伴随着我国经济的迅速发展,社会对电力行业的需求日益增长。我国目前仍以火力发电为主,一方面随着机组容量变大导致轴系变长,刚度下降;另一方面由于用电负荷多样性、输电网络长距离化、大容量化、新型输电技术应用等对机组动力学特性产生影响,以上两方面原因容易引起电气系统与机械系统的耦合作用,引发大型汽轮发电机组轴系振动问题和次同步谐振现象等,严重危害机组的安全经济运行。本文以某600MW超临界汽轮发电机组为研究对象,主要研究内容如下:首先,对轴系建立其连续质量模型,叶片通过附加转动惯量方式施加到模型上,基于有限元方法在ANSYS软件下对其进行模态分析,得出轴系的横向振动和扭转振动的固有频率和振型等,总结单转子与轴系固有特性的关系;其次,对轴系进行不平衡响应分析,得出其幅频特性曲线和相频特性曲线,分析了不平衡质量矩大小对振动特性的影响,绘出轴承处的幅频特性曲线,可用于实际机组振动监测,探讨了轴承阻尼大小对轴系不平衡响应的影响;最后,以汽轮发电机组与电网的机电耦合系统为对象,基于时域仿真法,建立含有串联电容补偿器的电力系统模型,得到不同轴段之间的扭矩分布大小,分析了不同短路故障下机组的扭矩响应特性,总结了串补度对次同步谐振问题的影响,对危险轴段进行理论应力集中系数计算。