浅析水轮发电机组振动的原因及危害
水轮发电机组振动原因和处理措施分析
水轮发电机组振动原因和处理措施分析水轮发电机组振动会让水轮发电机组正常运行产生问题，会让水轮机组出现故障。
本文首先对水轮发电机组振动带来危害作出简要阐述，然后对水轮发电机组振动原因进行分析，之后结合笔者在新庄水电站工作的实际情况，提出几点水轮发电机组振动处理措施，希望可以对业内起到一定参考作用。
标签：水轮发电机组;振动原因;处理措施前言：在水电站中，水轮发电机组的安全运行可以保证水电站经济效益，如果水轮发电机组因为振动出现故障情况，那么就会对水轮发电机组运行平稳性与发电效益造成不利影响。
水力原因、机械原因与电气原因均有可能导致水轮发电机组出现振动情况，进而产生运行故障。
一、水轮发电机组振动带来危害在水电站中，水轮机占有核心地位，水轮机组可以转化水势能为机械能，在水电厂中，水轮发电机组的安全运行可以保证其供电安全性、供电优质性和供电经济性，这和电网运行的稳定性、安全性具有直接关系，这对于水电厂的社会效益与经济效益具有决定作用。
在水轮机组的运行中，水力原因、机械原因与电气原因均会造成水轮发电机组振动情况，据统计，现阶段，水轮发电机组大约有80%事故与故障和振动有关。
水轮发电机振动会带来五点主要危害：（1）會让机组零部件出现疲劳损坏区，该区主要出现在金属和焊缝之间，长期运行会让损害程度加重，可能会有裂缝出现，导致机组报废;（2）发电机组部分紧固部件会出现松动甚至断裂情况，会让连接部件出现振动情况，减少其使用寿命;（3）水轮发电机振动会让机组旋转部分磨损程度加剧;（4）水轮机组共振会对厂房以及多种设备造成影响;（5）水轮机组振动会让尾水管中形成涡流脉动压力，此压力可能会让水管壁开裂，可能会对尾水设备正常使用造成影响。
二、水轮发电机组振动原因（一）水力原因在水力方面，水轮发电机组振动的主要原因是水轮机会受到动力水压的干扰，这种水力原因往往是具有较大随机性、很难进行控制的。
如果水轮机处于非设计环境工作，或是处于过度运行状态，那么由于不理想水流状况，机组部分组件会产生振动加速，出现断裂情况。
简析水轮发电机组的振动原因及改进措施
简析水轮发电机组的振动原因及改进措施摘要：水轮发电机在长期运行过程中，会产生振动。
引起发电机组振动的原因可以从机械、水力和电力三方面考虑，针对这些原因，从发电机水机保护、励磁系统、发电机组导轴承方面进行改进。
关键词：水轮发电机；振动原因；改进随着现代技术的迅速发展，水轮发电机的比转速和单机容量越来越大，其结构更加复杂，机组稳定性问题日益突出。
一批像三峡工程等大、中型机组投入运行，其稳定性能尤为重要。
稳定性能成为衡量大、中型发电机组的重要性能指标。
1. 水轮发电机组的振动原因振动是旋转机械运行过程中的固有属性。
振动不仅影响机械的性能和寿命，还会引起机械故障和损坏会，造成重大经济损失。
水电机组的振动直接影响机组的安全运行、负荷的合理分配及供电的质量，如果不加以控制，还会造成严重的事故。
例如，西南某大型电厂的一台机组因导叶销破坏引起转轮周期性激振，导致转轮两块叶片振落，其它严重开裂叶片更换新转轮，直接经济损失一千万元；葛洲坝电厂某号机投产后出现明显振动，导致厂房震颇，严重地危及运行人员的身心健康。
可见，机组的振动值是一个重要的质量指标，既可以根据机组起动过程的振动来评价机组的安装质量，也可以根据机组振动状态确定机组的检修计划。
水轮发电机组的振动问题与一般动力机械的振动有所不同。
水电机组的振动除需考虑机组本身的转动或固定部分的振动外，尚需考虑作用于发电机部分的电磁力及水轮机过流部分的流体动压力对系统及其部件振动的影响。
