摘要：影响水轮机发电机组振动的因素有很多，对水电站运行维修工作经验、对水电站水轮发电机组的振动原因分析及处理进行详述，供同类故障处理分析、参考。
关键词：发电机；机械振动；原因；检修
振动对于水轮发电机组是极其严重的危害，它不但降低机组的工作效率，影响机组安全运作，还会加快损坏机组部件，导致事故的发生。在水轮机发电机组的运行过程中还是经常性地出现相应的振动问题，这对水轮机机组安全、稳定、可靠的运行造成一定的不良影响。
一、机组振动分析
1.机组振动的危害性。对水轮发电机组而言，振动是旋转机械不可避免的现象。振动除了使机组效率降低，还会带来一系列危害，甚至会威胁机组的正常运行和安全，主要表现在以下几个方面：（1）机组振动会造成某些部件的有害弹性变形和塑性变形，使一些零部件材料发生疲劳、裂纹及断裂，引起机组零部件金属焊缝中疲劳破坏区的形成和扩大，使之发生裂纹甚至断裂损坏而报废。（2）振动使机组各部位紧固连接部件松动，导致这些紧固件本身的断裂，加剧其连接部分的振动，促使它们迅速损坏。（3）振动加重机组转动部件之间的相互磨损。（4）尾水管中的水流脉动压力可使尾水管壁产生裂缝，严重的可使整块钢板剥落。（5）振动导致机组出力不足，运行范围缩小，寿命缩短。（6）振动也可引起机组基础厂房构件和引水压力钢管等的共振，有时会酿成严重事故，可能使整个设备和厂房毁坏。（7）过大的振动不仅导致机组运行参数的波动，影响机组的负荷分配及供电质量，缩短机组的使用寿命，危及电站安全运行和电力系统的经济运行。
2.机组振动原因。造成水轮发电机组振动的原因很多而且复杂，机组振动除了机器本身转动或固定部分引起的振动外，还需考虑发电机的电磁力以及作用于水轮机过流部分的流动压力对系统及其部件振动的影响。因此，一般将引起水轮机组振动的原因分为电磁、机械、水力三个方面。（1）电磁引起的振动。主要由发电机电磁不平衡引起，常见的有转子磁极线圈层间短路、励磁回路两点接地、空气间隙不均匀、定子三相不平衡等。切除励磁电流，空载运行如振动消失，证明是电磁方面引起的震动。（2）机械引起的振动。主要有转动部分重量不平衡、机组轴不正、主轴联结不同心、轴承缺陷、推力或导轴承调整不当，以及静、转部分偏磨等。（3）水力引起的振动。如尾水管中涡带引起振动、机组偏离最佳运行工况区运行、止漏环间隙不均、蜗壳及导叶引水不均的转轮进口水流冲击、卡门涡列、空腔汽蚀、间隙射流等。将机组改调相如振动消失就是水力振动，如不消失即为机械振动。
二、水轮机发电机组振动的处理方案
1.采取相对合理的振动测试方案。在水电站中的水轮机发电机组往往会出现振动情况，这是不可避免的问题，应该重视其合理性，采取适宜的测试方案，保证将影响降至最低。（1）仪表测试法。此类方式相对简便且灵活，涉及到的仪器包括测振仪和百分及千分表等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆测振仪可以及时的将机械振动时间历程测试出来，在分析及对比的过程中，获取到更为精确地机组振动频率及波形等相对应的指标。百分及千分表等也可以及时的将机组振动的振幅测出来，这样便能保证相关工作的开展更加顺利。（2）振动监测系统。这种系统通常涵盖着传感器、信号变换及处理等不同的装置。在借助于专业传感器及信号变换装置的基础上，把实际获取的振动量合理的转变为电量，再适当的借助于放大器将相关的信息放大，通过示波器将其合理的记录下来，经过分析仪器的分析加以处理。该系统体现出较高的灵敏度和较广的频率范围，能够及时的完成自动控制及遥测等工作。应该格外关注的是此系统的使用可以对机组振动进行测量，但是应该采取针对性的屏蔽措施，避免受到外界的干扰，对测量的准确度产生不利的影响。
2.准确分析电磁因素产生的振动原因。依照转子磁极键的基本情况，在反复测量定转子圆度符合一定的标准之后，把长出的部分及时的去除，在上部及时加装挡板。当对磁极键固定之后，避免出现偏斜的问题。若是磁极已经修复成功，需要及时的对转子圆度加以复测，保证检测的结果及对应的标准达到相关的要求。在对定子铁芯进行定期检查的时候，如果发现了松动的情况，应该及时的采取措施处理，同时强化基本的监控与监管。
3.合理判断机械因素导致的振动问题。重视精密度的提升和同心度的提升，这是降低机械因素导致振动问题的关键。机组在实际运行的时候如果出现较大幅度的振动问题，可以对机组实现合理的检查，及时排除其他因素所致的情况。根据振动显示的情况，在变速试验中，应该明确相对明显的振动变化情况，由此及时的判断出机械因素所导致的实际问题。在进行空载试验的时候，可以发现存在着有功负荷及励磁电流的影响。在实测机组导轴承间隙的过程中，能够发现当间隙呈现出最大值的情况时，需要进行合理的调整，保证其能够控制于标准值0.2毫米之内。在此之后，启动机组的过程中应该及时的落实振动测试工作，振幅必须要保证在0.04毫米之内，消除机械因素导致的振动问题。
4.清楚辨明水力因素所致的振动问题。针对于尾水管涡带导致的机组振动问题，可以及时的在低负荷区域中适当的补足气量，由此能够及时的降低相应的压力脉动振幅。在加装了延伸泄水锥后，可以保证涡带的压力脉动及时的降低到一定的程度上。在超负荷的区域之中，可以及时的加装相应的加装带，其起到的导流作用可以保证减震装置发挥出作用，采用角向切割叶片出水边的基本方式，把涡带中的压力脉动合理的控制，由此提升出力。针对于汽蚀原因所致的机组振动问题，应该及时的通过尾部流通管入口处的加装导流瓦改善，也可以适当的添加导流翼板或者是对转轮叶型合理的修正，由此能够及时的解决出力问题。注意适当的避免机组在低压负荷区中运行，这样便能及时的降低汽蚀可能导致的机组振动几率。
为做好水轮发电机振动的防治工作，就必须根据水轮机的实际振动情况，将引起水轮机组振动原因大致分为电力、水力、机械三方面的因素来研究，分析振动发生的原因，振动的特性，为水电厂生产管理、运行、检修人员提供参考意见，从而制定出相应的预防和消振措施。
参考文献：
［1］李建.中小型水轮发电机组运行与检修［J］.电力建设，2016，31（3）：231~235.
［2］牟瑞.水轮发电机组智能化振动保护策略研究［J］.电力建设，2016，33（8）：256~261.
论文作者:胡肖
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/8/29
标签：机组论文; 水轮论文; 水轮机论文; 机械论文; 原因论文; 磁极论文; 因素论文; 《电力设备》2019年第7期论文;