淺析汽輪機(jī)側(cè)引發(fā)的電網(wǎng)低頻振蕩

1、    淺析汽輪機(jī)側(cè)引發(fā)的電網(wǎng)低頻振蕩    韓冬摘 要：隨著人們生活水平的提高，汽車成為現(xiàn)代人們出行必備的工具之一，因此汽車的安全至關(guān)重要。汽車發(fā)動機(jī)是汽車的動力來源，汽輪發(fā)電機(jī)的振動可能引起發(fā)電網(wǎng)的低頻振蕩。分析了引起電網(wǎng)低頻震動的原因，針對各個(gè)部分進(jìn)行研究分析，得出結(jié)論。本文就汽輪機(jī)側(cè)引發(fā)的電網(wǎng)低頻振蕩進(jìn)行簡要的分析，并提出一些觀點(diǎn)，希望引起讀者的共鳴。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；低頻振蕩；數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)電力系統(tǒng)的各部位有時(shí)會出現(xiàn)低頻的振蕩，并且這也是一直以來物理學(xué)者研究的重點(diǎn)，有的學(xué)者提出低頻振動產(chǎn)生的原因是因?yàn)楣舱?，電力系統(tǒng)中的擾動頻率與自然頻率相一致時(shí)

2、就會產(chǎn)生震動的現(xiàn)象。本文針對汽輪機(jī)側(cè)引發(fā)的電網(wǎng)低頻振蕩進(jìn)行簡要的研究，希望為其日后的發(fā)展提供幫助。1、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡介汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有兩種：液壓調(diào)節(jié)和數(shù)字電液調(diào)節(jié)（digitalelectro-hydrauliccontrolsystem，deh），目前國內(nèi)單機(jī)容量在125mw以上的機(jī)組幾乎全部采用了deh。1.1deh功率控制模式deh功率控制主要有兩種模式（見圖1）：1.1.1閥位控制。閥門開度直接由操作員設(shè)定進(jìn)行控制。根據(jù)設(shè)定所要求的開度，deh與閥門位置（簡稱閥位）反饋信號進(jìn)行比較后，輸出控制信號到伺服系統(tǒng)，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（即調(diào)節(jié)汽門）的開度，達(dá)到改變功率的目的。1.1.2功

3、率反饋控制。deh接收現(xiàn)場功率信號與給定功率進(jìn)行比較后，送到控制器進(jìn)行差值放大，綜合運(yùn)算輸出閥門開度信號，與閥位反饋信號進(jìn)行比較后，輸出控制信號到伺服系統(tǒng)。1.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對機(jī)械功率的影響汽輪機(jī)的機(jī)械功率為高壓缸和中低壓缸的功率之和。分析顯示：汽輪機(jī)組機(jī)械功率的變化跟調(diào)節(jié)閥門開度的變化成正比關(guān)系。調(diào)門快速波動將造成汽輪機(jī)功率快速波動，若調(diào)節(jié)閥門穩(wěn)定不動，汽輪機(jī)功率將不會快速波動，其他熱力參數(shù)的變化造成機(jī)械功率的變化較慢，不會落入低頻振蕩的范圍。2調(diào)節(jié)系統(tǒng)波動的原因及預(yù)防措施2.1控制器部分2.1.1調(diào)門流量特性曲線與實(shí)際偏差大調(diào)門流量特性曲線是調(diào)門開度與流量之間的關(guān)系曲線，在其承載力發(fā)生變

4、化時(shí)deh就是根據(jù)曲線發(fā)生的變化而進(jìn)行調(diào)整，使其滿足汽輪機(jī)的需要。但是，要是曲線與實(shí)際的差別大，尤其是在曲線的轉(zhuǎn)彎處進(jìn)行操作時(shí)，會造成幾組的負(fù)荷量增加并產(chǎn)生振動。因?yàn)檫@個(gè)原因而產(chǎn)生的振動危害是巨大的。因此，制造廠在提供調(diào)門流量特性曲線時(shí)，應(yīng)該實(shí)事求是，按照具體的情況進(jìn)行匯報(bào)，并且在繪制調(diào)門流量特性曲線的之前還要仔細(xì)的研究檢查，并且在繪制的過程中要減少差錯的出現(xiàn)，保證調(diào)門流量特性曲線的準(zhǔn)確性，在繪制完成后還要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以保證調(diào)門流量特性曲線的繪制的與實(shí)際相符。2.1.2調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動率過小速度變動率也是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要部分，是汽輪機(jī)因負(fù)荷量變化而產(chǎn)生轉(zhuǎn)速變化的重要反映。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動率過

5、小，會導(dǎo)致靜態(tài)的曲線過于平緩，對調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生影像，會使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致負(fù)荷擺動，對汽輪機(jī)的正常運(yùn)作產(chǎn)生不利的影響，進(jìn)而影響人們的生命財(cái)產(chǎn)的健康。deh的速度變動率由人工設(shè)定，在設(shè)定的過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)則，不能隨意的進(jìn)行改變。2.1.3調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率過大遲緩率是與調(diào)節(jié)系統(tǒng)相關(guān)的又一重要目標(biāo)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率過大，主要是因?yàn)檎{(diào)節(jié)部件的磨損和損耗產(chǎn)生的，會造成機(jī)組負(fù)荷的有機(jī)擺動，因此，要對調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行近期的遲緩率測試，使其滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。滿足相關(guān)的條文規(guī)定，確保汽車的正常運(yùn)行。2.2伺服系統(tǒng)2.2.1閥門控制卡為了防止伺服閥卡澀，一般都在閥門控制卡處為伺服閥整定合適的振蕩電壓，

