抽水蓄能发电电动机支路选择技术

百科   2024-12-24 07:02   湖南  

对于发电电动机,当容量、电压及转速等选择比较匹配时,通过优选电机的支路数(即极数的因数。如对 n=500r/min 的电机,2P=12.可选支路数为 1、2、3、4、6、12),可采用对称绕组标准相带常规接法或大、小相带交换上、下层导体或借槽的特殊接法,均可获得每相每支路为对称绕组目技术性能和经济指标较好的电机。

支路选择(1)列出所有可选支路数。(20计算出每个支路所对应的槽电流。(3)按合适的槽电流确定支路数.并联支路数与极数、转速的关系: 

转速 (r/min)

极对数

可选并联支路数


428.6

7

12714


333

9

1236918


272.7

11

121122


230.8

13

121326


176.4

17

121734


157.9

19

121938


130.4

23

122346


500

6

1、2、3、4、6、12


300

10

1、2、4、5、10、20


375

16

124816


187.5

32

12481632



但对于一些特殊转速(如n=428.6r/min;2P=14;n=272.7r/min,2P=22) 的电机,尤其是发电电动机,以往认为,如采用对称绕组,只有在一定容量和特定额定电压下才能获得合适的槽电流和合理的电气参数,否则需采用不对称绕组。然而,进一步分析计算和研究表明,对特殊转速的发电电动机,在条件(容量、电压等) 基本相同的情况下,通过选择合适的槽数,并采取特殊的绕组接法,仍然可获得支路数不是极数因数的对称绕组或不对称绕组且技术性能和经济指标优于常规绕组的电机。

近几年较多额定容量为 300MW、转速 428.6r/min、2P=14(极数因数为1、2、7、14)的抽水蓄能电站机组,采用4 支路对称绕组,如荒沟和文登永泰。而再些年一般采用对称绕组 (a=7) 设计,额定电压为15.75kV(如清蓄、深蓄),绕组通过标准相带接法,其每相每支路为对称绕组,但槽电流偏低、电气性能和经济性不够理想。另外一种优选方案是,电压调整为18kV,支路数选为4(非极数因数),优选槽数(如252槽),绕组采用特殊接法,可获得槽电流适中、技术性能和经济指标较理想的支路对称的对称绕组电机。

因此采用7支路对称绕组或 4支路对称绕组设计,在技术上都是可行的,但对称4支路绕组方案从性能、结构以及安全可靠性方面更具优势。

从上表可以看出,采用4支路绕组能克服 1、2 支路和7支路绕组的缺点,其主要优点如下:可获得合理的槽电流,提高电机的经济性的同时,使电机性能优越、结构合理、制造安装工艺更好、维护简单、运行更加安全可靠,并可解决容量、电压和转速之间不匹配的矛盾;若选择18kV额定电压,可使额定电流降低,节省母线用铜量并使电站高压电气设备选择和匹配容易;缩短电机铁心长度,有利于定转子铁心压紧、使温升分布更均匀、提高轴系的稳定性,减轻电机重量并降低成本。另外,主保护方案设计简单,并可节省主保护设备占地面积等。

对 428.6r/min 的4支路绕组接线发现,采用合适的槽数和特殊接线方式完全能获取对称4支路绕组,且未增加线棒的种类和规格,仅需调整线棒连接或极间连接线的连接方式。因此,不会增加额外的成本和安装费用;与7支路绕组比,由于线棒数量的减少,可减少绕组的下线周期。

同时采用4支路绕组可以有效地解决容量、电压、转速之间的矛盾。对称 4支路绕组的定子铁心长度比对称7支路绕组的短;4支路绕组,尤其是对称4支路绕组,电机的Xd”明显大于7支路绕组的Xd”,在发生短路等故障时可有效地限制短路电流,减轻对电机和电网的冲击,降低开关等电气设备的成本。4支路绕组电机的利用系数明显高于对称7 支路绕组,提高了材料利用率。

抽水蓄能与储能技术
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