在机组运转的情况下，流体一机械一电磁三部分是相互影响的。
因此，严格地说，水轮发电机组的振动是电气、机械、流休耦合振动。
完全按照这三者的耦合关系来研究系统的振动是非常复杂的，目前还难以建立起可以进行分析计算的数学模型，也不易在试验中同时考虑上述三种因素的互相影响。
为此，根据水电站所积累的典型经验，可将引起机组振动的原因划分为机械、水力、电气三方面。
1.1 机械因素由于制造、安装等因素引起的机械不平衡力主要有：（1）主轴弯曲或有挠度；（2）发电机转子与水轮机转轮动、静不平衡；（3）导轴承间隙调整不当；（4）推力轴承调整不良；（5）机组中心不正；（6）转动部分和固定部分不同心，产生摩擦或碰撞；（7）支持系统刚度不够。
水轮发电机组振动分析
（ 中国 电力 投资 集 团公 司格 尔木太 阳 能发 电分公 司 ，青海 西 宁
摘
８ １ ０ ０ １ ６ ）
要 ：减 少水轮发 电机组振动对提 高机组 安全稳定 运行 、延 长机 组使 用寿命 具有 重要 的作 用。本文对 水轮发
电 机 组 产 生 的 各 种 振 动 的 危 害及 原 因进 行 了分析 ，并针 对 各种 振 动 的 原 因提 出 了具 体 解 决 措 施 。
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈｙ ｄｒ ｏ — ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎｇ ｕｎ ｉ ｔ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ａ ｓ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｂｌ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｕ ｎｉ ｔ ａ ｎｄ ｐｒ ｏｌ ｏ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｕｎ ｉ ｔ ． Ｔｈ ｅ ｈａ ｒ ｍ ａ ｎ ｄ ｃａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｗｅ ｒ，ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ａ ｎｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｓ ｍ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈｙ ｄ ｒ ｏ — ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｕｎ ｉ ｔ ａ ｒ ｅ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ． Ｃｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕｔ ｉ ｏ ｎｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ａ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
水轮发电机组异常振动的原因分析及应对措施
