摘要：科技发展迅速的同时带动了机械行业的发展。随着经济的发展，生活水平的提高，电力的重要性越来越明显。电力作为人们生产生活的重要能源，直接影响各行各业的正常发展。在我国，水力发电是火力发电之外的一种重要的发电形式，其中检修维护是保障水电站正常运行的基础。在水力发电中，常规水轮机是一种重要的机械设备，对其进行检修维护直接决定着水电站的健康运行与持续发展。在正式检修常规水轮机之前，应该做好相应的检修准备工作。在实际的水力发电中，常规水轮机检修工作效果直接影响水轮机的正常运转。基于此，需要深入研究分析常规水轮机的检修工艺，及时解决水轮机出现的各种问题，确保水轮机正常运行。
关键词：水轮机；振动原因分析；处理
引言
水轮机在运行过程中，由于受到制造工艺、安装工艺、运行工况等因素的影响，会产生振动现象，对机组的安全运行有较大影响并产生噪音，加速零部件的磨损、降低工作效率等。水轮发电机组振动的原因比较复杂，不同的振动因素会引起不同规律的振动，因此，要根据水轮机的振动状态，分析其原因，才能找出相应处理的方法。
1水轮机振动的原因
1.1机械振动的原因
机械振动最常见原因是转子质量不平衡，其次是机组轴线倾斜，还有就是导轴承缺陷。转子质量不平衡，也就是转子重心偏离旋转轴线一个距离e，使得主轴旋转时转子重心以e为半径绕主轴线旋转，产生附加离心惯性力，这个附加的离心惯性力将迫使主轴产生弯曲变形，这种变形越靠近轴的两端变形越小、越靠近离心力的作用点变形越大，主轴的空间运动形状呈橄榄形，其投影呈弓形，故称这种振动为“弓状回旋”型振动。水轮机和发电机轴线倾斜也会引起振动和摆动。对新安装机组，轴线在安装时要进行测量调整，其摆度值通常都能处理在规定的范围内，因此，轴线倾斜一般不会引起剧烈振动。但在运行一段时间后，由于某些原因使轴线改变，就会引起机组振动。
1.2电磁振动的原因
发动机转子磁极线圈的匝间短路，还有定子与转子之间的空隙不均匀，甚至磁极极性次序错位等因素是引起振动主要原因。发电机的这些缺陷会使空隙内磁通密度的分布不对称，即造成磁力不平衡，而引起机组振动。
2水轮机振动故障点的判断方式
经验丰富的维修人员往往能够在水轮机振动出现时迅速判断出故障原因，要求水电站能够定期开展对维修人员的培训工作，确保维修人员能够对水轮机结构以及振动原因了如指掌，并要将先进维修技术传授给他们，这样维修人员就可以高效率的处理好水轮机振动问题。在水轮机振动故障的判断方面不断有新技术、新方法涌现而出，维修人员不能墨守成规，而是要以创新理念为指导，结合自身工作经验实施工作模式的创新，以此来提高水轮机振动故障处理水平。现如今较为常用的水轮机振动故障判断方法有下面两种：
第一，测量方法。采用百分表和压力表进行机组振动、摆度及压力脉动的测量是最常用的方法。一般在轴承支架和定子机座处设置振动测点及在各部导轴承处设置摆度测点，在尾水管等处增设必要的压力脉动测点等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆计算机监测装置中，采用加速度传感器测量振动，测量摆度采用电涡流传感器，测量压力采用压力变送器，不仅具有幅值显示功能，而且具有波形和频谱分析功能，还可以进行离线或在线监测。
第二，试验工况及分析。水轮发电机组振动、摆度、压力脉动的测量，应分别在空载无励额定转速、变转速、空载变励磁电流、空载有励额定转速、不同负载、调相等工况下进行。通过空载无励额定转速工况，可了解机组轴线与轴承间机械蹩劲力作用的大小；通过空载变励磁电流工况，可了解定子铁芯有无冷态振动；通过空载有、无励额定转速工况，可了解发电机电磁不平衡力作用的大小；通过不同负载工况，可全面了解机组运行的稳定性；通过变转速工况，可了解发电机转子重量不平衡力作用的大小；通过调相工况，可了解机组无水力作用因素下的运行情况。
3优化措施分析
3.1水轮机振动的测量
水轮机振动的问题很复杂，产生原因很多，找出振动产生原因常用的方法有测量法和试验工况分析法两种。（1）测量方法。采用百分表和压力表进行机组振动、摆度及压力脉动的测量是最常用的方法。一般在轴承支架和定子机座处设置振动测点及在各部导轴承处设置摆度测点，在尾水管等处增设必要的压力脉动测点等。计算机监测装置中，采用加速度传感器测量振动，测量摆度采用电涡流传感器，测量压力采用压力变送器，不仅具有幅值显示功能，而且具有波形和频谱分析功能，还可以进行离线或在线监测。（2）试验工况及分析。水轮发电机组振动、摆度、压力脉动的测量，应分别在空载无励额定转速、变转速、空载变励磁电流、空载有励额定转速、不同负载、调相等工况下进行。通过空载无励额定转速工况，可了解机组轴线与轴承间机械蹩劲力作用的大小；通过空载变励磁电流工况，可了解定子铁芯有无冷态振动；通过空载有、无励额定转速工况，可了解发电机电磁不平衡力作用的大小；通过不同负载工况，可全面了解机组运行的稳定性；通过变转速工况，可了解发电机转子重量不平衡力作用的大小；通过调相工况，可了解机组无水力作用因素下的运行情况。总之，水电机组振动、摆度、压力脉动的测量，应在各种不同工况下进行，并通过比较分析，区分各种不平衡力作用的大小，从而查找引起振动的原因，及时处理，保证机组的稳定运行。
3.2运行工况为空载带励、振动情况对励磁电流变化的振动故障消除
运行工况为空载带励、振动随励磁电流变化的振动故障，其诱发原因可能有转子线路问题、定子变形或转子中心偏心等因素。在进行这类振动故障的处理中，应首先采用示波器对线圈短路情况进行检测，测出具体的短路位置后再进行相应的处理，以此消除水轮机振动故障。定子变形需要通过仪器检测后进行处理，这类故障如果处理不及时将会造成更大的故障隐患。偏心的处理较为简单，可以采用调整定子与转子中心的方式解决振动。
结语
在组织开展水轮机检修工作时，科学管理是基础，科学有效的管理是提高检修质量的关键，通过检修可以提高水电厂的运行效率，充分发挥水电厂的优势，因此，强化检修管理非常重要。在水力发电中，水轮机作为水电站发电的重要设备，如果出现故障，就会影响水轮机正常运行，造成一定程度的损失。基于此，需要通过检修的方式，排除水轮机存在的故障，最大限度地降低水轮机故障。在检修的过程中，检修人员需要秉持认真负责的态度，做好水轮机检修工作，同时不断积累自己的检修经验和检修技能，及时发现水轮机存在问题并进行处理，在一定程度上提升水轮机运行的安全性，充分发挥水轮机的作用，进而创造更大的价值。
参考文献：
[1]周劲松.耦合故障下水轮机振动特性分析[J].中国农村水利水电.2015（10）
论文作者:秦巍,李申双
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/17
标签：水轮机论文; 工况论文; 机组论文; 转子论文; 转速论文; 测量论文; 定子论文; 《电力设备》2019年第21期论文;