成果名称：大型汽轮发电机组轴系扭振危害及其控制
申请单位：天津大学
成果编号：鉴字[教JP2003]第005号
鉴定日期：2003.06.30
学 科：机械
成果简介：
随着超高压大电网和大功率机组的投产运行，机组轴系扭振问题越来越严重，已成为当前电力系统发展中研究的重要新课题。该项目提出了在大型汽轮发电机组上应用扭振主动控制技术，并结合生产实际进行了大量开拓性的理论和实验研究工作，具有重大的理论意义和实用价值。
该项目对大型汽轮发电机组轴系扭振产生的原因进行了全面系统的分析，剖析了各种故障对轴系扭振的危害性。建立了机组轴系扭振主动控制数学模型，导出了轴系扭振的局部控制和全局控制规律，从理论上得到了在不同控制规律作用下汽轮发电机组轴系扭振总能量的衰减特性。把现代控制理论与大型汽轮发电机组的机械振动理论有机结合，建立了控制大型汽轮发电机组轴系扭振的线性定常二次型全局最优控制理论，并编制了适用于连续和离散两类系统设计和仿真的通用计算机程序，以大型汽轮发电机组为例，进行了扭振主动控制仿真计算，结果表明所采用的控制方法是合理的、有效的。
较详细地分析了汽轮发电机组在出现几种常见故障（三相短路、两相短路、非同期并列、三相短路后重合闸及甩负荷）时扭振产生的原因和影响轴系冲击转矩的因素。利用仿真程序模拟了上述几种故障下的扭振主动控制过程，取得了较好的控制效果。编制了发电机组轴系扭振主动控制仿真计算及扭振特性分析的通用程序软件包，该软件包具有很好的人机对话功能，能方便用于指导发电厂的生产实际。
建立了一种大型汽轮发电机组扭振主动控制模拟实验台，该实验台不仅具有汽轮发电机组的电磁激励功能，而且能较好地模拟大型汽轮发电机组轴系扭振特性和主动控制特性。实验台调节方便，工作可靠，具有很好的试验重复性。通过实验台上的汽轮发电机组扭振模拟实验，验证和完善了理论分析的结论，实现了对一个汽轮机组轴系模型的扭振主动控制，更进一步为将来大型汽轮发电机组扭振的全面控制做出了理论和技术上的准备。
在理论研究与实验研究的基础上，将研究成果应用于天津军粮城发电厂的生产实际，指导发电厂的生产，使发电厂减少了检修的频率，缩短了检修时间，产生了较好的经济效益。
