[發明專利]一種測定發電機軸系固有頻率的方法

有效

• 申請號: 202110008190.1
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112834216B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 宋暢;李巍;劉建海;張象榮;李延兵;李鳳軍;暴鋒;孫大山;張亞龍;鄭廣峰;王安西
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司國華電力分公司;陜西國華錦界能源有限責任公司;榮信匯科電氣技術責任有限公司
• 主分類號: G01M13/028
• 分類號: G01M13/028;G01H13/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 李瀟

1.一種測定發電機軸系固有頻率的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、通過發電機制造廠家提供的參數，計算出發電機扭振固有頻率的理論值，并設定參數；

S2、在發電機出線端或出線變壓器的高壓側裝備STATCOM，STATCOM在正常狀態下用于抑制次同步振蕩，在測試過程中，以此進行扭振固有頻率的測定；

S3、在發電機運行狀態下，通過STATCOM發出某頻率的可變干擾，這一頻率是以扭振固有頻率的理論值為中心的頻率范圍，而可變干擾的幅度則是由小變大，并記錄每次試驗的激發時長，觀察時長的規律；

S4、在步驟S3中獲得頻率范圍內激發扭振最快的頻率，作為扭振固有頻率最接近真實值的設定參數；

步驟S3中，可變干擾的幅度調節直到扭振發生并觸及到保護閾值為止，并記錄觸發保護閾值的時間，該設定可以避免扭振幅度增加到不可控制的狀態，并通過時長來判斷STATCOM發出的頻率激發電機扭振的強弱；

步驟S3中時長的規律包括：

(1)時長變大，說明STATCOM發出的頻率越來越難以激發扭振，這一頻率遠離了扭振固有頻率，應向另一方向掃頻測試；

(2)如果時長變短，則反之，說明測試頻率越來越接近扭振固有頻率，應繼續沿這一方向測試，直到尋找到這一范圍內時長最短對應的頻率為止。

2.根據權利要求1所述的一種測定發電機軸系固有頻率的方法，其特征在于：步驟S1中發電機在基頻以內的固有頻率有二階或者三階，設置適當的區域寬度縮小固有頻率的搜尋范圍。

3.根據權利要求2所述的一種測定發電機軸系固有頻率的方法，其特征在于：所述區域寬度的設置有兩個條件：

(1)下限是確認以輸入固有頻率作為中心、區域寬度范圍內，可以包含所有工況下固有頻率的變化；

(2)上限是各階固有頻率所占的范圍不會重疊，初始參數和區域寬度的設置，是為了粗略的分割各階固有頻率所在的范圍。

4.根據權利要求1所述的一種測定發電機軸系固有頻率的方法，其特征在于：步驟S4中所述的激發扭振最快的頻率，通過不斷縮小掃頻的范圍，以使這一參數更加精確。

5.根據權利要求1所述的一種測定發電機軸系固有頻率的方法，其特征在于：步驟S1中所述的設定參數具體指設定觸發扭振的保護值，這一值必須低于現場電機真實的保護值，以確定在測試過程中不會對電機造成真實的損傷。

6.根據權利要求1所述的一種測定發電機軸系固有頻率的方法，其特征在于：步驟S2中進行扭振固有頻率的測定以測試頻率的初始值參考模擬值為中心，以0.01Hz為步長，向遞增或遞減的方向進行測試，在確認安全的狀況下，擴大上述步長，從而加速試驗進程。

7.根據權利要求1所述的一種測定發電機軸系固有頻率的方法，其特征在于：步驟S2中所述的STATCOM能夠發出固有頻率的功率干擾，設STATCOM發出的電氣振蕩頻率為f_e，電網的基波頻率為f_N，發電機軸系機械系統的某階扭振固有頻率為f_m，若f_e＝f_N-f_m，電氣系統將出現負阻尼的振蕩狀態。

8.根據權利要求7所述的一種測定發電機軸系固有頻率的方法，其特征在于：所述STATCOM會發出頻率為f_e的功率干擾，以測試頻率f_m，該頻率將會以緩慢的速率遞增，從而避免劇烈震蕩可能引起的不可抑制的扭振，同時，也延長了單次的測試時間，使測試結果更易于比較。