水轮发电机组异常振动的原因分析及应对措施摘要：水轮发电机组运行中出现异常振动是不可避免的，掌握引起机组异常振动的振源的类型、特征、危害以及振动规律等，对机组不同的异常振动进行分析、判断，迅速、准确地消除引起机组异常振动的振源或采取有效措施减小振动，确保机组安全、稳定、可靠、经济运行。
本文主要对水轮发电机组的剧烈振动原因及应对措施进行了探讨。
关键词：振动原理异常振动原因分析应对措施1 水轮发电机组振动原理在机组运转的状态下，在水轮机作为其原动力的前提下，水能的作用能够直接有效激发水轮发电机组振动，还能够间接维持机组振动。
流体、机械、电磁三者是相互影响相互作用的，由于气隙在不对称的状态下，由于发电机定子与转子之间的磁拉力不平衡的情况，当流体激起机组转动部分振动时会造成机组转动部分的振动，而发电机的磁场和水轮机的水流流场也会受到转动部分的运动状态的影响。
2 水轮发电机组异常振动的危害旋转机械的振动是难以避免的，如果可以把振幅控制在允许范围之内，就可以保证机组安全、正常的运行，但是如果是剧烈的振动，必然会不利于机组的安全运行，其主要表现为：机组的各个连接部件出现松动，所有静止部件和转动部件之间产生摩擦甚至是扫膛而损坏；导致零部件和焊缝疲劳，形成裂缝甚至出现断裂；尾水管低频压力脉动可使尾水管壁出现裂缝，当发电机或电力系统固有频率与其频率一致的时候，会发生共振，造成机组出现剧烈振动，有可能会导致发电机组从电力系统中解列，甚至会损坏厂房和水工建筑物。
3 水轮发电机组常见异常振动的原因分析及应对措施3.1 机械因素造成的剧烈振动的原因及应对措施机械因素引起的振动是指由机械部位摩擦力和惯性力以及其他力造成的振动，其特征是振动频率相当于机组旋转频率或是机组转动频率的几倍。
引起振动的机械因素主要是导轴承缺陷、机组轴线不正、转子质量不平衡等。
（1）振动的原因分析1）转子质量不平衡：因为转子质量的不平衡，转子的中心会对轴心产生偏心距，当轴以角速度开始旋转的时候，因为失衡质量受到离心惯性力的影响，在轴上出现弓状回旋，此类的振动也被称为振摆。
对于水轮发电机组振动的原因及处理方法的研究
对于水轮发电机组振动的原因及处理方法的研究水轮发电机组振动是指水轮机在运行时产生的振动现象。
水轮发电机组振动的原因主要包括以下几个方面：水力因素、结构因素以及操作因素。
首先，水力因素是水轮发电机组振动的主要原因之一、由于水轮机是通过自然水流将水流动能转化为机械能的装置，因此水流的流动状况直接影响水轮机的运行情况。
当水流入口流速过快或者过慢时，会导致水流输运不平稳，产生激烈的水力冲击，从而引起水轮机的振动。
此外，当水轮机在运行中遇到水涡、水柱等突状流场时，也容易引起振动。
其次，结构因素也是水轮发电机组振动的一个重要原因。
水轮机的结构决定了其在运行时的刚度和稳定性。
若水轮机的结构强度不足，或者存在设计缺陷、制造缺陷等问题，都会引起水轮机的振动。
此外，水轮机的附件、导流罩、导叶等也会对水轮机振动产生直接或间接的影响。
最后，操作因素也会对水轮发电机组振动产生影响。
例如，水轮机的启停过程中，由于操作不当或者控制系统故障等原因导致的运行不稳定性，都会引起水轮机振动。
此外，水轮机的维护保养不到位，如轴承磨损、机械连接松动等问题也会导致水轮机振动的发生。
针对水轮发电机组振动问题，可以采取以下处理方法来解决：首先，优化设计和制造工艺。
在水轮机的设计和制造过程中，应充分考虑各种因素对振动的影响，采用合理的结构设计和制造工艺，提高水轮机的刚度和稳定性。
其次，加强水力调节。
通过合理调节水流的流速和流量，减少水轮机在工作过程中的水力冲击和流场扰动，从而降低水轮机的振动。
再次，完善控制系统。
