【摘 要】
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水力发电是我国电力工业中一个重要的组成部分。有效开发利用水能资源，对于促进国民经济发展和技术进步具有重要意义。我国水能资源丰富，可开发的装机容量为5.42亿千瓦，经济可开发装机容量高达4.02亿千瓦，开发潜力非常大。水能资源的高效开发，对发电机的容量与额定电压都提出了更高的要求。而发电机额定运行电压的提高受到发电机主绝缘能力的限制。因此，对大型发电机定子线棒的绝缘结构设计与研制，进而改善定子线棒的
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水力发电是我国电力工业中一个重要的组成部分。有效开发利用水能资源，对于促进国民经济发展和技术进步具有重要意义。我国水能资源丰富，可开发的装机容量为5.42亿千瓦，经济可开发装机容量高达4.02亿千瓦，开发潜力非常大。水能资源的高效开发，对发电机的容量与额定电压都提出了更高的要求。而发电机额定运行电压的提高受到发电机主绝缘能力的限制。因此，对大型发电机定子线棒的绝缘结构设计与研制，进而改善定子线棒的场强分布具有十分重要的意义。
本文利用三维建模软件NX10.0建立了水轮发电机定子线棒结构模型，通过COMSOL Multiphysics有限元分析，对定子线棒直线部分横截面角部在不同曲率半径下的电场分布以及电场畸变情况进行了数值分析;探讨了不同内屏蔽结构对绝缘内部电场分布的影响，得出了最优解决方案;对定子线棒端部不同防晕结构的表面电位、电场分布、能量损耗等进行仿真计算和数值分析。利用有限元仿真分析数据，选择性地优化了发电机主绝缘结构和端部防电晕结构。根据优化结果完成了真机定子线棒试制和电气性能实验研究。结果表明:在2倍额定电压作用下，试验线棒的最大局部放电量Qm在400pC～600pC之间，介质损耗角正切tanδ在0.007～0.060之间。完全满足GB标准和IEEE标准中对发电机电气性能的要求。所设计的定子线棒不仅使主绝缘厚度减薄，防电晕结构的长度缩短，而且其击穿场强也有一定程度的提高。
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