电磁设计是发电机设计的基本,抽水蓄能发电机设计主要包括:电磁设计、结构设计、绝缘设计、热设计等,其中电磁设计是核心。电磁设计就是根据合同的要求及相关标准确定电路和磁路的结构,即铁心和槽型尺寸、绕组的匝数和截面,核算电机的参数和性能满足合同要求。
抽水蓄能机组单机容量30万35万的,主流电磁设计如下:这个统计,应该可以涵盖90%的机型。
XM抽蓄,它的槽数有些奇怪,尽管可行。与哈电尚义比,短距系数偏低,有些非主流。XM下部也有跳线,上部汇流环相对要少。对称接法是近几年发展出来的。XM槽数276.等距,短距系数0.761(这个值偏小)。NH 252,采用短距接法,有少许不平衡。最新的252对称,采用整距,短距系数1,无不平衡电流。所以说,XM的设计有些特殊。
SZ也是428.6, 基本不会有项目还会采用15.75kv,槽数多,支路数多,绕组端部复杂,重量多。如果高海拔地区 不排除还会有15.75 、428.6转速 7支路的机组 ,尤其是容量到350MW,海拔到3500以上的。
ZA,35万,375转,单一机组,很少采用。
333.3转速的目前都是3支路 槽电流7000+ 从之前行业内专家观点来看 更倾向于降低槽电流 ,不排除后续也用分数极路比采用4支路。某个机组在一定的限制条件下,定子内径和铁心高度基本是固定的。线棒股线数和股线的宽度和厚度的选择是受一定条件的限制,不可能过多的股线数(集肤效应),这就形成某个机型,大约的槽电流值(对应的是每极容量)。
有些文件上,采用机组容量对应槽电流,是不正确的。如某个低转速机组,铁心高度小,无法布置线棒股线,只能采用更多的支路数,降低支路电流,设计成低槽电流的机组。应该还包括换位能力,过多的股线,会是换位困难或不能实现。这是个重要因素。对应高转速机组,其铁心长,就可容纳更多股线(换位考虑)。即可实现更大的槽电流。这就是GX1期的设计,同时槽的尺寸还受磁密的约束。
高槽电流的定子温升确实高(但满足设计条件);低槽电流的设计可实现较低的温升和更高的效率
电磁设计有以下关注点:
(1)电机能力的参数,如:额定功率、电流、转距等,这类参数表明了电机在安全工作范围内所能达到的最大能力。
(2)电机运行条件的参数,如:额定电压、频率、转速等参数,这类参数要求电机在运行时必须保证,否则电机将不能正常运行,这是由电磁设计决定的。
(3)电机性能优劣的参数,如效率、温升等
(4)铁心结构。包括:铁心长度、三圆直径以及槽数和槽型尺寸
(5)核算各处磁密、电密及热负荷,电密和热负荷是否合理则主要取决于电机的冷却方式和冷却条件。