发电厂2×600MW机组机组次同步振荡问题解决方案次同步振荡问题解决方案.pdf

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1、 国电宝鸡第二发电厂国电宝鸡第二发电厂国电宝鸡第二发电厂国电宝鸡第二发电厂 2 2 2 2600MW600MW600MW600MW 机组机组机组机组 次同步振荡问题解决方案次同步振荡问题解决方案次同步振荡问题解决方案次同步振荡问题解决方案 国电国电国电国电宝鸡宝鸡宝鸡宝鸡第第第第二二二二发发发发电厂电厂电厂电厂 2 2 2 2600MW600MW600MW600MW 机组机组机组机组 次同步振荡问题解决方案次同步振荡问题解决方案次同步振荡问题解决方案次同步振荡问题解决方案 编写：郑 巍 审批：刘 全 2012 年 5 月 目目目目 录录录录 一一一一 高压直流输电的高压直流输电的高压直流输电的

2、高压直流输电的 SSOSSOSSOSSO 问题问题问题问题 . 1 二二二二 轴系扭振对机组安全性的影响轴系扭振对机组安全性的影响轴系扭振对机组安全性的影响轴系扭振对机组安全性的影响 . 2 1、扭振概述 . 2 2、扭振特点 . 4 2.1 普遍性和复杂性 . 4 2.2 潜伏性和误导性 . 4 2.3 突发性和严重性 . 4 三三三三 国电国电国电国电宝鸡二电厂扭振保护抑制措施方案宝鸡二电厂扭振保护抑制措施方案宝鸡二电厂扭振保护抑制措施方案宝鸡二电厂扭振保护抑制措施方案 . 5 四四四四 电厂协助工作电厂协助工作电厂协助工作电厂协助工作 . 8 1、收集参数资料 . 8 1.1 轴系必备参

3、数收集 . 8 1.1.1 汽轮发电机组轴系集中质量模型参数 . 8 1.1.2 汽轮发电机组轴系转子危险截面尺寸及 S-N 曲线 . 9 1.2 轴系补充参数收集 . 9 1.2.1 发电机组轴系的详细尺寸 9 1.2.2 各个转子及套装结构材料的参数 9 1.2.3 S-N 曲线所需参数 10 2、装置安装 . 10 2.1 转速传感器安装 . 10 2.2 机端 TA/TV 的引线 . 10 2.3 GPS 对时信号 10 3、工程施工 . 11 3.1 设计院设计 . 11 3.2 厂内设计 . 11 五五五五 四方公司工作计划四方公司工作计划四方公司工作计划四方公司工作计划 . 11

4、 1、轴系建模计算 . 11 1.1 建立模型 . 11 1.2 S-N 曲线校核 11 2、扭振抑制保护装置排产安装 . 11 3、后续现场试验 . 12 六六六六 产品业绩产品业绩产品业绩产品业绩 . 12 1、业绩统计 . 12 2、经济效益 . 12 3、社会效益 . 13 七七七七 产品资质产品资质产品资质产品资质 . 13 1、专利 . 13 2、权威机构鉴定 . 14 2.1 中国电机工程学会 . 14 2.2 北京市经济和信息化委员会 . 14 3、国内相关机构检验报告 . 15 3.1 中国电科院检测报告 . 15 3.2 华北电科院检测报告 . 16 3.3 南方电网公司

5、RTDS 实验报告 . 16 3.4 华北电力大学 RTDS 实验报告 . 17 附录附录附录附录：测速传感器安装与检测作业指导书测速传感器安装与检测作业指导书测速传感器安装与检测作业指导书测速传感器安装与检测作业指导书 . 18 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 1 一一一一 高压直流输电的高压直流输电的高压直流输电的高压直流输电的 SSOSSOSSOSSO 问题问题问题问题 电力系统次同步振荡（Subsynchronous Oscillation，SSO）是电力系统中的机械部分 与电气部分发生的动态相互耦合作用和能量互换过程，其主要危害外送火电机组轴系安全， 持续的轴系扭振能造成发电机轴系的

