CN102116671B - 测量发电机组轴系模态频率的扫频方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的测量发电机组轴系模态频率的扫频方法包括：a.获取仿真发电机组发生次同步振荡的多个模态频率；b.用信号发生器在次同步振荡抑制装置的输入端输入一个模态频率作为激发信号；c.改变激发信号的输入幅值，直到被激发出来的发电机转速变化模态数据稳定在预定模态信号幅值；d.记录该模态频率下激发信号和检测到的发电机转速变化模态数据；e.以预定步长在所述模态频率的预定范围内扫描，重复步骤b、步骤c和步骤d；f.根据记录下的发电机转速变化模态数据，确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。相对于现有的试验手段，本发明无需通过其他专用设备，就可以精确确定多台发电机组模态频率。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量发电机组轴系模态频率的扫频方法。
背景技术
大型火力汽轮机组是我国电力系统的关键设备之一，大功率机组的轴系具有轻质柔性、多支承、大跨距、高功率密度的特征，轴系固有频率谱相对较密，诱发振动的能量较低；同时电网也在朝着超高压远距离方向发展，电网大量采用串补电容提高电网输电能力，另外其它电力电子元件及控制技术在电网中的应用也使诱发发电机组次同步振荡的潜在因素日益增加，使发电机组轴系扭振问题越来越严重。电机组轴系扭振还会激发电网的振荡，造成线路跳闸或机组解列，直接影响系统的稳定和用户的经济利益。
如何准确测试现场安装后的大型汽轮发电机组的轴系机械扭振模态是保护机组轴系的关键。目前国内测试该项内容的方法是将大型发电机运行起来后做多种扰动试验，如机组同期、解列、线路投切、机组甩负荷等。
这种测试方法的缺点是：不能保证试验每次都是充分有效的，且对机组和电网运行有一定的破坏性。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种测量发电机组轴系模态频率的方法。
本发明的测量发电机组轴系模态频率的扫频方法包括a.获取仿真发电机组发生次同步振荡的多个模态频率；b.用信号发生器在次同步振荡抑制装置的输入端输入一个模态频率作为激发信号；c.改变激发信号的输入幅值，直到被激发出来的发电机转速变化模态数据稳定在预定模态信号幅值；d.记录该模态频率下激发信号和检测到的发电机转速变化模态数据；e.以预定步长在所述模态频率的预定范围内扫描，重复步骤b、步骤c和步骤d；f.根据记录下的发电机转速变化模态数据，确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。
优选地，在步骤d中，所述激发信号和检测到的发电机转速变化模态数据包括：激发出来的发电机转速模态信号与信号发生器输入的激发信号之间的相位差；以信号发生器输入的激发信号幅值进行归一化的发电机转速模态信号的幅值。
优选地，在步骤f中，所述相位差曲线中曲线斜率最大处频率为次同步振荡频率，从而确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。
优选地，在步骤f中，所述发电机转速模态信号的幅值最大处的频率为次同步振荡频率，从而确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。
优选地，所述预定模态信号幅值为0.04～0.08弧度/秒。
优选地，所述预定步长为0.01Hz。
优选地，所述预定范围是±1.5Hz。
优选地，步骤c还包括：发电机转速变化模态数据在预定时间段内在预定模态信号幅值保持稳定。
优选地，所述预定时间段为300秒。
本发明提出一种基于无功补偿理论开发的新型无功补偿装置，次同步振荡抑制装置(SSR-DS)在工程中精确测量多台发电机组轴系模态频率的扫频方法，并且在装备此设备的工程中无需通过其他专用设备，就可以精确确定发电机组的模态频率，可操作性强，经济效益显著。
本方法相对于现有的通过大型发电机组人工并解列、甩负荷、调整发电机励磁等试验手段，具有准确、经济、可重复等优点，无需通过其他专用设备，就可以精确确定多台发电机组模态频率，可操作性强，经济效益显著，对解决发电厂和电网的次同步振荡问题具有重大意义。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的实验系统；
图2是确定发电机组的某一模态频率的方法流程图；
图3是本发明一种实施方式中一种模态的频率与相移曲线；
图4是本发明一种实施方式中一种模态的频率与幅值曲线。
具体实施方式
图1是本发明一种实施方式的实验系统，所述系统包括发电机组101、电网102、次同步振荡抑制装置(SSR-DS)103、转速测量及分析系统104、串补线路105、信号发生器106。次同步振荡抑制装置的功能就是将通过信号发生器加入的单模态激发信号进行处理并向电网发出无功功率，最终激发出所加频率的发电机组轴系的次同步振荡单模态信号。次同步振荡抑制装置(SSR-DS)103的安装位置是在位于发电厂的电网起点，串补线路104处于整个电网102的中段。
根据本发明一种具体实施方式的测量发电机组轴系模态频率的扫频方法：
在步骤201，获取仿真发电机组发生次同步振荡的多个模态频率。所述仿真数据可以各种目前公知的仿真软件获得，例如saber仿真软件、EMTP、EMTDC等电磁暂态仿真类软件以及NETOMAC等。所述仿真数据可以从与特定的软件接口中读取，也可以从存储所述仿真数据的数据库中读取。
在步骤202，用信号发生器在次同步振荡抑制装置的输入端输入一个模态频率作为激发信号。在该步骤中，用信号发生器向次同步振荡抑制装置(SSR-DS)中加入仿真分析出来的发电机组次同步振荡的某一模态频率的激发信号，使系统的这一模态频率被激发出来。
在步骤203，改变激发信号的输入幅值，直到被激发出来的发电机转速变化模态数据稳定在预定模态信号幅值。预定模态信号幅值优选为0.04～0.08rad/s，
优选地，发电机转速变化模态数据在预定时间段内在预定模态信号幅值保持稳定。所述预定时间段优选为300秒，即，在被激发出来的发电机转速变化模态数据稳定在预定模态信号幅值之后，稳定运行300秒，以便在步骤204记录该点频率下激发信号和检测到的发电机转速变化模态数据，即，进行数据记录和波形记录。优选地，所述激发信号和检测到的发电机转速变化模态数据包括：激发出来的发电机转速模态信号与信号发生器输入的激发信号之间的相位差；以信号发生器输入的激发信号幅值进行归一化的发电机转速模态信号的幅值。
