大型汽轮发电机组快关汽门技术及轴系扭振监测分析系统

轴系扭振是大机组机网协调运行中的重要问题。本项目结合工程实践,对轴系扭振本征特性、电网异常工况和实施快关过程中轴系扭振响应、扭振疲劳强度分析以及扭振应力在线监测技术进行了全面深入的理论研究和实验,并以此为基础结合火电厂快关汽门的实际需要,对200 MW、300 MW、600 MW等各型机组的轴系扭振固有频率和振型进行了计算和实测;从固有频率和模态振型两方面对轴系扭振特性进行评价,对电网异常工况和汽门快控对轴系扭振影响及轴系扭应力分布进行了计算分析,建立了具有参数辨识及自适应功能的轴系扭振快速响应模型;以此为核心研制了扭振应力在线监测与分析装置,并在国内十余台机组上投入了运行,成为监督大机组轴系扭振的有效手段,为机组实施快关汽门技术的评价提供了可靠的数据。     

汽轮发电机组轴系扭振模型模化及其简化

对汽轮机组轴系扭振模型模铧及当量参数的计算进行了比较深入的分析,给出了轴系模型当量惯性参数及刚性参数的计算,并对国产３００ＭＷ机组轴系进行模化,得到多质量块集中质量模型。经过分析和试算,提出一种快速、有效的模型简化方法,并应用该法对国产３００ＭＷ机组轴系多质量模型进行有效合并。最后通过对当量模型扭振特性的分析计算,证明模型当量参数的计算式是正确的,提出的模型合并方法为轴系扭振模型简化提供了一个有效     

发电机轴系特性动态模拟的可行性探讨

在超高压远距离输电系统中采用串联电容补偿技术后,在某种运行方式或补偿度的情况下,很可能在机械与电气系统之间发生次同步谐振,造成发电机组轴系的破坏。分析了发电机组轴系结构及扭振特点,并对用于扭振研究的两种发电机轴系模型进行比较。基于对国内外发电机轴系仿真研究现状的广泛调研,从轴系扭振特性分析与研究、外接设备试验测试、结合工程应用研究次同步谐振问题三类应用需求分析了现阶段建立发电机轴系物理模拟系统的研究意义和技术方向。关于轴系模型的普适性。考虑了主力机组容量、轴系结构和扭振特性三方面的适用性需求,得出很难通过建立一个轴系模型实现对多种机组轴系扭振特性的“一对多”模拟要求的结论。探索性提出国家电网仿真中心动模实验室实现发电机轴系特性动态模拟的实施方案。     

系统扰动对600MW机组轴系扭振影响及防范措施

结合600 MW发电机组运行实际情况,阐述了系统扰动与600 MW汽轮发电机组轴系扭振问题。全面叙述系统扰动对轴系扭振的响应、轴系扭振的特点、电气扰动对轴系扭振的影响分析、轴系疲劳寿命损耗监测等,并进一步提出轴系扭振的抑制和防范措施,供600 MW汽轮发电机组工作人员借鉴参考。     

基于ANSYS的汽轮发电机组轴系扭振模态分析

汽轮发电机组轴系扭振固有特性分析通常假设轴系材料力学性能参数为常数,而在实际运行过程中机组沿轴系轴向其温度是变化的,轴系材料力学性能参数也会相应地发生变化,从而导致固有特性发生变化,影响轴系扭振响应的计算精度.分析了轴系的模化方法,并通过有限元分析软件ANSYS建立了轴系的有限元模型.针对满负荷工况下的轴系温度分布规律...     

带齿轮和液力变矩器的透平机械轴系扭振特性研究

基于ANSYS软件,采用用户自定义Matrix27刚度单元模化齿轮副的扭转刚度,同时采用用户自定义Matrix27阻尼单元模化液力变矩器泵轮与透平轮的连接阻尼,研究了带齿轮和液力变矩器的透平机械轴系的扭振特性.结果表明:轴系各阶扭振频率随齿轮副啮合刚度的增加而趋于定值;液力变矩器泵轮与透平轮的连接阻尼对轴系扭振频率的影...     