6、疲劳累计， 降低发电机轴系的使用寿命， 短时间的暂态 力矩放大也可直接导致发电机轴系的断裂。在 1977 年，美国的 Square Butte 发电厂在投入 新建成的 HVDC 输电线路时， 首次发现了由 HVDC 引起的汽轮发电机组的次同步振荡问题， 引 起了国际电气工程界的重视。随着直流输电的发展与推广，HVDC 与汽轮发电机组轴系间的 扭振相互作用越来越突出，在美国的 CU、IPP，瑞典的 Fenno-Skan，印度的 Rihand-Delhi 等高压直流输电工程分析中，都表明了有可能导致次同步振荡。 随着我国高压直流输电工程的相继建设和投运， 直流引起的次同步振荡问题在我国电力 系统中

7、也将越来越普遍。 如东北电网与华北电网联网的高岭背靠背直流输电系统引起绥中电 厂发电机组的次同步振荡， 呼辽直流输电系统引起伊敏电厂三期发电机组的次同步振荡， 南 方电网贵广二回直流输电系统引起盘南电厂发电机组的次同步振荡问题等。 因此， 由直流输 电引起的 SSO 已成为一个重要的稳定性问题，深入分析、研究并进而抑制 HVDC 引发的 SSO 对电力系统的安全稳定运行有着重要的意义。 由直流输电引起的发电机组次同步振荡的原因可以细分为以下三种情况： (1)与直流输电的电流调节器相关联； (2)与直流输电的辅助控制相关联； (3)与直流输电系统的某种不正常运行相关联。 其中，由 HVDC 辅助

8、控制引起的 SS0 的原因是控制的输入信号中包含有附近发电机组最 低扭振模式的振荡信号， 在不利情况下这个信号经过直流输电系统放大以后， 造成了发电机 组的 SS0 负阻尼。对于这种情况，解决问题的方法非常简单，只要在辅助控制器中加入陷波 滤波器， 将输入信号中的扭振频率分量信号滤除， 就消除了辅助功率控制器与发电机组之间 的负阻尼相互作用。 由 HVDC 电流调节器引起的 SS0 是由 HVDC 的快速控制引起的。HVDC 系统引起扭振可用 图 1-1 加以解释。 U U d U CU = + () dd IP CCC(CPC)I I e T 图 1-1 HVDC 引起的轴系扭振示意图 国电

9、宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 2 若与整流站紧密耦合的发电机上受到微小转子机械扰动小扰动 sinAt= ，导致某 一扭振模态的转速 和转角 摄动，将引起机端电压幅值 U 与相位 U 的相应摄动， 从而导致换流母线电压幅值与相位的摄动。 对应于换流母线电压相位的摄动， 换流阀触发角 将产生相同的摄动，从而导致直流电压 d U 和电流 d I 产生摄动，而对应于换流母线电压 幅值的摄动， 同样会使直流电压和电流产生摄动。 上述两者的作用将导致直流电压和电流偏 离平衡状态， 而 HVDC 控制将感应这种偏差并加以快速校正和调整， 引起发电机电磁转矩 e T 的摄动， 最终又反馈作用于机组轴系。 如果发

10、电机转速变化与由此引起的电磁转矩变化之间 的相位滞后（包括闭环控制系统的附加相位滞后）超过 90 度，则将形成一种正反馈性质的 扭振相互作用，不断助增摄动幅值，导致轴系扭振失稳。 具有定电流（定功率）控制的直流输电系统所输送的功率是与网络频率无关的，因此直 流输电系统对汽轮发电机组的频率振荡不起阻尼作用， 对汽轮发电机组的次同步振荡也不起 阻尼作用。但这本身不足以构成次同步振荡不稳定。只有在一系列不利因素同时作用时，才 可能产生次同步振荡不稳定。这些不利因素包括： （1）汽轮发电机组与直流输电整流站距离很近； （2）该汽轮发电机组与交流大电网联系薄弱； （3）该汽轮发电机组的额定功率与直流输电

11、输送的额定功率在同一个数量级上。 次同步振荡与 HVDC 系统运行工况、控制参数、输送功率、直流线路参数，以及发电机 同直流输电线的耦合紧密程度等因素有关。 以上不利因素，国电宝鸡二电厂均密切相关。 二二二二 轴系扭振对机组安全性的影响轴系扭振对机组安全性的影响轴系扭振对机组安全性的影响轴系扭振对机组安全性的影响 1、扭振概述 现代大型汽轮发电机组的轴系是由汽轮机、 发电机、 励磁机的转子等用联轴器连接组成 的同轴高速回转体，当机组正常运行时，轴系传递的扭转力矩作用于各个轴的断面上，其数 值并不大，不会对轴系构成损坏；而当发电机电磁转矩受到干扰，如次同步振荡时，就会引 发轴系的扭转振动（即扭振

