电网次同步谐振下汽轮发电机组轴系扭振分析

论文摘要

随着国内外多起次同步谐振事故的发生,次同步谐振问题已经引起广泛关注和重视。目前国内外已对机电扰动作用下的轴系次同步谐振特性、响应、监测保护及疲劳寿命等方面进行了广泛的研究。本文建立了汽轮发电机组发生次同步谐振时的故障辨识及响应计算模型,给出了寿命损耗、寿命分配模型。编写了实用的计算程序,计算上都电厂600MW汽轮发电机转子的次同步谐振特性。将发生次同步谐振后的轴系的寿命损耗与冷态启动的寿命损耗进行对比,为次同步谐振跳机标准的制定提供理论依据。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 汽轮发电机组扭振的研究背景
• 1.2 汽轮发电机组扭振研究的重要性
• 1.2.1 扭振的研究背景
• 1.2.2 扭振问题研究的意义
• 1.3 扭振的研究概况
• 1.3.1 扭振分析用机电统一动态数学模型
• 1.3.2 扭振的测试与监测
• 1.3.3 轴系扭振疲劳
• 1.3.4 扭振仿真计算
• 1.4 次同步谐振的研究方法
• 1.4.1 次同步谐振的机理
• 1.4.2 次同步谐振研究的数学方法
• 1.5 本论文的主要工作
• 第二章 次同步谐振判据
• 2.1 次同步谐振概述
• 2.1.1 串补电容与次同步谐振
• 2.1.2 次同步谐振与扭振的相互作用
• 2.2 由电气参数对次同步谐振判据进行分析
• 2.2.1 采集信号的抗干扰处理
• 2.2.2 电流电压信号的序分量计算
• 2.2.3 计算电气量有效值
• 2.2.4 定子绕组d、q 轴自感系数的确定
• 2.2.5 电力系统振荡判据
• 2.3 由衰减率对次同步谐振判据进行分析
• 2.4 小结
• 第三章 轴系固有特性及次同步谐振响应计算
• 3.1 汽轮发电机组轴系模化
• 3.2 次同步谐振下机组轴系模型
• 3.3 轴系扭振固有频率的计算
• 3.4 轴系危险截面的确定
• 3.4.1 截面应力的确定
• 3.4.2 联轴节处应力的确定
• 3.4.3 轴系危险截面的确定
• 3.5 外加力矩的计算
• 3.5.1 蒸汽力矩计算模型
• 3.5.2 电磁力矩计算
• 3.6 次同步谐振响应计算模型
• 3.6.1 无质量等截面的弹性轴段
• 3.6.2 刚性薄圆盘
• 3.6.3 单元轴段传递矩阵
• 3.6.4 应用Riccati 法求解轴系响应
• 3.7 小结
• 第四章 次同步谐振寿命损耗计算
• 4.1 轴系的疲劳损耗
• 4.2 扭振寿命计算
• 4.2.1 材料常数
• 4.2.2 将名义应力应变转化为局部应力应变
• 4.2.3 循环计数
• 4.2.4 损伤计算
• 4.3 疲劳累积理论
• 4.4 轴系扭振寿命损耗计算实现
• 4.5 小结
• 第五章 上都电厂次同步谐振仿真计算
• 5.1 机组概况
• 5.2 轴系固有频率的计算及危险截面的确定
• 5.2.1 轴系固有频率的计算
• 5.2.2 扭振危险截面的确定
• 5.3 外加力矩计算
• 5.4 轴系次同步谐振响应的计算
• 5.5 轴系寿命损耗的计算与分析
• 5.5.1 轴系寿命损耗计算
• 5.5.2 轴系寿命损耗分析
• 5.6 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 上都电厂600MW 汽轮发电机组轴系模化数据
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况