扭振实验台阻尼特性的分析与调整

在扭振实验台上常用直流电动机模拟原动机,直流电动机自身存在惯性特性和转速反馈,使系统高频特性发生改变,加大了扭振的稳定性并增大了轴系模记阻尼,本文分析了这一影响,并采用增 加控制信号的方法修正系统的高频特性,调整轴系模太阻尼,从而更加准确地模拟轴系扭振特性。     

900 MW汽轮发电机组轴系扭振的研究

主要研究了上海外高桥电厂二期工程中的 2台 90 0 MW汽轮发电机组的轴系扭振及疲劳寿命损耗。轴系扭振模型采用集中参数等值模型 ,整个轴系分为 6段。计算结果表明 ,机组扭振频率避开了工频与倍频 ,轴系不会因共振而破坏。在短路故障时轴系扭振是安全的     

汽轮发电机组轴系扭振模型参数识别方法

扭振在线监测和保护设备的扭应力分析精度取决于汽轮发电机组轴系扭振模型与实际轴系在扭振固有特性上的一致性。然而,在模化过程中模型的刚度往往容易出现误差,从而影响扭振分析的准确性。为了估算出模型的扭转刚度参数并消除其扭振固有特性误差,提出了一种通过建立刚度参数微增量与模型固有特性变化量之间的关系方程,求解刚度参数调整量的参数识别方法。经过反复迭代,调整后模型的扭振固有特性可与实测结果非常接近,从而保证扭振应力分析的准确性。     

上汽西门子1000MW超超临界汽轮发电机组轴系振动特性

本文从大型机组轴系弯曲振动、汽流激振及扭振的角度出发,通过对上汽西门子独特创新技术的介绍,分析研究其单轴百万级超超临界汽轮发电机组轴系的稳定性及振动特性,为大型汽轮发电机组轴系振动特性设计及故障分析提供借鉴。     

励磁调节系统对汽轮发电机组轴系扭振的影响

本文研究了瞬态过程中励磁调节系统对汽轮发电机组轴系扭振的影响。以单机300MW汽轮发电机组与无限大电网相连为对象,以电力系统发生单相对地短路、误同期并网以及两相间短路后的重合闸为例,计算分析了励磁系统对汽轮发电机组扭振的作用。     

伊敏-大庆500 kV输电系统次同步谐振分析--兼论发电机轴系共振频率

对伊敏电厂拟安装５００ＭＷ和６００ＭＷ汽轮发电机,并通过有串联补偿的长距离５００ＫＶ输电线发入系统后的过高串补度引发的次同步谐振,进行了分析研究。研究表明,在常规串补情况下,５００ＭＷ发电机较６５００ＭＷ发电机更易被激发轴系次同步谐振,所以在串联补偿度时,前者应成为考核重点,长距离输电系统易发生次同步谐振（ＳＳＲ）,但当受端的等值阻抗值与补偿线路的阻抗值相当时,可能发生ＳＳＲ的频率秋各有１个,伊敏     

基于多传感器信息融合技术的汽轮发电机轴系扭振刚性转速的估计

基于分布式多转速传感器测量信号的冗余性和互补性,利用多传感器信息融合技术提出1种估计刚性转速、实现扭振滤波的方法。基于模态分析理论提出1种刚性转速的融合规则,由1个极小极大问题确定最优的加权因子。通过对传感器故障的检测与分离,提高信息融合方法估计刚性转速的精度和容错能力。对1台实际机组和扭振试验的在线监测数据滤波处理的实践表明,多传感器信息融合刚性转速的滤波方法性能良好且易于实现,是1种解决扭振与汽轮发电机控制系统相互作用问题的有效措施。     