12、），造成轴系破坏，严重时可使轴系的某些截面或联轴节处产生 过大的交变扭应力，导致轴系冲击力或疲劳累积性损坏，直接威胁机组的安全运行。 各种类型轴系扭振对机组安全性及疲劳寿命的影响如下表： 表 1-1 各种类型轴系扭振对机组安全性及疲劳寿命影响的分析估计 对机组有关部位的损伤 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 3 扭振 激发 类型 扰动性质 扰动或 故障是 否经常 出现 （A） 程度（B） 出现 最大 应力 的概 率 （C） 出现最大 应力有关 的因素 总损坏 计算（A BC） 轴系 疲劳 寿命 损耗 （%） 联 轴 节 定子端 部绕组 线圈 次同 步机 电共 振 有保护措施 罕见 1 轻微 /中

13、 等 轻微 高 轻微 无保护措施 经常 （如 引起 SSR） 100 很严 重 中等 高 很严重 超同 步共 振 无共振 无 0 0 0 0 无 接近共振 完全共振 不经常 经常 0.05 100 轻微 严重 轻微 严重 低 中等 变化幅值， 扭振条件， 阻尼 轻微 严重 振荡 扭转 冲击 扭振 变压器高压 侧短路 不经常 0.1 轻微 中等 高 短路时刻 中等 发电机出口 短路 不经常 1 中等 严重 高 中等 甩负荷，前 路开关切合 经常 0.05 轻微 轻微 中等 相角差， 系 统状态 轻微 误并网 不经常 20 很严 重 很严重 中等 相角差， 滑 差 中等 相间短路故 障切除 中等

14、0.1 中等 中等 低 故障位置、 轻微 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 4 三相短路故 障切除 不经常 10 严重 中等 低 故障发生、 切除以及 重合闸的 时刻， 系统 与负荷条 件等。 轻微 快 速 重 合 闸 单相 接地 很频繁 0.1 轻微 轻微 低 轻微 相间 短路 中等 10 严重 中等 很低 轻微 三相 短路 不经常 100 很严 重 中等 很低 一旦发 生，后果 严重 2、扭振特点 通过对多个电厂扭振案例的分析，汽轮发电机组的轴系扭振具有以下几个特点： 2.1 普遍性和复杂性 汽轮发电机组轴系都会发生扭转振动。 它可能由于机械原因引起， 也可能由于电气原因 引起；可能来源于动

15、力蒸汽，也可能来源于电力负载的不稳定过程；可能是由交变的激励力 矩引起的强迫振动，也可能是由于阶跃或脉冲激励引起的自由振动。它不象一般横向振动， 只要从机械方面着手，找到了其不平衡、不对称等毛病，振动问题往往就可消除。扭振解决 方法不但要从监测手段提供扭振的分析基础， 还需从抑制扭振和扭振保护设备等多种方法组 合来确保机组安全稳定运行。 2.2 潜伏性和误导性 汽轮发电机组轴系扭转振动大多是由于各种干扰引起的短暂或持续过程， 没有专门的扭 转振动监测系统一般是无法发现的；造成的“暗伤”也难以觉察出来。此外，扭转振动达到 一定程度往往会引发其它形式的振动，这就更会掩盖其存在，从而引起错误判断。

16、2.3 突发性和严重性 扭转振动造成的轴系疲劳积累是逐渐加强的过程，一旦形成裂纹、切口，会逐渐扩展， 最终将造成转子的断裂和崩溃。而在此之前可能毫无症候，或不易被觉察。扭转振动事故爆 发后，其后果往往都是毁灭性的恶性事故，损失极为惨重。 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 5 三三三三 国电宝鸡二电厂扭振保护抑制措施方案国电宝鸡二电厂扭振保护抑制措施方案国电宝鸡二电厂扭振保护抑制措施方案国电宝鸡二电厂扭振保护抑制措施方案 目前机组均为装置冗余配置，每台机组配置两台 CSC-811P（SEDC）抑制装置，两台 CSC-812PA(TSR)保护装置，分别组成独立的屏柜，如下图所示： CSC-813 触

