本文關(guān)鍵詞：水力機組軸系振動特性研究及其對廠房振動的關(guān)聯(lián)分析

  更多相關(guān)文章： 水力發(fā)電機組 軸系振動 Prony算法 頻譜分析 廠房振動

【摘要】：隨著水電站建設(shè)的快速發(fā)展,機組容量和尺寸越來越大,相對剛度弱振動大,機組振動及其誘發(fā)的水電站廠房結(jié)構(gòu)振動問題日益突出,成為目前研究的熱點和難點。目前水電站機組及廠房結(jié)構(gòu)在電磁、水力、機械三類振源耦合,機組-廠房之間的耦合振動特性等方面的研究尚顯不足。在機組振源中,電磁因素中的不均勻磁拉力的影響最大。本文建立了包括軸系暫態(tài)模型在內(nèi)的水力發(fā)電機組整體模型,模擬機組實際運行條件。研究電磁因素和電磁-機械耦合因素對水力發(fā)電機組軸系振動的影響,通過Prony算法和頻譜分析提取水力機組軸系振蕩特性,分析電磁因素和電磁-機械耦合因素特性變化與軸系振動特征之間的耦合機制,探索水力發(fā)電機組運行控制與水電站廠房振動的關(guān)聯(lián)特性。通過收集分析廠房振動研究的成果發(fā)現(xiàn),機組軸系振動和廠房振動在某些頻率段存在共振現(xiàn)象,特別是在低頻區(qū),機組軸系與廠房低階自振頻率多個頻率非常接近,很有可能產(chǎn)生共振。研究成果為水電站廠房、水輪發(fā)電機組的抗振設(shè)計提供理論參考。本論文的主要工作如下：(1)構(gòu)建水力發(fā)電機組整體模型,模擬機組運行條件。模型的主要構(gòu)成有：彈性水擊單機單管水力系統(tǒng)模型和IEEE Working Group系統(tǒng)模型；發(fā)電機采用單機無窮大三階模型；控制系統(tǒng)采用典型的并聯(lián)PID調(diào)速器和PI勵磁控制器模型；水力發(fā)電機組軸系振動暫態(tài)模型。(2)本文采用了兩種振蕩特性提取方法—Prony算法和頻譜分析方法。利用這兩種方法提取機組軸系振動特性和特征,獲取水力發(fā)電機軸系振動與廠房耦合振動特性分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(3)分析電磁因素對水力發(fā)電機組軸系振動的影響,主要研究不均勻磁拉力對水力發(fā)電機軸系振動特性的影響。從不平衡磁拉力不同幅值和頻率、軸系結(jié)構(gòu)特征系數(shù)等方面來分析。并用Prony方法和頻譜分析提取軸系振蕩特性,進而研究不平衡磁拉力特性變化與軸系振動特征之間的耦合機制,為改善軸系振動提供依據(jù)。(4)分析電磁-機械耦合因素對水力發(fā)電機軸系振動的影響,主要研究不均勻磁拉力不同幅值和頻率、轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心和轉(zhuǎn)輪質(zhì)量偏心對水力機組軸系振動的影響。并用Prony方法和頻譜分析提取軸系振蕩特性,研究電磁-機械耦合特性變化與軸系振動特征之間的耦合機制,為改善軸系振動提供依據(jù)。(5)收集整理水電站廠房振動的研究成果,分析廠房振動的主要特性和特征。對比分析廠房振動特性與機組軸系振動特性,研究水力機組振動與水電站廠房振動之間的關(guān)聯(lián)特性,探索水力發(fā)電機組軸系振動特性和運行控制對水電站廠房振動的影響,為水電站廠房、水輪發(fā)電機組的抗振設(shè)計提供理論參考。
【關(guān)鍵詞】：水力發(fā)電機組 軸系振動 Prony算法 頻譜分析 廠房振動
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV312;TV734
【目錄】：

