[00325013]纳米应用与大电机绝缘结构场路耦合数值分析优化软件

一、内容简介

本项目以提高大电机定子线棒端部绝缘耐电晕性能为目标，研发出环氧树脂基无机微-纳米非线性防晕漆,开发环氧树脂基无机微-纳米防晕漆与现有碳化硅防晕漆相比，其表面电阻率减小，非线性系数提高20%以上。

以改善定子线棒绝缘电场集中现象，提高绝缘介电性能为目标，研发了环氧树脂基无机纳米复合材料，开发环氧树脂/无机纳米复合材料的介电常数及介质损耗均低于纯环氧树脂,而击穿场强提高约30%。以改善定子线棒端部电场分布为目标，利用COMSOL Multiphysics软件对端部防晕结构进行仿真分析，通过软件二次开发并结合遗传算法对定子线棒端部防晕结构进行优化设计。

二、技术特点及主要技术指标

通过COMSOL Multiphysics软件二次开发的场路耦合三维模型数值分析,提出一种基于防晕材料参数改进、分阶绝缘尺度配合及定子线棒端部结构形态调整以降低发电机定子线棒绝缘端部电位、电场和损耗的优化设计方案,并成功应用于24kV级电机线棒的设计制造中,突破了大电机高压绝缘国产化的关键技术;通过COMSOL Multiphysics软件的三维模型对定子线棒绝缘内屏蔽结构和罗贝尔线棒换位方式进行数值分析，提出一种基于内屏蔽结构改进、换位结构形态调整以降低发电机定子线棒绝缘最大场强电场和不均匀系数的300°不完全换位优化设计方案，开发了基于参数化建模的线棒软件，并利用单根线棒进行了实验验证。

在3倍额定电压下，线棒端部最大场强仅为起晕场强的36.7%,线棒端部场强降至136kV/m以下;利用场路耦合分析方法对定子线棒绝缘内屏蔽结构和罗贝尔线棒换位方式进行优化设计。结果表明:采用300°不完全换位时,定子线棒最大场强比360°换位时减小约3~6%。

三、转化条件及成本

100万元