17、摸屏 CSC-812PA ( TSR-B ) SEDC 屏SEDC 屏TSR 屏 TSR 屏 HIPLPALPBGEN 传感器传感器传感器传感器传感器传感器传感器传感器 汽轮发电机组 GPS CSC-817 触摸屏 CSC-811P ( SEDC-A ) 触摸屏 CSC-811P ( SEDC-B ) CSC-813 触摸屏 CSC-812P ( TSR-A ) CSC-813CSC-817CSC-813 1. CSC-811P 汽轮发电机组附加励磁阻尼控制装置 CSC-811P 汽轮发电机组附加励磁阻尼控制装置（SEDC）实现对各种情况下机组轴系扭 振的抑制。与其它抑制 SSR/SSO 的方

18、案相比，四方公司的 SEDC 技术能够节省巨大投资。 装置名称 型号 主要功能 汽轮发电机组附加励磁 阻尼控制装置（SEDC） CSC-811P 对汽轮机轴系转速连续监视和分析，在机组出现次 同步振荡时，通过提高机组阻尼水平来抑制次同步 振荡 CSC-811P 装置功能 CSC-811装置采用基于SSR特征的综合控制和调节的手段， 通过对励磁系统的综合调节， 以达到改善 SSR 工况的发电机组轴系阻尼的目的。 在正常运行情况下的小干扰以及大多数大 干扰，CSC-811 装置能够进行可靠、稳定、有效的调节作用，从而抑制次同步振荡的发散。 装置虽然不能改变暂态冲击扭矩， 但能使暂态扭矩快速衰减，

19、避免暂态转矩逐渐增大造成轴 系损伤，并可减少寿命损失。 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 6 CSC-811P 装置通过安装在转子机头和机尾上的测速齿轮对转子速度信号进行高速采样 和数字滤波，产生与每一种模态的振荡幅值成比例信号。作为励磁调节信号的参量，根据此 信号调制励磁输入信号，提供各个模态正阻尼。 CSC-811P 装置具有连续的在线自诊断功能，软件或硬件故障（包括转速探头异常、电 源异常）时能立即检测并报警，保证装置不误调。 CSC-811P 装置具有事件顺序记录 SOE(Sequence Of Event)功能，带 1 ms 的时标。保证 发生故障时不丢失故障记录信息，装置电源消失时不

20、丢失记录信息。 录波最少记录如下信 号： 1) 传感器 dw 信号； 2) 各模态信号； 3) 调节输出信号； 4) 励磁回采信号。 CSC-811P 装置录波时间确保大于或等于 1min，录波数据自动上传至 HMI（平板触摸电 脑），文件大小为 5M 左右，其中包括对冗余传感器信号、励磁信号的连续记录。 CSC-811P 装置与配套的 HMI（平板触摸电脑）通过以太网相连，CSC-811P 装置通过以 太网实时将采集信号送到 HMI。 2. CSC-812PA 汽轮发电机组轴系扭振保护装置 CSC-812PA 汽轮发电机组轴系扭振保护装置（TSR）实现对各种情况下机组轴系扭振的 保护。 四方

21、公司是国内唯一提供机组轴系扭振保护与控制设备的厂家， 它填补了国内这项领 域的空白，为解决我国 SSR/SSO 问题提供了一种有效的控制和保护手段。 装置名称 型号 主要功能 汽轮发电机 组轴系扭振 保 护 装 置 （TSR） CSC-812PA 对汽轮机轴系转速连续监视和分析， 根据转速的特征， 判断 扭振发散的情况；综合机端电气量辅加寿命疲劳损耗的判 断， 如果判断量达到设定值， 或当轴系被激发特征频率的次 同步扭振、 振幅逐步发散可能对机组安全构成威胁时， 进行 保护跳闸、告警及联动 CSC-812PA 装置功能 1) 基于轴系疲劳的反时限保护 ：通过计算出的轴系扭振响应，依据机组的疲劳

