考虑阻尼的汽轮发电机组轴系扭振特性计算

利用模态识别的思想,提出了一种考虑阻尼的汽轮发电机组轴系扭振特性的计算方法。通过在轴系扭振模型中引入若干测点的实测扭角数据,可以计算扭振外阻尼地扭振特性的影响,从而得到更符合实际的扭振固有特性,为机电热耦合扭振分析提供更准确的模态数据,并为扭振故障诊断提供依据。     

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...     

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。     

东方600MW汽轮机轴系扭振敏感性分析

研究转子的动力学特性对其结构参数的敏感性,不仅对保证转子系统的运行安全和振动品质有重要意义,还为转子设计和制造提供了必要的调频手段。本文以东方某600Mw汽轮机轴系为研究对象,采用传递矩阵法及敏感度研究转子参数对轴系扭振频率的影响。轴系频率对转子局部扭转刚度的最大敏感度可达36％,但其轴系扭振振型变化很小。分析结果表明,东方桌600Mw汽轮机轴系扭振固有频率对转子轴颈和联轴器局部的参数较为敏感。其中局部的刚度对扭振频率较低的模态影响较大,局部的转动惯量对扭振频率较高的模态影响较大。对扭振模态影响最大的局部常常在扭振振型变化最大处。     

计算轴系扭振固有特性的Riccati法

本文将Riccati传递矩阵法推广到轴系扭振固有特性的计算,理论分析和数值计算表明,这种方法具有编制程序简单、占有内存少、运算速度快、数值稳定和计算精度高等特点。因此这是一种较为理想的计算轴系扭振固有特性的方法。     

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。     

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态阻尼,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,调整轴系模态阻尼,从而更加准确地模拟轴系扭振特性。     

大型汽轮发电机组轴系扭振问题的探讨

在总结概括国内外有关专家大量工作的基础上，介绍了大型汽轮发电机轴系扭振的形成机量，导致轴系扭振的几种电力系统电气扰动，国系扭振机电数学模型的建立，预防和抑制轴系扭振的方法以及机组固有扭振频率的实机测试。     

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     

国产600MW汽轮发电机组轴系扭振特性的分析

将国产600MW汽轮发电机组视为集中参数的多质量——弹簧扭转系统并运用简单质量分析法计算出机组轴系扭振特性,得出自振频率和相应的扭振模式,为进一步分析电网扰动对轴系的影响提供了基本数据。     

汽轮发电机组简单轴系模型扭转刚度的简易计算

研究汽轮发电机组扭振问题及次同步谐振/振荡时需使用“简单多质量块-弹簧”模型,其中扭转刚度的准确性十分重要。在已知转动惯量、固有模态频率的前提下,提出一种扭转刚度的简易计算方法,该方法根据已有资料给出扭振振型矩阵的估计值,利用模态向量的正交性求解模态扭转刚度矩阵估计值,反算出扭转刚度;考虑计算结果可能存在偏差,再采用牛顿-拉夫逊方法进行修正。给出沙角C厂1号机组的算例,解决了该机组因为缺失扭转刚度数据导致扭振问题不能详细分析、扭振保护设备不能投运的问题。所提方法计算量小、易于实现,也可以用于扭振保护在实测模态频率之后对轴系模型参数的修正。     

汽轮发电机电气参数对次同步扭振阻尼的影响

汽轮发电机是联系轴系机械系统与电力网络的中间环节,其数学模型的表现形式及参数精度对次同步扭振研究的可行性及结论有着直接的影响。通过对机电系统闭环特征值的计算分析,研究了汽轮发电机电气参数对次同步扭振阻尼的影响,指出应注意发电机次暂态电抗参数精度对次同步扭振阻尼有较大影响。     

汽轮发电机组轴系扭振特征值对系统参数的敏感度分析

本文建立了轴系扭振特征值对系统参数敏感度的概念及分析方法,同时给出无阻尼情况下扭振固有频率敏感度的计算方法。以元宝山300MW 机组和国产200MW 机组为例进行了具体计算分析,对两种机组不合格的扭振固有频率提出改善途径。     