6、用以保證調(diào)速汽門有微小的波動（顫振）。整定的振蕩電壓以不能用肉眼觀察到調(diào)門波動為宜。在機(jī)組正常運(yùn)行中，如振蕩電壓的幅值增大，調(diào)速汽門的波動幅值就會增大直至引起負(fù)荷振蕩。因此，要定期對振蕩電壓進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)要及時(shí)處理。2.2.2伺服閥據(jù)統(tǒng)計(jì)，由油質(zhì)污染造成伺服閥卡澀故障的約占40%；由伺服閥本身的結(jié)構(gòu)特性（彈簧管疲勞或磁鋼磁性變化）引起的伺服閥振動，導(dǎo)致汽門擺動的約占10%。另外，運(yùn)行過程中油質(zhì)劣化（油中進(jìn)水、酸值增高等）會使部套銹蝕、卡澀，也會造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動。因此，應(yīng)加強(qiáng)對抗燃油的油質(zhì)監(jiān)督，運(yùn)行中的機(jī)組要定期取樣化驗(yàn)，不間斷地濾油，防止油質(zhì)劣化。2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括油動機(jī)、調(diào)門以

7、及連接機(jī)構(gòu)，容易造成調(diào)門波動的原因主要是連接機(jī)構(gòu)。如果連接機(jī)構(gòu)出現(xiàn)間隙，在調(diào)門開到一定位置時(shí)，閥內(nèi)的高壓汽流將會影響調(diào)門的穩(wěn)定性。如某廠200mw機(jī)組在運(yùn)行中某一負(fù)荷點(diǎn)發(fā)現(xiàn)門桿有上下串動現(xiàn)象，負(fù)荷反復(fù)波動值達(dá)15mw甚至更多。停機(jī)對連接卡蘭解體檢查，發(fā)現(xiàn)門桿連接卡蘭與套的間隙達(dá)到了45mm，對門桿連接卡蘭進(jìn)行改進(jìn)消除間隙后問題得到了解決。調(diào)速汽門機(jī)械部分故障在運(yùn)行中發(fā)生較少，容易被人忽視。2.4閥位反饋系統(tǒng)閥位反饋系統(tǒng)不正常將導(dǎo)致機(jī)組閥門控制不正常，甚至?xí)归y門控制不能收斂而發(fā)散造成負(fù)荷波動。用于deh中閥位反饋的位移傳感器的原理都是將位移量轉(zhuǎn)換成電信號。在汽輪機(jī)控制系統(tǒng)中常用的一種是線性位移

8、傳感器lvdt。閥門波動的原因是否是閥位反饋引起的可通過觀察閥位反饋曲線和實(shí)際閥門波動趨勢是否一致進(jìn)行判斷。導(dǎo)致lvdt工作不正常的原因通常是：線圈磨損和芯桿偏斜；現(xiàn)場環(huán)境溫度高于lvdt允許工作溫度。2.5功率反饋系統(tǒng)功率反饋系統(tǒng)工作不正常將會使功率控制出現(xiàn)波動。2007年7月3日某發(fā)電廠300mw機(jī)組因發(fā)變組出口斷路器合閘位置信號消失，deh判斷機(jī)組解列（實(shí)際在網(wǎng)上），發(fā)出“opc”信號，共造成11次負(fù)荷振蕩，最終機(jī)組跳閘解列。檢查原因是斷路器送入deh的位置信號只有一個(gè)“合閘”位置信號，一旦該信號消失，就判斷為“分閘”，這種設(shè)計(jì)方式在電源消失、斷線、di通道或硬件故障等情況下及易誤發(fā)脫網(wǎng)

9、信號而引發(fā)opc動作。因此機(jī)組并網(wǎng)/解列信號判斷必須采用“三取二”方式或“合閘”與“分閘”綜合判斷。3、結(jié)束語發(fā)電機(jī)組的安全是汽車安全運(yùn)行的保障，因此保證發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是關(guān)鍵所在。輪機(jī)側(cè)引發(fā)的電網(wǎng)低頻振蕩是電力機(jī)組的經(jīng)常會遇到的問題，如果沒有及時(shí)解決不會影響發(fā)電機(jī)的正常工作，還會威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。減少因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的擾動而引起的電網(wǎng)振動，是目前所面臨的重要問題。因此，必須加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，是我國發(fā)電機(jī)的質(zhì)量得到進(jìn)一步的更新，保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)作，減少振動的現(xiàn)象發(fā)生。持此之外，還要提高共組人員的水平以及自身素質(zhì)，增強(qiáng)個(gè)人技能，提高責(zé)任意識和監(jiān)督意識。最后，還要完善汽車監(jiān)督管理體制，對汽輪機(jī)進(jìn)行詳細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z查，保證其正常的使用。針對汽輪機(jī)容易引起的振動的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)防檢查，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1王梅義，吳競昌，蒙定中.大電網(wǎng)系統(tǒng)