Диссертация (1024744), страница 19
Текст из файла (страница 19)
За период эксплуатации турбоагрегатов со предыдущими системамивозбуждения неоднократно регистрировалось повреждение узла сочленениявалов РВ-РГ, в частности неоднократные поломки соединительных шпилек.На турбоагрегатах К-200-130 ЛМЗ и Т-175-130 ЛМЗ (генератор ТВВ-200,возбудитель ВТ-4000-2У3, система возбуждения СТН-360-3000-2-УХЛ4)143Сургутской ГРЭС-1 №№9,10,11,12,15 имел место ряд отказов, связанных сповреждениемузласочлененияроторагенератора(РГ)сроторомвозбудителя (РВ). Большая часть произошедших отказов была в период с1981 по 1990 г.г. Как указано в материалах, предоставленных ГРЭС-1, до 50% всех поломок муфт приходилось на ТА № 9. После 1990 г. и по настоящеевремя отмечен лишь один случай поломок шпилек (блок ТА №15 в 2006г.).
Внастоящее время причины поломки муфт в полном объёме не установлены.Для оценки действующих на узел нагрузок в соответствии сТехническим заданием было выполнено обследование узла, определеныпричины самопроизвольного разделения валов, нарушений центровки,предложены технические мероприятия по повышению надежности узла ивыполнить механические расчеты предлагаемой конструкции. Одновременнодополнительнопроведенизмерительно-вычислительныймониторингкрутильных колебаний валопровода на блоке № 9, чтобы на основанииполученных результатов принять решение о необходимости разработкипроекта реконструкции узла сочленения валов РВ-РГ.Причиной нештатных режимов работы и поломок могут бытькрутильные колебания валопровода турбоагрегата, а источником ихпоявленияможетбытьвлияниевнешнейэлектрическойсети(КЗ,перенапряжения и т.п.) или наличие автоколебаний в электрическихпроцессах системы возбуждения на частоте собственных крутильныхколебания валопровода (данная особенность СВ СТН с регулятором сильногодействия АРВ-СД была описана в соответствующем циркуляре СРМ-92 «Опредотвращениевозбудителяповрежденийнезависимойсочленениясистемойвалатиристорноготурбогенераторавозбужденияипринеисправности в АРВ-СД»).В процессе исследований и испытаний проведены многочисленныеопыты форсировок для оценки влияния коротких замыканий (КЗ) внешнейэлектрической сети (сети) на параметры вращения валопровода и анализ144быстропротекающихэлектрическихпроцессов,которые,штатнымисредствами измерения, не были зарегистрированы из-за их быстротечности.Результаты, полученные в процессе испытаний, были использованыдля расчета муфтового соединения на прочность в различных режимахработы.
Прочность муфтового соединения рассчитана на основанииизмеренного момента ротора ВГ и с учётом результатов измерения угласкручивания.Проведены опыты изменения уставки напряжения статора с заданнойчастотой. Цель данной серии опытов заключалась в проверке влияния сети навращениевалопровода.Данныеопытыподтвердиливозможностьвозникновения резонансных крутильных колебаний вследствие появлениявозмущающей силы с частотой равной одной из собственных частотвалопровода. Источником этих возмущений может быть как сеть, так и самасистема возбуждения (автоколебания электрических параметров СВ), чтоотражено в циркуляре СРМ-92.В процессе исследований решались следующие задачи:а) измерение и оценка и действующих на узел нагрузок в соответствиис Техническим заданием;б)обследованиеузласочлененияроторовРВ-РГприфункционировании, определения причин самопроизвольного разделениявалов, нарушений центровки;в) разработка технических мероприятий по повышению надежностиузла сочленения РВ-РГ;г) выполнение расчетов прочности предлагаемой конструкции;д) оценка параметров функционирования системы возбуждения сприменением фазохронометрической системы с учетом современных норм ивозможностей микропроцессорных защит;е)проведениеизмерительно-вычислительногокрутильных колебаний валопровода на блоке № 9;мониторинга145ж) оценка режимов работы регулятора системы возбуждения на основеизмерительной фазохронометрической информации и ее математическойобработки;з)определениенеобходимыхнастроексистемырегулированиятурбогенератора ТВВ-200-2А блока № 9 Сургутской ГРЭС-1 и возможностивведения дополнительного регулирования АРВ от ФХС;и) оценка демпфирования системой регулирования возбуждениявлияниявоздействиявнешнейсетинаосновеизмерительнойфазохронометрической информации;к) уточнение параметров математической модели турбоагрегата,включающей систему регулирования и канал регулирования ФХС;л) оценка возможностей применения фазохронометрического методадля диагностирования турбоагрегатов;м) уточнение состава и параметров фазохронометрической системы длявнедрения с учетом системы возбуждения на базе результатов испытаний.Достигнутый метрологический уровень обеспечил регистрацию инаблюдениеоткликав функционировании валопровода на вариациинагрузки внешней сети и воздействия системы управления.
