电力系统是以大电厂、大机组、高电压为标志的现代化大电网。随着长距离、高电压输电线路和供电电缆线路的大量增加,以及电网峰谷差的日趋增大,导致电网低谷运行时段充电无功功率大量过剩。充电无功功率的大量过剩,使得电网中某些枢纽点电压过高,不仅造成电厂和电网的附加损耗增大,而且影响了电网的电能质量和电力设备的安全运行,甚至可能危及发电机的并列运行。发电机的进相运行是解决上述问题的一种安全、简便、经济、有效的措施。发电机进相运行时,由于端部漏磁通增大,引起发电机端部区域涡流损耗也相应增加。由于定子铁心边端和端部结构件中的涡流损耗增加而导致的发热问题已成为危及发电机正常运行的重要因素。众所周知,汽轮发电机端部区域材质众多、结构形状和涡流分布非常复杂,对于进相运行时发电机端部区域的问题数年前已经提出,至今还没有完满的解决。本文采用A,φ- A三维有限元法建立了大型汽轮发电机进相运行时端部区域的数学模型,模型充分考虑到定、转子铁心的端部效应和端部结构件的空间位置、实际的几何形状以及对磁场计算的影响。然后创建了发电机端部区域的物理模型。以一台QF-150-2型空冷汽轮发电机为例,计算了该发电机在空载、额定负载和进相运行时端部区域的磁场和涡流损耗。计算结果不仅为汽轮发电机的设计和运行提供理论依据,同时也为发电机在不同工况运行时热问题的分析与计算打下了基础。