在步骤205，以预定步长在所述模态频率的预定范围内扫描，在步骤206，判断增加步长后频率是否超出模态频率的预定范围，如果未超出范围，则重复步骤202、步骤203和步骤204。预定步长优选为0.01Hz，预定范围优选为以该模态频率为中心-1.5Hz到+1.5Hz的范围。在一个优选实施例中，以0.01Hz的步长进行这一模态频率值±1.5Hz的范围内扫描，每个步长持续时间为300秒，依照前述步骤，记录每一次试验的数据和波形。
如果超出范围，则到步骤207，根据记录下的发电机转速变化模态数据，确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。
优选地，所述相位差曲线中曲线斜率最大处频率为次同步振荡频率，从而确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。图3是三台发电机组的频率与相角差曲线。描绘出以模态频率为横轴、激发出来的模态信号与原信号发生器输入的激发信号之间的相位差为纵轴的曲线，频率与相角差曲线中曲线斜率最大处频率为次同步振荡频率。
优选地，所述发电机转速模态信号的幅值最大处的频率为次同步振荡频率，从而确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。图4是三台发电机组的频率与模态幅值曲线。绘制以模态频率为横轴、以原信号发生器输入的激发信号幅值进行归一化的模态信号幅值曲线，频率与模态幅值曲线中幅值最大处频率为次同步振荡频率。
根据图3和图4的曲线可以精确确定此运行工况下的发电机组轴系次同步振荡单模态频率。
依照上述方法，还可分别确定出此运行工况下的其他模态的频率。然后再依次选择几种典型运行工况，分别描绘出上述两个频率与相角差曲线和频率与模态幅值曲线，进行比对，以确定运行工况是否对发电机轴系次同步振荡单模态频率产生影响。
通过实验证明，运行工况的不同对模态频率有一定影响，并且每台运行的机组都会有所不同，但影响很小，基本上是一致的，所以工程中可以通过任一运行工况来最终确定发电机组轴系次同步振荡单模态频率。
尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到：在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。
Claims (9)
1.一种测量发电机组轴系模态频率的扫频方法，其特征在于，所述方法包括：
a.获取仿真发电机组发生次同步振荡的多个模态频率；
b.用信号发生器在次同步振荡抑制装置的输入端输入一个模态频率作为激发信号；
c.改变激发信号的输入幅值，直到被激发出来的发电机转速变化模态数据稳定在预定模态信号幅值；
d.记录该模态频率下激发信号和检测到的发电机转速变化模态数据；
e.以预定步长在所述模态频率的预定范围内扫描，重复步骤b、步骤c和步骤d；
f.根据记录下的发电机转速变化模态数据，确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤d中，所述激发信号和检测到的发电机转速变化模态数据包括：激发出来的发电机转速模态信号与信号发生器输入的激发信号之间的相位差；以信号发生器输入的激发信号幅值进行归一化的发电机转速模态信号的幅值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤f中，所述相位差曲线中曲线斜率最大处频率为次同步振荡频率，从而确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤f中，所述发电机转速模态信号的幅值最大处的频率为次同步振荡频率，从而确定发电机组的次同步振荡单模态频率值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定模态信号幅值为0.04～0.08弧度/秒。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定步长为0.01Hz。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定范围是±1.5Hz。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤c还包括：发电机转速变化模态数据在预定时间段内在预定模态信号幅值保持稳定。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预定时间段为300秒。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1146560A1 (ru) * | 1983-02-17 | 1985-03-23 | Предприятие П/Я М-5209 | Устройство дл измерени частоты резонатора крутильных колебаний |
| JP2002257622A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-11 | Hitachi Ltd | 誘導電動機ロータバーのねじり固有振動数検出装置 |
| CN101169352A (zh) * | 2007-11-29 | 2008-04-30 | 四方电气(集团)有限公司 | 测试大型汽轮发电机组轴系扭振模态的扫频法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1146560A1 (ru) * | 1983-02-17 | 1985-03-23 | Предприятие П/Я М-5209 | Устройство дл измерени частоты резонатора крутильных колебаний |
| JP2002257622A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-11 | Hitachi Ltd | 誘導電動機ロータバーのねじり固有振動数検出装置 |
| CN101169352A (zh) * | 2007-11-29 | 2008-04-30 | 四方电气(集团)有限公司 | 测试大型汽轮发电机组轴系扭振模态的扫频法 |
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