大型汽轮发电机主绝缘温度场数值模拟与优化研究

本文主要探讨了"大型发电机定子主绝缘温度场数值研究"这一主题，针对一台具有异结构股线的特殊大型汽轮发电机，作者团队——丁树业、孙兆琼、苗立杰和徐殿国在2010年7月的《电机与控制学报》第14卷第7期发表了他们的研究成果。他们旨在通过建立发电机定子的二维流体场模型，考虑通风性能和结构特性，利用有限体积元法对温度场进行数值计算。这个模型旨在模拟发电机内部冷却系统如何影响定子的热行为，尤其是主绝缘部分的温降分布。 他们首先构建了发电机定子径向通风沟内的二维流体动力学模型，这涉及到气流的流动特性以及如何影响热量传递。通过对流体流动的研究，可以预测不同区域的温度变化，这对于理解和优化大型发电机的冷却效率至关重要。 接着，他们进一步建立了发电机定子三维温度场的数学和物理模型，考虑到主绝缘材料的热导率、散热系数等物理参数。通过有限元方法，研究人员能够细致地模拟和分析温度在空间上的分布，从而评估主绝缘可能承受的高温压力，以及可能的热应力影响。 研究结果显示，计算得出的温度场与实际测量数据高度吻合，揭示出定子上层线棒靠近槽口的股线处温度最高。对比上、下层线棒的主绝缘温降，发现两者之间存在显著差异，其中上层线棒的主绝缘温降更大。这表明设计时应特别关注上层线棒的冷却策略，以防止过高的温度导致绝缘材料性能下降或损坏。 这项研究为大型汽轮发电机的主绝缘结构设计提供了宝贵的指导，强调了主绝缘温度控制在大型发电设备运行稳定性中的关键作用。通过数值模拟，工程师们能够更准确地预测和优化定子冷却系统的性能，从而提高整个发电机的可靠性和效率。这篇论文的关键词包括“大型汽轮发电机”、“主绝缘”、“温度场”、“流体场”、“温升”以及“有限体积元法”，反映出其在电力工程领域的实用价值。