Вариациинагрузки носят случайный характер. При подключении мощной нагрузкинаблюдается резкое изменение периода вращения в сторону увеличения, приотключении - ускорение скорости вращения и воникновение крутильныхколебаний. Анализ выявил особенности функционирования турбоагрегатапри взаимодействии с сетью и изменении внешней нагрузки, порождающейразличные переходные процессы при восстановлении номинального режима,влияющие на техническое состояние ТА146а)б)а) количество измерений n=3128 оборотов;б) количество измерений n=368 оборотовРис. 4.13.Хронограмма вращения турбоагрегата ТВВ-200-2- К-200-130Из Рис.
4.13 видно, что вариации периодов вращения могут изменятьсяв процессе работы по абсолютному значению в несколько раз и существенноотличаться от соседних значений. Этот факт свидетельствует о наличиивнешнего воздействия на систему (турбоагрегат).147Рис. 4.14.Хронограмма вращения после вычета тренда n=3870 оборотовИз Рис. 4.14 видно, что после вычета тренда (в данном случаеозначающее вычитание случайной низкочастотной составляющей) характерколебаний сохраняется. Кроме этого отчетливо видно, что вариация периодавращения ТА может возрастать (уменьшаться) по абсолютному значению внесколько раз и существенно отличаться от соседних значений.
Данный фактсвидетельствует о наличии внешнего воздействия на систему (турбоагрегат).Поскольку движение через небольшой промежуток времени в целомсохраняет свой характер, то в первую очередь нужно говорить о воздействиисо стороны внешней электрической сети. Выбросы, полученные изхронограмм говорят о неустойчивой работе турбоагрегата, то есть егореакции на малейшие возмущения сети. Отсюда и предъявляются жесткиетребования к качеству электроэнергии.148Рис. 4.15.Автокорреляционная функция процесса функционирования n=1675 оборотовРис. 4.16.Автокорреляционная функция процесса функционирования n=5990 оборотов149Рис. 4.17.Спектр собственных частот крутильных колебаний турбоагрегата ТВВ-220-2К-200-130, по оси x-частота, Гц, по оси y – амплитуда частоты.Рис.
4.18.Спектр собственных частот крутильных колебаний турбоагрегата ТВВ-220-2К-200-130. На спектре выделяются частоты – 38.8 Гц и 45.9 Гц.150Рис. 4.19.Спектр собственных частот крутильных колебаний турбоагрегата ТВВ-220-2К-200-130. Выделяются основные частоты – 2.2 Гц, 3.4 Гц, 28.9 Гц 38.78 Гц и45.98 Гц.Анализ спектров собственных частот крутильных колебаний показалследующие особенности функционирования ТА:- наличие устойчивых частот в районе 2 Гц, 3 Гц, 29 Гц 39 Гц и 46 Гц,при этом частоты 39 Гц и 46 Гц представляют собой частоты собственныхкрутильных колебаний турбины и генератора соответственно, область низкихчастот (частоты меньше 5 Гц) отражает колебания фундаментов, опор и т.п.;- амплитуда крутильных колебаний генератора (частота 46 Гц) прианализе выборки хронограмм может быть как меньше, так и большеамплитуды крутильных колебаний турбины (частота 39 Гц).
Амплитудачастоты крутильных колебаний в спектре отражает энергию колебаний. Вслучаях, когда значение амплитуды крутильных колебаний генераторапревышает (а порой существенно превышает) амплитуду крутильныхколебаний турбины, возникает переходный процесс, поскольку турбина,работающая в качестве двигателя, должна компенсировать внешние моментыи через систему регулирования задавать частоту вращения генератора вустановленных пределах по ГОСТ.151Частота должна находиться в пределах 50±0,2 Гц не менее 95%времени суток, не выходя за предельно допустимые 50±0,4 Гц.
[202,203,204]Утвержденные Электроэнергетическим советом СНГ в 2007 г.«Правила и рекомендации по регулированию частоты и перетоков» как часть«Основныхтехническихтребованийкпараллельноработающимэнергосистемам стран СНГ и Балтии» устанавливают более жесткие нормы иболее высокие требования к качеству регулирования частоты и перетоковактивной мощности энергосистемами. В частности, должно обеспечиватьсяудержание текущей частоты в пределах 50±0,05 Гц (нормальный уровень) и впределах 50±0,2 Гц (допустимый уровень) с восстановлением нормальногоуровня частоты и заданных суммарных внешних перетоков мощностиобластей регулирования за время не более 15 минут для согласованияотклонений частоты с планируемыми запасами пропускной способноститранзитных сетей ЕЭС в нормальных условиях.При всяком изменении напряжений, приложенных к обмоткамэлектрических машин, и параметров контуров обмоток или при изменениимоментов на валу ротора возникают быстропротекающие электромагнитныеили электромеханические переходные процессы, неизбежно сопутствующиеэксплуатации электрических машин.
Электромеханические переходныепроцессы имеют место при пуске электрических двигателей, их реверсе илиторможении и при различного вида регулировании рабочего процесса:изменениискоростивращения,сбросеилиувеличениинагрузки.Электромагнитные переходные процессы имеют место при включениитрансформатора в сеть и самовозбуждении генераторов постоянного илипеременного тока и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
