广西桂水电力股份有限公司那坡发电分公司 广西百色 533900
摘要：水轮机是水电站中标常见的发电机组设备，但在实际应用中由于受到水轮机制造工艺、运行环境等因素的影响会造成水轮机发电机组出现严重的振动现象，严重地影响着水轮机的正常运行。基于此，本文对水轮机发电机的振动原因及处理进行深入研究，以供参考。
关键词：水轮机发电机；振动原因；处理措施
引言
近些年来，我国的水力发电事业有着很大的进步，各类水轮发电机不管是大中小型号的，都相继建成并被普遍投入使用。水轮发电机组在运行中经常会出现振动情况，这一定程度上影响了机组运行的安全性、稳定性和可靠性。大部分机组在运行的过程中经常会出现振动的情况。
1水轮机发电机的振动原因及处理措施的重要性
水轮机与发电机在运行的过程当中，一旦出现较大振动，会影响水电站的正常运行，降低能源的利用率。通过分析水轮机与发电机振动原因，能够帮助相关工作人员更好的掌握水轮机与发电机内部结构特点，并制定更加合理的处理对策。对于水电站中的相关工作人员来讲，要选择合理的动态评价指标，对水轮机与发电机进行全面评价，针对水轮机与发电机运行过程中经常出现的问题，采取有效的解决对策，保证水轮机与发电机的可靠运行。水轮机与发电机在运行过程当中，如果设备内部的机组振动或者摆度过大，会降低设备内部机组的安全性能，机组中的各项金属零件容易出现断裂，降低水轮机与发电机的整体运行效率。由于水轮机与发电机内部机组连接紧密，当水轮机与发电机出现较大振动时，机组中的各个部件会出现松动，固件的连接性能下降，影响水轮机与发电机的整体运行效率。
2水轮机发电机的振动原因
2.1电磁因素引起的振动
水轮机发电机组在运行的过程中，当磁极出现短路情况后，会导致磁动势下降，此时，与之相对应的磁极所具有的磁动势，因为没有发生变化，进而导致机组出现一个与转子不同转向的不平衡磁拉力，加剧了机组的振动问题。因此，机组在运行的过程中，机组定子铁芯的组合缝出现松动或铁芯本身已经出现了松动现象，则会进一步导致水轮机电机组发生振动问题。此外，机组定子绕组设置的不科学，同样会导致机组振动问题的出现。
2.2机械因素引起的振动
对于一般的卧轴旋转机械来说，大多数大中型水轮机发电机组为立轴形式，如果水轮机发电机组采用的是立轴滚流形式，则由于机组各部位的导轴承并不用承载静荷载，而机组的轴颈同样不会出现偏心，所以，机械因素导致的水轮机发电机组振动特征与电磁因素引起的振动并不一致。首先，当水轮机发电机组在空载低转速运行时，出现了而较为明显的振动问题，则可以得出该振动主要是由于机组紧固零部件的松动而造成的，当确定不是机组紧固零件发生松动后，则可以查看是否是机组轴线出现了曲折或机组中心位置未对准等。另外，在实际应用中，如果水轮机发电机组的振幅以及机组的转速呈正比关系，且机组的水平振动幅度变化较大，则基本上可以判定出发电机组出现了质量不平衡。另外，机组在运行的过程中，如果发现机组的振动现象较为明显，且伴随着较为强烈的撞击声音，则应判定机组的相关部件与零部件的连接件是否出现故障。当机组振动的幅度与机组荷载呈现正相关时，则应判断机组主轴的刚度是否满足标准。
2.3水力因素引起的振动