• 摘要6-8
• abstract8-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 課題來源14
• 1.2 研究背景以及意義14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 水電站廠房振動研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 軸系振動研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 機組與廠房結(jié)構(gòu)的耦聯(lián)振動研究17-20
• 1.4 本文主要內(nèi)容20-22
• 第二章 水力發(fā)電機組模型及模擬運行平臺22-31
• 2.1 機組運行模擬平臺22
• 2.2 水力系統(tǒng)的一般描述22-25
• 2.3 水力系統(tǒng)模型統(tǒng)一形式25-26
• 2.4 水輪機力矩計算模型26-27
• 2.5 發(fā)電機模型27-28
• 2.6 控制系統(tǒng)模型28-29
• 2.6.1 典型PID調(diào)速器28
• 2.6.2 勵磁控制器28-29
• 2.7 水力機組軸系振動暫態(tài)模型29-31
• 第三章 振蕩特征提取方法31-37
• 3.1 Prony基本算法31-34
• 3.1.1 擬合精度的衡量32-33
• 3.1.2 Prony方法擬合33-34
• 3.2 頻譜分析基本算法34-37
• 3.2.1 頻譜分析35-37
• 第四章 電磁因素對水力發(fā)電機組軸系振動的影響37-74
• 4.1 水力發(fā)電機組振源分析-電磁因素37-38
• 4.2 理想情況下水力發(fā)電機組軸系振動分析38-43
• 4.2.1 Prony分析結(jié)果與仿真結(jié)果的對比40-41
• 4.2.2 頻譜分析41-42
• 4.2.3 頻率成分42-43
• 4.3 附加外力對水力發(fā)電機組軸系的振動分析43-56
• 4.3.1 附加外力一定幅值和頻率對軸系振動的影響43-48
• 4.3.2 附加外力不同幅值對軸系振動的影響48-50
• 4.3.3 附加外力不同頻率對軸系振動的影響50-52
• 4.3.4 附加外力不同頻率和幅值對軸系振動的影響52-54
• 4.3.5 頻率對附加外力的敏感度54-56
• 4.4 軸系結(jié)構(gòu)特征系數(shù)對軸系振動的影響56-71
• 4.4.1 導(dǎo)軸承剛度對軸系振動的影響56-60
• 4.4.2 水導(dǎo)軸承剛度對軸系振動的影響60-63
• 4.4.3 發(fā)電機轉(zhuǎn)子阻尼系數(shù)對軸系振動的影響63-67
• 4.4.4 水輪機轉(zhuǎn)輪阻尼系數(shù)對軸系振動的影響67-70
• 4.4.5 頻率成分對附加外力的敏感度70-71
• 4.5 本章小結(jié)71-74
• 第五章 不平衡磁拉力和機組質(zhì)量偏心對軸系振動的影響74-100
• 5.1 概述74-75
• 5.2 轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心和不平衡磁拉力對軸系振動的影響75-87
• 5.2.1 不同工況下,不平衡磁拉力相同頻率和振幅75-81
• 5.2.2 相同工況和振幅,不同頻率81-84
• 5.2.3 相同工況和頻率,不同幅值84-86
• 5.2.4 頻率成分對附加外力和轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心的敏感度86-87
• 5.3 轉(zhuǎn)輪質(zhì)量偏心對軸系振動的影響87-99
• 5.3.1 不同工況下,相同頻率和振幅87-93
• 5.3.2 相同工況和振幅下,不同頻率93-95
• 5.3.3 相同工況和頻率下,不同振幅95-98
• 5.3.4 頻率成分對附加外力和轉(zhuǎn)輪質(zhì)量偏心的敏感度98-99
• 5.4 本章小結(jié)99-100
• 第六章 水力發(fā)電機組軸系振動對廠房振動的影響100-116
• 6.1 引言100
• 6.2 水力發(fā)電機組振動對廠房振動的影響100-110
• 6.3 廠房結(jié)構(gòu)振動特性110-115
• 6.4 本章小結(jié)115-116
• 第七章 結(jié)論與展望116-118
• 7.1 結(jié)論116-117
• 7.2 研究展望117-118
• 致謝118-119
• 參考文獻119-124
• 附錄A124

【參考文獻】

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本文編號：605528