加强水轮机的控制系统，提高水轮机的运行稳定性，避免因操作不当或控制系统故障导致的振动问题。
最后，加强维护保养。
定期对水轮机进行维护保养，检查轴承、机械连接等关键部件的磨损情况，及时处理和修复，确保水轮机的正常运行。
综上所述，水轮发电机组振动是由水力因素、结构因素以及操作因素等多方面因素引起的。
在处理水轮机振动问题时，需要充分考虑各种因素的影响，并采取相应的措施来解决问题，从而确保水轮机的正常运行和发电效率。
水轮发电机组振动原因分析
水轮发电机组振动原因分析概述振动是机器运行中不可避免的现象。
在水轮发电机组中，振动不仅会影响设备的性能和寿命，还会影响发电厂的生产效率和安全。
因此，深入分析水轮发电机组振动原因，采取有效措施减少振动，对于保障发电厂的正常运行和机组的长期稳定运行至关重要。
模型分析水轮发电机组振动主要有几种类型：•稳态振动：指机组长期处于一种稳定的运行状态，此时振动频率和振幅相对稳定。
水轮发电机组稳态振动主要由质量不平衡和未正确安装转子引起。
•暂态振动：指振动频率和振幅在短时间内发生变化，可能是由于负载突变或冲击引起的。
暂态振动对机组疲劳损伤影响较大，长期存在可能造成机械故障。
•横向振动：指机组的振动方向与转子轴线垂直，造成机组运转不稳定。
常见的横向振动原因包括转子偏心、轴承失效等。
•纵向振动：指机组的振动方向与转子轴线平行，较为严重时可能会造成转子碰撞和轴承故障等机械故障。
除了以上几种常见振动类型，水轮发电机组还可能出现多种组合振动。
振动原因分析1. 转子偏心转子偏心是指转子在旋转时轴向偏移，导致振动频率和振幅增大。
主要原因包括转子装配不良、轴承表面磨损不均、轴箱挠曲、转子重量不均等。
针对此问题，我们可以采取如下解决措施：•调整轴承的安装平面和支撑面，以保证轴承安装的精度。
•整体调平转子，保证转子在旋转时轴向偏移量小于要求。
•检查轴承并进行必要的维护、清洁和润滑。
2. 支承失效支承失效是指轴承在运转中失效，产生异常振动。
支承失效常见原因包括轴承老化、过载运转、润滑不良等。
中长期的解决措施为定期维护和更换轴承。
短期的解决措施包括监控轴承温度和压力，确保轴承正常运行。
3. 质量不平衡质量不平衡是指转子及其附属部件质量分布不均，引起机组振动。
这种振动通常是稳态振动，振动频率与机组的物理结构有关。
当不存在其他明显的故障时，质量不平衡经常是导致振动的根本原因。
解决措施包括：•对机组进行动平衡校对来修正在机组内部的重量分配不均（即转子杂散质量）。
水轮发电机组振动原因分析及措施
水轮发电机组振动原因分析及措施摘要：本文首先对水轮发电机组产生振动的原因进行了分析，并归纳了机组振动的特点，最后针对水轮发电机组产生振动的原因提出了相应的处理措施。
关键词：水轮发电机组；原因；处理方案引言对于水力发电站而言，水轮发电机组是不可缺少的构成内容，其运行的稳固性是确保水电站可以顺利运转的重要因素，但是，水轮发电机组是由各种机械设备组成的，有些部件还需要进行运转，设备在运作过程中运都不可避免的会存在振动，而且在实际运行的过程中，能对机组稳定性产生影响的因素有很多，如电网、水文、气候、制造、安装和时间等等，因此机组很可能会出现机组振动超标现象。
所以，要在采取恰当的技术举措把机组的振动尽可能地降低，且把其管控在相应的范围内，来确保机组运转的长效、稳健性。
可是如何将机组振动控制在合理范围内，保证机组安全稳定运行，这个问题需要引起重视，并采取适当的方法进行解决。
1 水轮发电机组的振动原因1.1 机械原因一般情况下，由机械因素引发的振动存在一个共同点：机组的振动频率一般等于转频或者是转频的几倍。