22、寿命 曲线（SN 曲线）计算出轴系危险截面的疲劳损耗百分数，实时累计单次扰动下 的轴系各段的疲劳。当单次扰动下的疲劳实时累计达到疲劳定值后出口； 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 7 2) SSR/SSO 失稳保护 ：该判据通过实时测量发电机组轴系转速差提取各模态特征量， 根据一段时间内的模态特征量相对变化趋势判别扭振模态发散后出口； 3) 用于外部监视和报警显示的输出接点； 4) CSC-812PA 装置事件顺序记录； 5) CSC-812PA 故障录波和小扰动下的 SSR/SSO 录波； 6) CSC-812PA 历史事件存储和查询。 CSC-812PA 装置通过安装在转子机头和机尾上的测速

23、齿轮对转子速度信号进行高速采 样和数字滤波，产生与每一种模态的振荡幅值成比例信号。每一种“模态速度信号”用在 TSR 保护的两个不同的保护逻辑策略中。反时限疲劳跳闸功能与每一种模态下转子的承受能 力和疲劳损失寿命特性进行配合： 1) 当 CSC-812PA 检测出轴系扭力达到反时限特性定值时， CSC-812PA 装置按照保护整 定值跳开汽轮发电机组。当没有达到反时限特性时，CSC-812PA 装置不动作。也可 以配置 CSC-812PA 装置在出口前报警或跳其它设备； 2) 当检测到过大的扭力超过转子所能承受的限值时，CSC-812PA 装置动作跳开汽轮发 电机。 如果扭力短时超过保护整定值

24、， 但持续时间小于保护跳闸所需的整定时间时， CSC-812PA 装置提供报警显示； 3) CSC-812PA 装置检测到 SSR/SSO 发散（失去稳定），在扭振疲劳累计达到发散出口 定值的条件下 CSC-812PA 装置出口动作。 CSC-812PA 装置具有连续的在线自诊断功能，软件或硬件故障（包括转速探头异常、电 源异常）时能立即检测并报警，保证装置不误出口。 CSC-812PA 装置具有事件顺序记录 SOE(Sequence Of Event)功能，带 1 ms 的时标。保 证发生故障时不丢失故障记录信息，装置电源消失时不丢失记录信息。 录波最少记录如下 信号： 5) 传感器 dw

25、信号； 6) 各模态信号； 7) 输入、输出开关量； 8) 机端电气量信号（三相电流、电压）。 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 8 CSC-812PA 装置录波时间确保大于或等于 1min，录波数据自动上传至 HMI（平板触摸电 脑），文件大小为 5M 左右，其中包括对冗余传感器信号、机端电气量信号、开关量信号的 连续记录。 CSC-812PA 装置与配套的 HMI（平板触摸电脑）通过以太网相连，CSC-812PA 装置通过 以太网实时将采集信号送到 HMI。 四四四四 电厂电厂电厂电厂协助工作协助工作协助工作协助工作 1、收集参数资料 1.1 轴系必备参数收集 装设 CSC-800 系列机组

26、扭振装置需要提供发电机组轴系的参数以供抑制与保护装置计 算。需要电厂协调主机厂提供汽轮发电机组的一些数据资料，包括： 1.1.1 汽轮发电机组轴系集中质量模型参数 1) 集中质量模型参数（等效惯量、等效刚度） 2) 集中质量模型各段输入功率 图 2-1 轴系集中质量模型示例 表 2-1 轴系集中质量模型参数示例 集中质量模块 等效惯量M BBB i BBB (kg.m PPP 2 PPP ) 输入功率（MW） 等效刚度k BBB i i+1 BBB （N.m/rad） 高压转子 HP 中压转子 IP A 低压转子 ALP B 低压转子 BLP 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 9 发电机转子 G

27、EN 1.1.2 汽轮发电机组轴系转子危险截面尺寸及 S-N 曲线 汽轮发电机组轴系的薄弱环节从理论分析及实际现场事故来看， 主要分布在整个轴 系的各个轴颈处、 联轴器及轴颈直径较小的位置， 例如各个风扇定位环， 密封圈定位环等处。 危险截面的位置和尺寸确定可根据汽轮发电机组轴系的详细图纸来最终确定。 分析轴系疲劳 损伤的主要依据来源于各个位置的 S-N 曲线，所以 S-N 曲线的提供尤为重要。下图为 S-N 曲线的示例： 图 2-2 高-中压缸转子轴颈、止推轴承及联轴器 S-N 曲线示例 1.2 轴系补充参数收集 在某些电厂由于汽轮发电机组投产较早，年代久远，收集发电机组轴系参数较困难。如