大型汽轮机调节系统的设计对轴系扭振的影响

本文论证了在大型汽轮机调节系统的设计中考虑轴系扭振的必要性,讨论了调节系统影响轴系扭振稳定性的几种原因,并对大型汽轮机调节系统的设计提出了若干建议。     

重合时刻对机组轴系扭振的影响

利用表征重合闸操作影响发电机轴系扭振幅度的等值能量函数,导出了瞬时性故障与永久性故障下重合闸操作对轴系冲击最小的理想重合时刻。在此基础上,给出了能够减小重合操作对严重受扰轴段冲击的重合时刻计算方法及计算步骤。仿真计算验证了文献[1]所提出的模型及该文所确定的优化重合时刻的准确性和计算方法的有效性,为改善实际中重合操作对轴系的冲击奠定了理论基础。     

柔性励磁系统抑制次同步振荡仿真分析

次同步振荡可能会对汽轮发电机的转轴产生严重的威胁,而传统晶闸管励磁系统使用附加励磁阻尼控制器对次同步振荡的抑制效果有限,需要为发电机配置如STATCOM的额外装置。相较于传统晶闸管励磁系统,柔性励磁系统具有双阻尼通道且相互耦合作用小,因此柔性励磁系统相较于传统晶闸管励磁系统对次同步振荡有更强的抑制能力。本文采用Matlab编程对发电机存在的轴系扭振模态进行了计算,并针对其中可能发生次同步振荡的模态设计了基于柔性励磁系统的无功控制器与传统励磁调节通道配合。本文在PSCAD/EMTDC平台上搭建了采用柔性励磁系统的IEEE次同步振荡第一标准模型,验证了柔性励磁系统对次同步振荡的抑制效果。     

考虑整机转矩控制的双馈风机轴系扭振机理分析及抑制策略

双馈风电机组轴系模型可等效为风力机质块经柔性轴与发电机质块连接,其轴系柔性较大,阻尼较低,现场存在轴系扭振现象.提出将整机转矩控制嵌入双馈风机两质量块数学模型中,并进行小信号线性化,得到适用于轴系动态特性分析的双馈风电机组机电小信号模型,基于该模型开展扭振机理分析和抑制策略设计.双馈风机轴系扭振本质原因是电磁转矩与发电...     

500kV串补系统次同步谐振问题的分析计算

本文应用EMTP程序分析了500kV串补输电系统的次同步谐振问题,计算了500MW汽轮发电机组的自振频率、振型和电网的频率阻抗特性,并有针对性地计算了系统各种运行状态下的机组轴系扭矩。计算结果表明,该系统在单机运行、补偿度为50％时将发生次同步谐振。     

基于可观测与可控度的直流输电次同步振荡阻尼控制研究

汽轮发电机组轴系在次同步频率范围内往往存在多个扭振模态。目前对高压直流输电引起的多模态次同步振荡尚缺乏行之有效的抑制策略,系统中多次出现应用次同步振荡阻尼控制器后轴系依然存在明显振荡的现象。应用状态空间法对轴系机械系统进行分析,建立了次同步振荡模态的可观测度与可控度的概念。在设计次同步振荡阻尼控制器时,基于次同步振荡的可控与可观测度进行参数优化。PSCAD/EMTDC的时域仿真结果表明,传统的次同步振荡阻尼控制器对于可观测与可控度较低的振荡模态抑制效果较差,而所提出的基于可观测与可控度的次同步振荡阻尼控制     

风力发电机组轴系扭振模式稳定性分析

针对带串联补偿装置的并网双馈风力发电机组轴系扭振模式的稳定性,搭建了风力发电机轴系的三质量块等效模型,用小扰动法分析了轴系不同质块间的扭振模式。基于矩阵束算法辨识串联补偿度对风电场发电机组轴系扭转模式稳定性的影响,分析表明在故障情况机组轴系可能发生暂态扭矩放大。在PSCAD/EMTDC中搭建了某实际风电场中风力机轴系和发电机电磁暂态模型以及电网其它部分模型。仿真结果表明:电网故障会引发轴时系扭振模式不稳定现象,同时验证了串联补偿影响轴系扭振模式的稳定性。