能够引起水轮发电机组振动的机械原因主要分为以下几点：（1）转子质量偏心或安装偏心。
当磁力下线通过转子与定子的间隙时，在它们之间会因磁力线自身存在缩短倾向而形成拉力，即磁拉力。
如果电机的转子制造时出现问题而出现质量偏心情况，或者在安装转子时没有按照要求进行装配而偏离中心，以及因长期运行主轴磨损而导致使转子偏心，转子都会受到不均衡的磁拉力，这样会对转子的动力特性产生影响，导致水轮发电机组产生振动现象。
（2）转子“抖动”。
具体而言，转子“抖动”是说水轮发电机组在运转的时候，导轴承产生松动亦或空隙不恰当、刚性未达标，而且机组的运行不牢固、润滑工作没有达到要求时，导轴承和转轴间产生硬性摩擦，致使轴承向相反的方向转动，进而形成水平方向的振动。
1.2 电磁原因引起的振动（1）转子绕组短路。
当一个的磁电动势因短路而减少时，与它相对的那个磁电动势并未产生改变，为此便会产生一个和转子反方向转动的和轴线同向的不均衡磁拉力，进而导致转子发生振动。
水力发电机组运行中振动的原因分析及处理办法
（3）发电机转子的振动过大，会增加滑环电刷的磨损，导致电刷火花不断增大。
（4）机组振动可能会引起机组零部件金属以及焊缝之间形成并扩大疲劳破坏区，促使其机能的减弱。随着裂纹的不断扩大，导致裂缝的产生，最终会造成断裂，造成机组无法使用。
4.2机组支撑因素导致的振动及处理
（5）机组振动过大，会增加尾水管中形成的涡流脉动压力，这会使尾水管壁发生裂缝，从而影响尾水管壁的正常功能，严重时可能会导致整体尾水设施遭到严重的破坏。
2.电气原因导致的水力发电机组振动及处理方法
2.1三相负荷因素引发的振动及处理
在实际水电生产过程中，发电机组经常会出现三相负荷不对称问题，如发电机定子单向接地或者两相短路时。当负荷不平衡时，三相绕组会产生负序电流，产生负序旋转磁场。一旦负序磁场正对发电机纵轴时，较小气隙会增大转子间作用力。一旦负序磁场正对发电机横轴时，较大气隙会减小转子间作用力。因此负序磁场造成定转子间作用力忽大忽小，便会出现定子机座与转子出现振动问题。针对此种问题，需要设置发电机阻尼绕组来减小负序电流，在负序旋转磁场切割转子时，电阻中安装的漏电抗很小的阻尼绕组便可以产生较大感应电流，对负序磁场进行削弱，从而减少产生的负序电流，避免出现振动问题。
3.水力因素引起的水力发电机组振动及处理方法
3.1水力因素引起的振动原因
水力因素引起的机组振动主要有以下几个方面：（1）卡门涡列：围绕着物体的恒流通过时，在出口的两侧边缘出现了漩涡，形成了有规则交错排列、向相反方向旋转的旋涡，从而相互吸引、相互干扰，形成了非线形的涡列，通常被称为卡门涡列。当卡门涡列冲击频率和旋转物体叶片固有频率比较接近的时候，叶片的固有频率会产生共振，并带有强烈且频率单一的噪声以及金属共振的声音。（2）空腔汽蚀：水轮机有水流通过的时候，流速、流向受到流道的影响发生变化，在流速增加或脱流部位压力减少到汽化压力的时候，水流中会出现汽泡，汽泡在进入高压区之后会溃灭，从而导致汽浊出现。空腔汽蚀是在流道中由于漩涡带引起负压、脱流而导致压力交变造成的。因空腔汽蚀造成机组的推力轴承和顶盖产生剧烈的垂直振动，相较于横向振动，垂直振动的危害更大。（3）尾水管的低频率水压脉冲：水轮机在非设计工况条件下运行的时候，由于转轮受到出口处的脱流旋涡和旋转水流以及汽蚀等影响，在尾水管内常常会引起水压脉动，特别是在尾水管内出现大型涡带之后，涡带以近似固定的频率在管内转动，从而导致低频压力脉动。当水流在管道中流动时，压力脉动会激起尾水管壁、转子、蜗壳、导水机构和压力管道的剧烈振动。（4）水力不平衡：具有动能和位能的水流是由蜗壳的作用而形成的环流，它是经过均匀分布的固定以及活动导叶片作用到转轮上，转轮被激活而旋转。因为加工、安装误差，导水叶叶片、流量通道的形状大小差异较大的时候，作用转轮的水流在失去轴对称的情况下就会出现不平衡横向力，从而导致转轮振动，当无负载和低负荷运行的时候，振动比较强烈。
