[发明专利]一种测定发电机轴系固有频率的方法

权利要求书

1.一种测定发电机轴系固有频率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过发电机制造厂家提供的参数，计算出发电机扭振固有频率的理论值，并设定参数；

S2、在发电机出线端或出线变压器的高压侧装备STATCOM，STATCOM在正常状态下用于抑制次同步振荡，在测试过程中，以此进行扭振固有频率的测定；

S3、在发电机运行状态下，通过STATCOM发出某频率的可变干扰，这一频率是以扭振固有频率的理论值为中心的频率范围，而可变干扰的幅度则是由小变大，并记录每次试验的激发时长，观察时长的规律；

S4、在步骤S3中获得频率范围内激发扭振最快的频率，作为扭振固有频率最接近真实值的设定参数；

步骤S3中，可变干扰的幅度调节直到扭振发生并触及到保护阈值为止，并记录触发保护阈值的时间，该设定可以避免扭振幅度增加到不可控制的状态，并通过时长来判断STATCOM发出的频率激发电机扭振的强弱；

步骤S3中时长的规律包括：

(1)时长变大，说明STATCOM发出的频率越来越难以激发扭振，这一频率远离了扭振固有频率，应向另一方向扫频测试；

(2)如果时长变短，则反之，说明测试频率越来越接近扭振固有频率，应继续沿这一方向测试，直到寻找到这一范围内时长最短对应的频率为止。

2.根据权利要求1所述的一种测定发电机轴系固有频率的方法，其特征在于：步骤S1中发电机在基频以内的固有频率有二阶或者三阶，设置适当的区域宽度缩小固有频率的搜寻范围。

3.根据权利要求2所述的一种测定发电机轴系固有频率的方法，其特征在于：所述区域宽度的设置有两个条件：

(1)下限是确认以输入固有频率作为中心、区域宽度范围内，可以包含所有工况下固有频率的变化；

(2)上限是各阶固有频率所占的范围不会重叠，初始参数和区域宽度的设置，是为了粗略的分割各阶固有频率所在的范围。

4.根据权利要求1所述的一种测定发电机轴系固有频率的方法，其特征在于：步骤S4中所述的激发扭振最快的频率，通过不断缩小扫频的范围，以使这一参数更加精确。

5.根据权利要求1所述的一种测定发电机轴系固有频率的方法，其特征在于：步骤S1中所述的设定参数具体指设定触发扭振的保护值，这一值必须低于现场电机真实的保护值，以确定在测试过程中不会对电机造成真实的损伤。

6.根据权利要求1所述的一种测定发电机轴系固有频率的方法，其特征在于：步骤S2中进行扭振固有频率的测定以测试频率的初始值参考模拟值为中心，以0.01Hz为步长，向递增或递减的方向进行测试，在确认安全的状况下，扩大上述步长，从而加速试验进程。

7.根据权利要求1所述的一种测定发电机轴系固有频率的方法，其特征在于：步骤S2中所述的STATCOM能够发出固有频率的功率干扰，设STATCOM发出的电气振荡频率为f_e，电网的基波频率为f_N，发电机轴系机械系统的某阶扭振固有频率为f_m，若f_e＝f_N-f_m，电气系统将出现负阻尼的振荡状态。

8.根据权利要求7所述的一种测定发电机轴系固有频率的方法，其特征在于：所述STATCOM会发出频率为f_e的功率干扰，以测试频率f_m，该频率将会以缓慢的速率递增，从而避免剧烈震荡可能引起的不可抑制的扭振，同时，也延长了单次的测试时间，使测试结果更易于比较。