(大唐四川川北电力开发有限公司四川省广元市628000)
摘要：文章主要分析水轮发电机组运行中出现振动故障的危害，并从机械和电气方面对引起振动的原因进行分析，且提出了相应的预防和处理措施，以供参考。
关键词：水轮发电机组；振动；原因；处理
1引言
近年来随着全球经济的快速发展，尤其是以我国为代表的发展中国家的经济快速发展，不仅造成了全球能源消耗的急剧增加，而且导致环境污染问题不断加剧。所以近年来世界各国都是大力开发和利用可再生能源，我国也加大了对水能等清洁型可再生能源的开发力度，水轮发电机组的装机容量不断增加，在我国并网发电系统中的比例也越来越大。但是在水轮发电机组运行中，影响其正常运行和运行质量的主要问题就是振动问题，而且其他类型的故障也会通过振动故障进行表现，需要从不同原因上对振动问题进行研究，并采取相应的措施进行预防和处理。
2水轮发电机组振动问题分析
近年来，尤其是进入本世纪以来，我国的水电项目建设数量不断增多，装机容量也不断增加，水电厂在并网发电中的地位也越来越重要。而且随着对水力发电技术的不断研究，以及诸多新技术和新设备的不断应用，水力发电技术不断成熟，水轮发电机组的功能不断完善，其机组结构也越来越复杂，增加了机组运行与管理的难度。在影响水轮发电机组正常运行的故障类型中，振动故障是比较常见且对机组运行影响较大的问题之一，其主要表现在如果其振动频率超出一定的限度，就会导致机组连接部件松动、转动部分与静止部分的摩擦增加、以及造成轴瓦温度增加而被烧毁、滑环电刷磨损程度增加、各零部件的金属与焊缝之间的疲劳破坏区增大、甚至由于裂缝扩大而导致出现断裂、降低发电机组设备性能和效率、造成尾水管壁裂缝甚至尾水设施整体破坏等严重问题，所以需要在水轮发电机组的运行与维护管理过程中，应加强对其振动故障的预防和处理，确保机组的正常运行。
3水力发电机组振动机械原因与处理措施
3.1机械轴线问题
引起水轮发电机组振动故障的机械原因中，首要的因素就是机械轴线不对中以及不正等问题，此现象会导致发电机组的振动加剧而降低其运行的稳定性，如果没有及时处理而长时间的剧烈振动就容易导致以上严重问题。此原因主要表现在发电机上端轴与转子中心体不同心、发电机轴与转子中心体不同心、水轮机轴与发电机轴心不对正等，也是引起发电机组振动的主要原因。针对此问题，首先需要在机组安装和调试过程中按照标准和规范进行安装，并且对机械轴线问题进行严格检查，此外还要在机组运行中加强对此问题的检查，一旦发现问题应该立即处理和汇报。
3.2机组支撑的问题
机组支撑是避免其在运行中由于外力影响而出现的变形的重要组成部分，如果其静态刚度和动态刚度较低，不仅容易出现上述变形问题，而且会由于力矩或不平衡力的作用而引发较大的振动问题。根据我国水轮发电机组中引起振动故障的机组支撑具体原因可知，主要的机组支撑原因表现在机座、负荷机架以及磁轭等部件的刚度不足，而以上这些原因会造成机组的固有频率过低，增加了机组出现振动故障的概率。并且对于灯泡贯流式水轮发电机组来说，以上问题还会导致发电机转子出现扫膛事故而引发严重的安全问题。所以针对此原因，在对机组支撑进行设计和安装时，适当增加投资确保其具有足够的静态和动态刚度，满足机组安全运行的要求。
3.3转动部件的问题
水轮发电机组中由于转动部件出现问题而导致出现振动故障的现象比较常见，而且其问题主要分为静态和动态两个方面的问题。其中在发电机组经过较长时间的运行之后，在外力以及其他因素的影响下而导致出现零部件松动或位移的问题，这就会导致转子的动态质量不平衡，降低其旋转质量的平衡性。而且在机组的正常运行中，由于其具有较高的转速，也容易出现不平衡力偶的问题，因容易导致振动问题的发生。针对此问题，需要在进行转子部件的安装和调试过程中针对容易出现的磁轭运行时会产生不均匀径向外移的问题而采取必要的措施，而且在安装完成之后采用专业的检测仪器以及平衡重配置软件等进行现场的平衡试验来对其平衡状态进行检测和校正。
4水力发电机组振动电气原因与处理措施
4.1静态气隙的问题
引起水轮发电机组振动问题的电气原因之中，由于定子和转子在安装时同心问题没有保证，或者是由于发电机的定子和转子不圆等原因，都会导致定子和转子在运行过程中出现气隙不均匀的问题，而此问题则会对机组运行中的气隙磁场均匀性造成影响，因此会导致在定子上产生相对静止单边磁拉力或者周期性的交变磁拉力，也会在转子上形成周期性的角标磁拉力，以上这些因素就是导致机组出现振动的原因之一。针对此问题就需要在机组安装过程中对其静态气隙进行精确测量和控制，主要是对发电机转子的圆度进行测量，通过在磁极与磁轭之间来增加垫片的方式对静态气隙进行调整，这样还能有效提高机架径向支撑的刚度，对提高动态平衡精度也有显著的效果。
4.2动态气隙的问题
水轮发电机组在运行中出现磁极松动而导致引起动态气隙不均匀的问题比较常见，其主要表现在最小气隙空间位置会发生不断变化而引起机组振动。而且对于灯泡贯流式水轮发电机来说，其本身的气隙设计值就较小，而在水轮发电机组的制造、运输、安装和调试等环节中还容易在外力因素下导致出现气隙失圆、偏心不均以及气隙轴向成喇叭状等现象，而以上这些原因就是导致机组出现振动的原因之一。针对此问题，就需要在制造中严格按照设计进行精确加工和制造，而且在运输中加强对水轮发电机的保护，安装之前应对动态气隙进行检测，在安装过程中也应严格按照规范要求进行，在机组运行中应在日常检修与维护管理中加强对以上问题的检查和维修，避免发电机转子磁极在运行中出现松动问题。
5结束语
水利发电机组中的振动问题是其运行中比较常见的问题，引起此问题的原因主要有机械、电气以及水力等方面的原因，本文主要针对机械和电气方面的原因进行分析，并针对其中的机械轴线、机组支撑、转动部件以及静态和动态气隙方面的电气原因进行分析，且提出了针对性的预防和处理措施，此外电气原因中还有三相负荷不对称的因素，需要在机组设计、安装和运行中加强管理和控制，降低机组运行的振动故障概率，提高机组运行的稳定性。
参考文献：
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