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨水电站水轮发电机机组是水利水电工程中常见的发电装置，通过水轮机将水流的动能转换为机械能，然后通过电动机将机械能转换为电能。
由于机械部件的运动过程中会产生振动，水轮发电机机组会出现振动问题。
本文将对水轮发电机机组的振动问题进行分析，并探讨处理方法。
一、振动问题的原因分析1. 设计不合理：水轮发电机机组的设计不合理可能是振动问题的主要原因之一。
未考虑到机组运行过程中的共振问题，导致振动加剧。
2. 材料选择不当：机组的材料选择不当也会导致振动问题。
选用的材料强度不够，无法承受机械载荷，导致振动加剧。
3. 不平衡：水轮发电机机组的不平衡也是产生振动的原因之一。
转子的平衡不良会导致机组振动增大。
4. 磨损和松动：机组长时间运行后，机械部件会出现磨损和松动现象，导致振动加剧。
二、振动问题的处理方法1. 设计改进：通过对现有水轮发电机机组的设计进行改进，减少共振现象的发生。
可以利用有限元分析方法进行模拟分析，找出共振频率并加以改进。
2. 材料优化：选用高强度和抗振性能好的材料，能够有效减轻机械部件的振动。
应加强机械部件的刚度，减少振动传递。
3. 平衡处理：对机组转子进行平衡处理，以保证其能够在高速运转时不产生过大的离心力，进而减少振动。
4. 定期维护：定期检查机组的各个部件，发现磨损和松动现象及时进行修复，以减少振动的发生。
5. 增加阻尼：可以通过增加阻尼器的方式来降低机组的振动。
阻尼器可以用来吸收振动能量，减少振动的传递。
三、实验研究通过对水轮发电机机组进行实验研究，可以进一步了解振动问题的产生机理，并验证处理方法的有效性。
可以在实验中模拟机组的运行状况，观察振动的情况，并对处理方法进行验证和改进。
四、案例分析通过对实际水轮发电机机组的振动问题进行案例分析，可以深入了解振动问题的原因，并对不同情况下的处理方法进行比较和评估，为实际工程提供指导。
总结：水轮发电机机组的振动问题对机组的正常运行和寿命会产生很大影响，需要对振动问题进行充分的分析和处理。
水轮机发电机的振动原因及处理研究
水轮机发电机的振动原因及处理研究【摘要】水轮机发电机的振动问题主要是由于该设备在设计和安装过程所存在的缺陷造成的，而振动问题如果没有得到有效的解决，不仅会使机组的寿命大大缩减，而且也会对整个机组的安全运行造成巨大的威胁。
因此，文章将在简要分析水轮机发电机的振动问题及其成因的基础上，进一步探讨处理该机器振动问题的有效策略。
【关键词】水轮机；发电机；振动原因；处理研究水轮发电机组机构复杂，诱发振动的原因很多，且为多种因素综合作用引起。
结合水轮发电机组运行中发生的不稳定现象，从水力、机械和电气方面分析水轮发电机组振动原因。
一、水轮机发电机振动原因（一）水力振动水力振动中主要是由于部分干扰力所造成的。
而干扰力的最主要来源是水轮机中产生的水力部分所存在的动水压力。
来自水力振动方面的因素有很多：一是尾水管力的深水里出现了脱流、气蚀以及不稳定的状况；二是水力的不平衡状况。
首先是脱流所造成的振动，为了使电厂造价降低，大部分水电站的建设过程中往往会直接省去调压井的建设，在这种情况下，脱流就成了此类水电厂水轮机发电机振动的主要源头。
