机电扰动下大型汽轮发电机组轴系扭振分析

论文摘要

为了更好地监测大型汽轮发电机组扭振,对机电扰动故障机理的分析显得至关重要。本文在多段集中质量模型的基础上,考虑了阻尼、叶片等轴系附加结构对轴系扭振的影响,并将其模化为附加转动惯量,使轴系扭振模型更接近机组实际情况。同时,本文以伊敏电厂500MW机组为实例,进行了现场扭振试验,并编制了相应软件,对轴系扭振故障进行了固有频率计算、危险截面判定,以及响应分析,为大型汽轮发电机组轴系扭振的在线监测与寿命保护奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 背景与意义
• 1.2 机电扰动故障概述
• 1.2.1 机电扰动故障的分类
• 1.2.2 次同步机电共振
• 1.2.3 振荡扭矩冲击性扭振
• 1.3 扭振研究现状及发展动态
• 1.3.1 扭振机理的研究
• 1.3.2 扭振的测试与监测设备
• 1.3.3 扭振的预防与抑制
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 扭振模型的建立
• 2.1 扭振模型综述
• 2.1.1 轴系模型
• 2.1.2 汽轮机及调速系统模型
• 2.1.3 发电机及励磁调节系统
• 2.1.4 电力网络
• 2.1.5 机网接口
• 2.2 扭振微分方程
• 2.3 轴系的模化
• 2.3.1 轴系本体的分段
• 2.3.2 轴段扭转刚度的计算
• 2.4 工程实际中叶片转动惯量的估算方法
• 2.5 轴系扭振固有频率计算
• 2.6 叶片转动惯量对扭振计算的影响
• 2.7 小结
• 第三章 轴系扭振阻尼分析
• 3.1 扭振阻尼概述
• 3.1.1 电气阻尼
• 3.1.2 机械阻尼
• 3.2 阻尼的识别
• 3.3 各种故障实例的阻尼识别
• 3.3.1 机组概况
• 3.3.2 测试设备基本工作原理及试验基本情况
• 3.3.3 机组实测及阻尼识别
• 3.3.4 试验结果分析
• 3.4 小结
• 第四章 机电扰动故障下轴系扭振响应计算与寿命损耗分析
• 4.1 响应计算
• 4.1.1 轴系的响应计算
• 4.1.2 危险界面的确定
• 4.2 寿命损耗研究方法
• 4.2.1 轴系扭振寿命的计算
• 4.2.2 疲劳累计理论
• 4.2.3 线性疲劳累积损伤理论
• 4.3 小结
• 第五章 伊敏电厂机电扰动下轴系扭振仿真与分析
• 5.1 机组概况
• 5.2 轴系扭振固有频率计算及危险截面的确定
• 5.2.1 固有频率的计算
• 5.2.2 危险界面的确定
• 5.3 机电扰动下轴系扭振响应与寿命损耗计算
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 6.1 本文完成的主要工作和取得的成果
• 6.2 有待进一步开展的工作
• 参考文献
• 致谢
• 附录 1 伊敏电厂 500MW汽轮发电机组轴系模化数据
• 附录 2 伊敏电厂 500MW汽轮发电机组叶片参数
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况