ГОСТ Р ИСО 13373-1— 2009
С.З Угловая вибрация
Для крупных паротурбинных генераторов существует большоечисло как штатных, так и нештатных ситуаций,
приводящих к передаче колебаний электрического происхождения на присоединенное к генератору оборудова
ние. Эти ситуации, а также связанные с ними характерные составляющие вибрации указаны в таблице С.2. Дан ные
ситуации всегда сопровождаются переменными моментами сил, действующими на ротор генератора, что в свою
очередь вызывает угловую вибрацию вала и вибрацию других вращающихся и невращающихся частей ма шин.
Демпфирование угловой вибрации в турбогенераторах очень мало по сравнению с демпфированием изгиб-ных
колебаний ротора. Это объясняется тем. что при изгибных колебаниях демпфирование обусловлено сжати ем
масляного слоя под цапфами ротора, а при угловой вибрации такая демпфирующая среда отсутствует.
Как показано в таблице С.2. возбуждения вследствие переходных процессов в электросети приводят к
многомодовым долго незатухающим колебаниям ротора турбогенератора. Частотный спектр обычно сосредото
чен в области низших гармоник мод угловых колебаний и. кроме того, содержит составляющие на частотах возбуж
дения (обычно это первая и вторая гармоники сетевой частоты).
В ряде случаев состояние электросети способно привести к относительно небольшим, но устойчивым угло
вым колебаниям ротора генератора (например, в случае нетранспонироеанной линии электропередачи, несим
метричной нагрузки). Обычно при этом основной частотой возбуждения вала является удвоенная сетевая часто
та. Эта частота может возбудить моды угловых колебаний турбогенератора относительно высокого порядка. Такие
режимы требуют применения сложных моделей для расчета связанных изгибных колебаний лопаток турбины
низкого давления и угловых колебаний ротора. Современные конструкции крупных паротурбинных генераторов
устойчивы к возмущениям электрической природы, поэтому угловую вибрацию ротора контролируют редко.
Т а б л и ц а С.2 — Наиболее типичные причины угловой вибрации турбоагрегатов и характерные признаки,
связанные с нею
ПричиныХарактерные частотыПримечания
Повреждение в элекСобственные частоты
тросети. включая сраба угловых колебаний и гар
тывание прерывателя моники сетевой частоты
Сигнал в виде переходного процесса. Многомодовые сла-
бодемпфированные угловые колебания вала
Внутренние поврежСобственные частоты
дения генератора, за угловых колебаний и гар
мыкание выходных кон моники сетевой частоты
тактов
Сигнал в виде переходного процесса. Многомодовые сла
бодемпфированные угловые колебания вала
Рассинхронизация
генератора с сетью
Собственные частоты
угловых колебаний и се
тевая частота
Сигнал в виде переходного процесса. Многомодовые сла-
бодемпфированные угловые колебания вала
Плановая коммута Собственные частоты
ция линий связи угловых колебаний и гар
моники сетевой частоты
Сигнал в виде переходного процесса. Многомодовые сла-
бодемпфированные угловые колебания вала
Изменение нагрузки
(например, влияние
близко расположенной
электродуговой печи)
Собственные частоты
угловых колебаний
Сигнал в виде переходного процесса. Многомодовые сла-
бодемпфированные угловые колебания вала
Несимметрия фазоУдвоенная сетевая
вых напряжений в сети частота
(нетранспонированная
линия электропереда
чи)
Стационарные механические колебания в окрестности уд
военной сетевой частоты; могут сопровождаться угловыми
колебаниями сопряженных валов и изгибными колебания ми
лопаток
Подсинхронный резо
нанс
Подсинхронная соб
ственная частота
Нестабильные колебания из-за резонанса в электросети
(линии с продольной емкостной компенсацией) или непра
вильное функционирование систем автоматического управ
ления постоянного тока
Заедание опорных
шеек на низкой частоте
вращения
Собственные частоты
угловых колебаний
Слабодемпфированные многомодовые колебания
Пульсирующие
моменты при пуске
синхронного электро
двигателя
Собственные частоты
угловых колебаний
Вибрация максимальна при прохождении ротором соб
ственных частот угловых колебаний
Влияние выпрямитеГармоники сетевойСтационарные вынуждающие силы
лей для питания элект частоты
родвигателей
34