所谓脱流，即当机组为了甩掉负荷而紧急停机时，由于活动的导叶被快速关闭了，使得大幅度的压力降在水轮机的尾水管里，如果此时再把静压降到比水饱和真空气压还低的压力状态，尾水管里面的水马上就会形成气泡并进入分离的状态。
而这些水在分离之后还会重新结合起来，从而产生相应的压力，最终引发水轮机的振动。
其次是由气蚀所造成的振动，在导叶的流入角低于水流的流入角大约3度的时候，往往会形成一个区域，该区域就会产生剧烈的振动，从而导致转动部分以及尾水管部分都发生了振动。
再者是关于水力不平衡造成的振动，边界旋转流水会在尾水管的中心附近产生，导致尾水管的出口水的水压被降低，并且在旋转流水中心还会因为低压的出现从而造成了空腔的形成，最终导致了整个厂房和机组都产生振动现象。
（二）机械振动机械振动主要是由机械部分各种力、摩擦以及惯性力所产生的干扰力而引起的。
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甘肃 科 技
Ｇ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ
ｌ ２６ Ｎｏ ７ ｆ ． ．
却 ２ １ ００
浅 析 水 轮 发 电机 组 振 动 的原 因及 危 害
刘 华康
（ 甘肃小三峡发 电有限公司 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ５ ） ３ ０ ０ 摘 要： 解决水轮发 电机组 的振动问题 ， 即保证 工作 稳定 性是水 轮发 电机组工 作性能 中的重要 指标 ， 克服 机组运行
１３ 振 动 的 电磁 因素 ．
找正不正确 、 轴线有折弯或导轴承中心与转子不 同
心时转子振摆尤为严重。
１ １３ 转轴 抖动 ．．
引起 振动 的电磁 方 面原 因主要 是转 子绕 组短 路
在运行 中， 由于导轴承间隙过大而润滑又不足 引起使 机 组 发 生 干 磨 擦 情 况 ， 是 所 谓 转 轴 “ 就 抖
动 ” 。
及空气间隙不均匀引起振动 。这些原 因的直接后果 是 造成 磁路 不对 称 ， 而造 成磁 拉力 的不 平衡 ， 从 引起
转 子振 动 。
摆动可使大轴与轴瓦摩擦加剧温度升高， 导致轴瓦
２ 分析方法
机 组 振 动 不 可 能 仅 仅 是 由于 单 一 的原 因 引起
一
如果 在转 轮范 围 内 ， 水流失 去 轴对 称 ， 就会产 生 个 不平衡 的 横 向力 作用 在转 轮上 。经 常遇 到的就 是 过 流轮廓 不对 称 ， 它会 引起 水 流 失 去轴 对 称 。例 如： 由于转 轮加工 质量 不好 、 片开 口和 导水 叶开度 叶
不一致 ； 或因为蜗壳设计、 安装不好 ， 造成蜗壳来流
１ １ １ 转 子 的 弓状 回 旋 和 共 振 ． ．
当转子 失衡 时 ， 于离心 力 的作用 ， 由 将使 转子 产
生所谓的“ 弓状 回旋 ” 。当转动角速度很小 时挠度
也小 ； 随着 转动 角速 度 的升 高 ， 度 也 相应 增 大 ， 挠 当 角 速度 接近 临 界 转 速 时 ， 度 剧 烈增 大 产 生 共 振 。 挠
的不稳定 ， 就成 了机组安装 、 运行 和检修 中突出要解 决 的问题 之一。水 轮发 电机的振 动是 一种 非常有 害的现象 ， 它 严重地威胁 着机 组的供电质量 、 机组 的使用 寿命 和安全经济运行 。但 这种振 动又 是不 可避免 的 ， 故我们 只能在 一定 的技术 条件 下将 振动尽 可能减小 ， 使振动 值限制在 允许 的范 围内。
