沖擊遠(yuǎn)大于額定狀態(tài)，經(jīng)常引起發(fā)電機(jī)定子繞組“線棒”端部的振動(dòng)并導(dǎo)致絕緣的磨損和絕緣擊穿事故，給發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行帶來(lái)很大的隱患。在國(guó)內(nèi)外有關(guān)大型發(fā)電機(jī)發(fā)生事故的調(diào)查分析報(bào)告中，特別強(qiáng)調(diào)了這種端部振動(dòng)故障模式是事故發(fā)生率最多的。因此，大型汽輪發(fā)電機(jī)繞組端部的設(shè)計(jì)及端部電動(dòng)力的準(zhǔn)確計(jì)算、優(yōu)化和精確的預(yù)測(cè)，是預(yù)防事故發(fā)生的重要措施。由于采用三維有限元法對(duì)350 MW大型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)定子繞組端部磁場(chǎng)進(jìn)行了準(zhǔn)確的計(jì)算分析，并在此基礎(chǔ)上精確地計(jì)算了定子繞組端部所受到的電動(dòng)力，解決了在幾何建模、有限元離散等方面的困難，提高了端部電動(dòng)力的計(jì)算精度，更為大型透平發(fā)電機(jī)定子繞組端部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)該機(jī)的全部國(guó)產(chǎn)化打下基礎(chǔ)，最重要的還是能夠防止運(yùn)行事故的發(fā)生。

1 計(jì)算分析方法

額定功率為350 MW的這種大型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，主要參數(shù)如下:額定容量為411.764 MVA;額定電壓為20 kV;額定電流為11.886 kA;額定頻率為50 Hz;功率因數(shù)為0.85;極數(shù)為2;并聯(lián)支路數(shù)為3;定子“槽數(shù)”為72;接線形式為Y;節(jié)距為1－30。

大型透平發(fā)電機(jī)定子繞組端部承受電動(dòng)力的計(jì)算，曾經(jīng)先后采用過(guò)下述3種方法:(1)經(jīng)驗(yàn)公式法:計(jì)算切向力時(shí)，主要取決于電流 、周期和定子鐵心“槽數(shù)”?！?br>