28、果不能提供 1.1.1 所述轴系参数资料， 则可以通过以下参数的获取来计算得到 1.1.1 所述参 数。 1.2.1 发电机组轴系的详细尺寸 发电机组轴系的详细图纸。 1.2.2 各个转子及套装结构材料的参数 表 2-2 轴系尺寸材料参数 转子 高、中压转子 低压转子 发电机励磁机转子 材料 30Cr1Mo1V 30Cr2Ni4MoV 25Cr2Ni4MoV 抗拉强度 MPa 735 860 735 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 10 如果不能提供 1.1.2 所述轴系各危险截面 S-N 曲线， 则可以通过以下参数的获取来计算 得到 1.1.2 所述参数。 1.2.3 S-N 曲线所需参数

29、表 2-3 S-N 曲线所需参数 转子位置 #1 轴颈 （1 瓦处） #2 轴颈 （2 瓦处） #3 轴颈 （3 瓦处） 密封圈 定位环 转轴材料极限抗拉强 转轴材料抗拉屈服极限 转轴材料屈服极限 额定功率 额定转速 轴过渡端面直径（d,D） 中心孔直径 轴过渡端面圆角半径 额定扭矩 2、装置安装 2.1 转速传感器安装 1) 机组的机头和机尾侧各安装一路转速传感器来采集转速信号 2) 传感器安装前应先确认在机组高压缸侧的前箱内和机组发电机侧的大轴上安装有 测速齿盘 3) 确认好后将转速传感器安装在测速齿盘上方 4) 安装方法及标准详见附录(传感器安装说明) 2.2 机端 TA/TV 的引线

30、1) 从机端保护 TV 接入三相机端出口电压二次值 2) 从机端保护 TA 接入三相机端出口电流二次值 3) 从机端测量 TA 接入一相机端出口电流二次值 2.3 GPS 对时信号 GPS 对时信号接入扭振装置。 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 11 3、工程施工 3.1 设计院设计 1) 设计院负责出具施工蓝图以及电缆清册 2) 四方公司负责扭振屏柜的组屏图纸的设计 3) 四方公司负责与设计院沟通扭振装置需要采集和接入的信号具体意义 4) 电厂在工程施工过程中协调在设计图纸过程以及工程施工过程中的问题， 保证工程施工 的正常进度 其中设计院涉及到的工作有： 1） 确认接入扭振抑制与保护装置所

31、需机组本机开关位置信号、机端电压和电流 TV/ TA 的 具体接线位置以及电缆型号和长度 2） 确认机头和机尾的传感器的安装图纸以及电缆型号和长度 3） 确认 GPS 源可以提供信号类型为 485 差分 B 码的 GPS 对时信号， 并确认电缆型号和长度 3.2 厂内设计 1) 电厂完成外回路图纸的设计和电缆清册的确认 2) 四方公司负责扭振屏柜图纸的设计，协助电厂外回路图纸和电缆清册的出具。 五五五五 四方公司工作计划四方公司工作计划四方公司工作计划四方公司工作计划 1、轴系建模计算 1.1 建立模型 根据收集到的轴系参数进行整个轴系建模， 计算出所需数据作为装置投运参考。 建立轴 系局部薄

32、弱环节模型，采用有限元分析方法对此位置的应力集中进行校核计算。 因此部分工作难度与工作量较大，估计所需时间为 20 个工作日。 1.2 S-N 曲线校核 分析整个轴系的危险截面位置，对这些位置的 S-N 曲线进行校核计算。根据轴系模型 计算危险截面位置的应力集中情况，校核 S-N 曲线数据。估计所需时间 10 个工作日。 若前期没有收集到相关 S-N 曲线数据，需要分析计算。此部分工作难度与工作量较大， 估计所需时间为 20 个工作日。 2、扭振抑制保护装置排产安装 厂内安排装置生产、调试、出厂验收等工作。指导电厂安装传感器及装置接线工作。自 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 12 签订合同日计

33、算，供货周期为 3 个月。 3、后续现场试验 安装汽轮发电机组附加励磁阻尼控制装置（SEDC） ，需要分析励磁通过性，进行安 装 SEDC 的可行性研究分析，并开展现场测量机组参数试验。 六六六六 产品业绩产品业绩产品业绩产品业绩 1、业绩统计 目前四方公司扭振系列产品在国内 11 个大型电厂中正式投入运行， CSC-815 装置、 SEDC 装置、TSR 装置在各大发电机组上共投运近百套，具体情况参见下表。 表 3-1 CSC-811 系列（SEDC）装置应用统计表 电厂 机组 主机厂 上都电厂 6600MW 空冷 东汽 伊敏电厂 2500MW4600MW 俄罗斯、哈汽 表 3-2 CSC-