水力因素引起的水轮机发电机组振动主要包括汽蚀与尾水管涡带。其中，汽蚀的表现类型主要有三种：间隙、空腔与翼形。间隙发生的主要部位为水轮机的转轮室，导致水轮机叶片周边与转轮体的局部受到侵蚀；空腔主要发生在水轮机的座环内侧，也常见于机组尾水管的上半段；翼形主要发生与水轮机叶片的背面与轮翼的周边。水轮机发电机组在汽蚀的作用下，其表面会受到严重的侵蚀，并出现较为明显的振动现象，同时，产生巨大的噪声。尤其在机组负荷较大时，振动现象更加明显。尾水管涡带主要是水轮发电机组常见的一种振动源，该振动因素不仅会导致水轮机发电机组发生振动，还会进一步引发机组引水系统以及厂房共振问题，进而引发电网功率摆动问题。
3水轮机发电机的振动处理措施
3.1合理运用振动测试方法
水轮发电机组在运行的过程中，发生机组振动现象是不可避免的，因此，需要深入地了解水轮机发电机组振动产生的深层次原因，并采取合理的测试方法。就目前来说，最常见的水轮机发电机振动测试方法主要包含仪表法与振动监测系统。其中，仪表法是一种使用范围最广且检测简单的一种机组振动检测方法，使用的仪器主要有振测仪、百分表、千分表等。测振仪能够测量出机组振动时间的历程，并通过分析采集数据测定出机组振动的频率、波形、周期等参数。振动监测系统主要包括传感器、信号变换、处理、放大以及测量装置等。
3.2发电机组振动故障的处理
3.2.1电磁因素引起振动的处理
在实际应用中，按照转子磁极极键的实际情况，转子圆度合格后能够将磁极键去除，并在其上端添加以挡板，将磁极键固定的原因是为了避免机组在运行的过程中导致其出现偏移。将磁极修复完成后，应及时复测转子圆度，测定其圆度是否依然满足设计要求。在日常的维护工作中，应定期对定子铁芯进行检查，确保固定牢靠。
3.2.2机械因素引起振动的处理
确保机组精密度与同心度是降低机械因素引起机组振动的主要措施，具体而言主要是通过改变瓦轴间隙、优化机组轴线以及机组平衡的相对改动等。例如，在实践中，作者对某水轮机发电机组进行维护时发现其振动幅度较大，振动幅度高达0.15mm。通过对机组定子、转子磁极、连接螺丝等的分析结合振动测试，判定机组为机械因素引起的振动，进一步分析后得知，机组导轴承间隙为0.45mm，超过标准0.25mm，故在对轴承间隙进行调整后，再次启动机组，振幅降低至0.04mm，消除了水轮机发电机组振动问题。
3.2.3水力因素引起振动的处理
对于汽蚀原因造成的机组振动，能够通过在机组尾部流通管入口处加装导流瓦对转轮机进行修正进而解决机组的处理问题。同时，机组运行的过程中，应尽可能避免在低压负荷区工作。对于尾水管涡带引起的振动，则可以通过在低负荷区内补充足够气量来减少尾水管的压力脉动振幅。
3.2.4其他因素引起振动的处理
空化诱发振动是水轮机空化工况下发生的，水轮机转轮出现空蚀问题后会产生较为明显的振动与噪音，在机组超负荷运行是机组振动问题更加明显。所以在实践中，通常是通过提升卡门涡流的频率来避免机组共振问题的产生。
3.3日常维护措施
在机组日常维护工作中，工作人员应定期进行发电机定子与励磁回路绝缘体电阻的测量，确保机组发电机励磁回路绝缘电阻满足标准。机组在运行时，如果出现发电机外部短路的情况，那么，机组的维护人员首先应对机组的外部间进行检查，查看机组发电机定子端部是否存在运行故障。另外，应结合机组的运行状况，制定机组检修方案，机组运管人员应不定期地对发电机进行检查，确保发电机组具有良好的运行环境。
结束语
综上所述，水轮发电机组振动会对正常的生产造成很大影响，因此，在实操中需要根据实际情况进行治理，利用这些合理科学的方 案措施，最大程度地减少振动，减小振动，以确保机组稳定、可靠、安全地运行。
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