定桨恒频风电机组机网扭振的建模与机理

报告了风力机组机网扭振问题的研究现状,指出了研究并网大型风力机组机网扭振问题的必要性。针对定桨恒频双速异步风力发电机,建立了研究风力发电机和电网之间扭振相互作用的统一机电动态模型:利用有限元分析法对风机叶片进行了建模,将风力机机械部分(包括叶片、低速轴、齿轮箱、高速轴、转子组成的旋转系统)等效为柔性连接的三质量块模型,计算了机械旋转系统的固有频率;对电气部分(包括发电机定子和电网)在dq0坐标系下进行了建模。在电磁暂态仿真软件中了建立了仿真模型,通过在输电线路始端设置三相接地短路故障,激发了风力发电机的机网扭振现象。对扭振曲线进行频域分析,发现了扭振频率与计算得出的机械旋转系统固有频率相吻合,验证了模型的准确性。     

汽轮发电机组轴系扭振应力分析系统的模型设计

轴系扭振应力分析系统(TSA)对于机组的扭振事故分析、经济运行及安全保证是十分必要的。本文对TSA涉及的扭振响应模型、电气和蒸汽激振模型、疲劳损伤模型、热暂态模型、扭振振幅监测、模型参数识别及系统功能进行了设计和研究,对TSA的实现提供了坚实的基础。     

汽轮发电机组转子温度分布对其扭转振动的影响

在进行汽轮发电机组轴系扭振分析时,通常假设轴系材料特性参数为常数,然而,在实际条件下,随着轴系温度分布情况的不同,这些特性参数也会相应地发生变化。针对某电厂３００ＭＷ汽轮发电机组在满负荷工况下的轴系温度分布情况,计算了考虑温度分布后轴系扭振各阶固有频率以及响应的变化情况,分析了这些变化对轴系安全性的影响。     

基于发电机扭矩的轴系快速疲劳损伤评价方法研究

通过大型汽轮机组的全尺寸模型模态分析结合轴系扭振基础分析,提出了一种基于发电机扭矩的轴系扭振疲劳损伤评估方法,并采用瞬态分析的方法进行了验证。该方法可绕开测速齿轮和扭振传感器,直接利用发电机端电磁转矩进行疲劳损伤评价,同时也可与基于汽轮机机头扭角数据的轴系扭振损伤评估方法相配合,提高电厂轴系扭振疲劳损伤评估的可靠性和准确性。     

非同期并列时机组轴系扭振的时频分析

三维有限元模型能较好地描述轴系的复杂结构,精确地反映倒角、凹槽等应力集中截面的扭应力情况。以某660 MW汽轮发电机组轴系为研究对象,介绍了应用ANSYS软件求解轴系扭振响应的过程,分析了机组非同期并列时的轴系扭振特性。分析表明：非同期并列时,各截面扭应力幅值迅速达到最大值,之后逐渐振荡衰减,故障对低发间转子危害较大;扭应力主要包括前两阶扭振固有频率和少量的工频成分,不同截面处各模态分量所占比例不同;120°和180° 2种非同期并列情况时的扭振响应特性基本相似,前者的扭应力响应大于后者。研究结果有助于提高机组安全管理水平。     

汽轮发电机组轴系扭振的激光测试技术

介绍了一种先进的激光扭振测试技术。简要地介绍了激光扭振测试技术的原理、特点及在实验室的实际应用情况。指出激光扭振测试技术具有宽广的转速适测范围、非接触、全自动、测量精度高和测量方便等优点,应用时不需要改动待测轴系,安全性好、适用面广。该技术在监测汽轮发电机组轴系的扭振、测量机组轴系扭振固有频率、提高机组运行的安全性等方面有良好的应用前景。     

Torsional vibration characteristics analysis of DFIG‐based wind farm and its equivalent model

As large‐scale wind farms (WFs) are integrated with the power grid, the interaction between the WF and the grid may excite torsional vibration of the shaft of the wind turbine. To study the shaft's torsional vibration characteristics of a doubly fed induction generator (DFIG)‐based WF, a detailed small‐signal model of DFIG is established first. Then the small‐signal model for a WF composed of multiple DFIGs is developed on the basis of the single‐machine model. Modal analysis is employed to investigate the torsional vibration characteristics of a WF made up of several identical DFIGs, whose accuracy is also demonstrated through time‐domain simulation. To simplify the torsional vibration analysis for the DFIG‐based WF, a reduced‐order equivalent model is proposed. The results obtained from modal analysis show that the equivalent model not only precisely maintains all the torsional vibration modes of the original small‐signal model but also greatly reduces the computation complexity. With the equivalent model, the ‘curse of dimensionality’ problem is solved in torsional vibration analysis for large WFs, which is of great help in the design of further damping schemes. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.