34、812 系列（TSR）和 CSC-815 装置应用统计表 电厂 机组 主机厂 上都电厂 6600MW 空冷 东汽 伊敏电厂 2500MW4600MW 俄罗斯、哈汽 盘南电厂 4600MW 东汽 锦界电厂 4600MW 上汽 府谷电厂 2600MW 东汽 绥中电厂 2800MW21000MW 俄罗斯、东汽 潮州电厂 41000MW 哈汽 呼贝电厂 2600MW 上汽 鄂温克电厂 2600MW 哈汽 海拉尔热电 2200MW 哈汽 定洲电厂 4600MW 哈汽 CSC-815 装置、SEDC、TSR 装置在上述工程中运行稳定、可靠。 2、经济效益 以国内某大型电厂为例， 由于轴系扭振事故导致两台

35、600MW 机组轴系在低压缸与发电机 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 13 联轴器发电机侧转子出现了裂纹， 直接经济损失达 6000 万元。 若没有采取我公司扭振产品， 没有装置持续告警，发电机转子将最终断裂，出现不可预估的重大损失。 以上都电厂为例，由于采取串补输电，我公司扭振系列产品成功解决了扭振问题，从而 解决了上都电厂的送出问题，送电稳定极限提高，间接经济效益按 4600MW 机组可满发送 出，只按增加 300MW 计算，按照 5500 小时年利用数，电厂的发电收入增加 48230 万元/年。 3、社会效益 我国电力工业已进入发展大电网和大机组的阶段， 大量的大功率机组投产， 轴系的加

36、长 使扭转刚度下降，轴系固有频率谱较密；同时电网也在朝着超高压大区域的方向发展，电力 系统结构的复杂化、 新的电网稳定控制技术以及新型输配电和控制技术的应用， 所有这些使 机组轴系扭振问题越来越严重。同时扭振也会激发电网的振荡，造成线路跳闸或机组解列， 直接影响到系统的稳定运行和大量用户的经济利益。 为了对汽轮发电机组轴系扭振作出正确的评价， 避免汽轮发电机轴系扭振破坏事故的发 生， 不仅在设计阶段应进行详细的轴系扭振计算， 而且要在机组投运后进行扭振监测与分析， 并为运行分析提供依据。 正确评估汽轮发电机组轴系寿命对于机组安全稳定运行， 电网安全 稳定运行，指导厂内进行机组检修等多方面均具有

37、十分重大的意义。 七七七七 产品资产品资产品资产品资质质质质 1、专利 表 4-1 专利统计列表 专利号 专利名称 200710178366.8 测试大型汽轮发电机组轴系扭振模态的扫频法 200810057039.1 发电机组次同步阻尼控制器 PCT/CN2008/001940 汽轮发电机组轴系机械疲劳的测量方法 2007101786670 汽轮发电机组轴系机械疲劳的测量方法 PCT/CN2008/000892 汽轮发电机组轴系扭振保护的协调动作方法 200810056351.9 汽轮发电机组轴系扭振保护的协调动作方法 200810057040.4 汽轮发电机组轴系扭振保护装置 2008100

38、56350.4 通过扭振保护的模态发散判据保护汽轮发电机组轴系的方法 200810116146.7 同时激发多台汽轮发电机组轴系扭振的同步扭振激励法 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 14 2008100557378 一种发电机组轴系扭振模态的检测方法 200810101668.X 自适应大型汽轮发电机组测速齿盘齿数的二次采样法 200810117390.5 综合发电厂和电网信息实现次同步振荡的监测和控制的多级监控方 法 2、权威机构鉴定 2.1 中国电机工程学会 中国电机工程学会于 2008 年 2 月 23 日在北京组织召开了 “采用附加励磁阻尼控制和扭 振保护抑制次同步谐振的研究及工程应用

