基于拓展傅里葉水電機組軸系參數敏感性研究

劉 姮

（國網白銀供電公司，甘肅 白銀 730900）

隨著我國社會與經濟的快速發展，水力發電行業也取得了飛速的進步。水輪發電機組的單機容量日益增大，且隨著能源結構的改變，水電機組與風電、光伏等新能源的多能互補運行成為重要發展方向。但隨之而來的就是由水力、機械、電氣和其它各種因素共同耦合引起的機組運行穩定性問題，機組運行失穩會直接影響機組使用壽命與發電質量水平，嚴重時甚至還會影響水電站的安全運行[1-3]。

水電機組運行工況包括啟動、停機、工況轉換等過程，特別是在與風電、光伏等新能源互補運行時，工況調節更加頻繁，機組在水力、機械和電磁等因素共同作用下，呈現出復雜的動力響應特征，由于這些外部作用因素并不是相互獨立的，且不同因素引起的機組部位振動往往是相互耦合的，故將機組作為一個耦合的動態系統進行研究已經成為一種趨勢，但其難度和工作量也隨之大大增加[4-6]。機組軸系的振動往往是導致水電機組振動事故的主要原因，如導軸承間隙不均勻，大軸弓狀回旋導致水輪機密封間隙偏斜，引發水力不平衡；機組軸系的動態響應導致定轉子間氣隙不均，造成發電機定轉子間不平衡磁拉力加大，加劇機組軸系的振動幅值等[7-9]。因此，對水電機組軸系的各個系統參數影響規律進行針對性研究，對掌握機組振動誘發機理和減振避振措施具有重要意義。

本文以水輪發電機組軸系系統為研究對象，考慮不平衡磁拉力、非線性油膜力和碰摩力對轉子軸承系統的耦合作用，并利用擴展傅里葉敏感性分析方法進行機組軸系系統參數敏感性分析，得出軸系系統參數對其運行穩定性的影響規律。……