汽轮发电机组轴系扭振保护策略研究

论文摘要

随着我国电网容量扩大且已实现联网,电网稳定特性恶化;另外,可控串补电容的使用,增加了次同步谐振发生的概率,从而会造成轴系的严重损坏。本文首先对轴系扭振特性进行了分析;通过对轴向拉压低周Coffin-Manson疲劳模型的研究,推导出适合工程应用的汽轮发电机组转子钢的低周扭转疲劳寿命模型;在保护策略方面提出以疲劳反时限和扭角保护两个轴系扭振保护标准供参考;最后介绍了汽轮发电机组轴系扭振保护装置在伊敏电厂的试验应用,试验表明新的扭转疲劳寿命模型及保护标准可以准确和有效的指导现场安全运行。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 本文的工作及意义
• 第二章 汽轮发电机组轴系扭振特性分析
• 2.1 轴系及典型部件的模化
• 2.1.1 轴系扭振模化
• 2.1.2 模型简化方法
• 2.1.3 轴系扭振特性计算
• 2.2 轴系扭振固有特性的计算
• 2.2.1 轴系扭振固有特性计算方法
• 2.2.2 轴系扭振固有特性计算分析
• 2.3 轴系扭振设计要求
• 2.3.1 轴系扭振频率
• 2.3.2 轴系扭转应力
• 第三章 汽轮发电机组轴系扭转疲劳理论及模型
• 3.1 轴系扭转疲劳理论
• 3.1.1 扭转疲劳概述
• 3.1.2 扭转疲劳算法
• 3.1.3 伊敏电厂25C12MoV 钢疲劳寿命估算
• 3.2 轴系扭转疲劳寿命估算模型
• 3.2.1 工程应用中转子钢低周扭转疲劳模型
• 3.2.2 轴系疲劳寿命评估
• 3.3 本章小结
• 第四章 汽轮发电机组轴系扭振保护策略
• 4.1 各种电网扰动对轴系损伤估算
• 4.1.1 电网扰动与轴系损伤关系
• 4.1.2 次同步谐振下失稳判据
• 4.2 疲劳反时限保护
• 4.2.1 扭振仿真下转子疲劳寿命计算
• 4.2.2 小结
• 4.3 扭角保护标准的研究
• 4.3.1 轴系扭振测量原理
• 4.3.2 轴系扭角保护门槛值计算
• 4.4 扭振保护装置（TSR）的应用
• 4.4.1 TSR 原理
• 4.4.2 TSR 功能及特点
• 4.4.3 伊敏电厂扭振保护装置试验应用
• 第五章 轴系扭振控制分析
• 5.1 轴系扭振在线监测现状
• 5.1.1 TSA 中扭应力测量及分析
• 5.1.2 TSA 中扭应力计算
• 5.1.3 扭振在线监测小结
• 5.2 轴系扭振主动控制
• 5.2.1 在大型汽轮发电机组上实现扭振主动控制的可行性
• 5.2.2 大型汽轮发电机组轴系扭振主动控制方法及特点
• 5.3 轴系扭振被动控制
• 5.3.1 次同步共振及控制
• 5.3.2 超同步共振及控制
• 5.3.3 振荡扭矩冲击性扭振及控制
• 5.4 轴系扭振控制展望
• 第六章 结论和提议
• 6.1 主要结论
• 6.1.1 本文主要工作
• 6.1.2 取得的主要成果
• 6.2 有待进一步开展的工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况
• 附录 锦界电厂 600MW 机组轴系模化数据