39、”项目的技术鉴定会。 鉴定结论： 项目研发的附加励磁阻尼控制装置和汽轮机轴系扭振保护装置已在大型火电 工程中得到了应用，整体技术处于国际先进水平。其中基于遗传-模拟退火（GASA）综合算 法的附加励磁阻尼控制器（SEDC）优化鲁棒控制技术，采用机端电气量和扭振特征检测的综 合快速动作判据和多机协调切机技术处于国际领先。 2.2 北京市经济和信息化委员会 北京市经济和信息化委员会于2009年4月22日在北京组织召开了扭振保护装置新产品 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 15 鉴定会。 鉴定结论:总体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。 3、国内相关机构检验报告 3.1 中国电科院检测报告 国电

40、宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 16 3.2 华北电科院检测报告 3.3 南方电网公司 RTDS 实验报告 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 17 3.4 华北电力大学 RTDS 实验报告 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 18 附录附录附录附录：测速传感器安装与检测作业指导书测速传感器安装与检测作业指导书测速传感器安装与检测作业指导书测速传感器安装与检测作业指导书 一、说明 本文档适用于 R9376 传感器的安装、检测 传感器的具体型号：德国 EPRO 公司生产的 R9376/010-011 二、传感器的工作原理及参数 1. 工作原理： 霍尔原理 2. 参 数： 测量范围：020kH 测量间隙：0.

41、8-1.2mm 传感器供电：831.2 Vdc（宽电压供电） 工作温度范围：-30至+100 外型尺寸：14155mm 电源及输出信号线共 3 芯，铠装缆 圆柱型，长度小于 150mm，直径为 14mm 三、安装步骤 1. 在安装钢板上打孔，孔径 M181.5(需要攻丝) 2. 将固定套拧进钢板的螺纹孔 3. 将传感器插入固定套中 4. 将固定套两侧的螺母拧紧，夹住钢板，传感器图片如图 1 所示： 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 19 图 1 5. 传感器与机组大轴的安装间隙推荐为 0.8-1.2mm。 6. 传感器的安装方向标记与轴的中心垂直 （方向标记是传感器上的一条很浅的直线凹槽） ，

42、方向标记的延长线、PR9376 的中心轴线、发电机轴的中心轴线应在一个平面内。 7. 每台机组上对应于一台 CSC-812 装置的一对传感器的安装夹角要求在 120180之 间。 8. 传感器的供电采用直流 24V 供电，传感器一共为三根线，分别为蓝色、白色、屏蔽线， 蓝色线为电源线接直流 24V，白色线为信号线，屏蔽线接地。 图 2 现场安装照片 四、检测步骤 1. 传感器安装完毕后，根据现场实际情况将其供电回路搭建起来。 2. 在机组盘车时， 检测人员使用示波器进行脉冲检测， 如果能够检测到与盘车速度相符合 的波形， 则传感器安装符合要求， 否则视为传感器安装出现问题， 需检修部门进行处理

43、。 国电宝鸡二电厂扭振抑制保护方案 20 扭振产品经理扭振产品经理扭振产品经理扭振产品经理：郑巍郑巍郑巍郑巍 技术研究中心技术研究中心技术研究中心技术研究中心 北京四方继保自动化股份有限公司北京四方继保自动化股份有限公司北京四方继保自动化股份有限公司北京四方继保自动化股份有限公司 地址地址地址地址：北京市海淀区农大南路一号北京市海淀区农大南路一号北京市海淀区农大南路一号北京市海淀区农大南路一号 硅谷亮城硅谷亮城硅谷亮城硅谷亮城 6 6 6 6 号楼号楼号楼号楼 邮编邮编邮编邮编：100084100084100084100084 电话电话电话电话：010010010010- - - -82779

44、822827798228277982282779822 传真传真传真传真：010010010010- - - -82779800827798008277980082779800 手机手机手机手机：13911678197139116781971391167819713911678197 EmailEmailEmailEmail：zhengwsfzhengwsfzhengwsfzhengwsf- - - - 网址网址网址网址：h h h http:/www.sfttp:/www.sfttp:/www.sfttp:/www.sf- - - - - BEIJING SIFANG AUTOMATION CO.,LTD. Add：Building 6, Silicon Valley-City NO.1 Nongda Nanlu, HaiDian District, Beijing, P.R.C. 100084 Tel: 86 10 82779822 Fax:86 10 82779800 Mobile：86 13911678197 Email:zhengwsf- http:/ www.sf-