高 压 。如此循 环 ， 成 了对 转 轮 室 壁 相应 部 位 周 期 形
性的压力波动 ， 从而产生振动 。
１ ２ ３ 非 最优 协联 关 系 ．．
转 子 的振 摆 主要 在 推 力 轴 承处 产 生 ， 其产 生 的 原 因是 机 组转 子总 轴 向力 不 通 过 推力 轴 承 中心 ， 使
不对 称 ； 由于流 道 中有 杂物 堵塞 ， 或 引起 转 轮来流 不 对 称 ； 等 。 由于 这些 不对 称 产 生 的 不平 衡 的横 向 等 力 与 弓状 回旋 的方 向保 持 一致 ， 加剧 了 弓状 回旋 就
的振 动 。
１２ ２ 狭 缝 射 流 ．．
１ 原 因
１ １ 机械 因素 ．
在 轴 流 式 水轮 机 中 ， 由于转 轮 叶 片 的工 作 面 和 背 面存 在着 压力 差 ， 轮 叶外 缘 和转 轮 室 壁 之 间 的 在 狭 窄缝 隙 中 ， 成一 股 射 流 ， 速 度 很 高 ， 压力 非 形 其 而 常 低 。在转 轮旋 转过 程 中 ， 轮 室 壁 的某 一 部 分 在 转
叶 片到 达 的瞬 间处 于低 压 ， 在 叶 片 离 去后 又 处 于 而
在转速下降时， 振动又下降。所 以一般大、 中型水轮
发 电机组 在设 计 时都要 保证 机 组 的临界转 速大 于 可 能 的最大 飞逸 转速 ２ ％ ， ０ 以避 免共 振 。
１ １２ 机 组 转子 的振摆 ．．
烧毁 ； 发电机转子振动过 大将增加滑环与电刷磨损
程度 ， 致使 电刷产 生 火 花并 不 断增 大 甚 至发 生 发 电 机着 火事故 。
的， 也不可能是一个简谐振动 ， 而是 由一些简单振动 合成的复杂振动。只有把复杂振动分解成一些简谐 振动 ， 再分析各简谐振动产生的原因， 方可找出产生 复杂振动的主要原 因和各种次要原 因。分清 了主 次， 也就可以比较完善地解决振动问题。 当不 能 直接 找 出振 动 的原 因时 ， 采 用逐 次淘 可 汰法进行试 验 。其 步骤 如下 ： １ 首先使导叶关 闭 ， ） 机组转 为调相运行 ， 如果 这时振动值减小很多 ， 则干扰力源主要就是水轮机 的水 力部分 ； 如果振 动值 没有 什么 变化 ， 干扰 力源 则
当转 桨 式 水 轮机 中协联 关 系 不 正确 时 ， 方 面 一
推力轴承产生不均衡变形 ， 在轴旋转时 ， 就发生转子 的振摆 。而导轴 承 有 一 定 间 隙 ， 轴 就在 这 范 围 内 转
振摆 ， 子也 就 随 之 产 生振 摆 。特别 是 当大 轴 中心 转
会引起调速系统持续振荡 过程 ， 出力 、 转速 发生振 荡， 转动部分扭矩就会产生波动 ， 从而使转子产生扭 转振动； 另一方面 ， 由于水 流情况恶化 ， 在水轮机顶 盖上和发电机承重机架上会 引起纵 向振动。
关键词 ： 水轮发电机 ； 动 ； 因； 害 振 原 危
中 图分 类号 ： Ｍ １ Ｔ ３２
笔者 曾参 加 了福 建 省棉 花滩 水 电站 ４台单机 容
量为 １ ０ Ｗ 的混 流式 水 轮 发 电机 组 为期 ３年 的安 ５Ｍ
１ ２ 水 力 因素 ．
１２ １ 水力 不平衡 ．．
装 调试 工作 ， 着 又多 次 负 责 了甘肃 省 大峡 水 电站 接 ４台单 机 容量 为 ７ ＭＷ 的轴 流 转桨式 水 轮发 电机 组 ５ 的大 、 检修 试验 工作 ， 小 目前正 从事 大峡水 电站 的运 行 工作 ， 因此 ， 对水 轮 发 电机 组 的振 动有 了较 多 的接 触 和更 深 的认 识 。