何连奎
黄河电力检修工程有限公司甘肃项目部 甘肃 临夏 731100
摘要：近些年以来，随着我国科学技术的发展，我国的水利发电事业也获得了非常显著的进步和发展，各种类型的大型、中型以及小型的水轮发电机组相机建设成功并且很快的投入使用。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，下面我们着重分析一下水轮机发电机组振动的影响因素与相应的处理方案。
关键词：水轮机；发电机组；振动；影响因素；处理方案
引言
在水电站工程中，水轮机发电机的振动问题一直是影响水轮机稳定运行的重要原因，增加了水轮机后期维护的难度。此外，水轮机发电机振动问题是衡量新机安装与机组大修时的一个重要动态评价指标。所以，如何减少水轮机发电机的振动，提升水轮机组运行的稳定性，延长发电机组的使用寿命成为很多专家学者研究的重点课题。在实际应用中，如果水轮机发电机组振动现象严重时，则不仅会影响水轮机使用的寿命，还会影响整个水轮机组运行的安全性。具体而言，水轮机发电机组振动问题严重时会产生以下危害：（1）发电机严重的振动问题首先会造成水轮机组部分零部件金属疲劳破坏区进一步扩大，影响水轮机组的使用寿命；（2）发电机出现过度振动问题，会造成水轮机组内各零部件连接部分出现松动，进而导致零部件本身出现断裂，加剧机组其他连接部分的振动；（3）水轮机发电机组的振动会使得机组高速运转时发生机组零部件的相互磨损，导致轴承烧毁；（4）发电机组出现振动问题后，水轮机运行时会导致机组调速系统油管路连接部分出现松动，影响机组的稳定运行。
1研究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，进一步提升水轮机与发电机的运行效率，减少能源的损耗。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。除此之外，由于水轮机与发电机出现较大振动，会增加设备内部的磨损率，水轮机与发电机内部的轴承很容易烧毁，严重影响水轮机与发电机的运行速率。通过分析水轮机与发电机的振动原因，能够帮助水电站中的相关工作人员更好的掌握水轮机发电机内部机组运行情况，针对水轮机与发电机内部机组运行特点，提升水轮机与发电机内部结构的可靠性。
2水轮机发电机的振动原因
2.1电磁因素引起的振动
当机组设备中某个磁极出现短路的情况时，导致磁动势减小，则与之相对称的磁极的振动便出现一个方向一样的旋转着的不平衡的拉力，这就是引起机组振动的原因。假如这时候定子铁心组合缝出现松动的情况，或者铁心本身松动等等，也会引起机组振动。另外，假如定子绕阻的固定没做好，在电气负荷较高的情况下，机组便会振动。
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汽蚀
汽蚀被列入水力因素的范畴之中，通常可以划分出三种主要的类型，也就是间隙、空腔、翼形。其一会让转轮室发生破坏，叶片的周边和转轮体的局部等部位受到负面的影响。其二常见于水轮机座环内侧，同时也可见于尾水管的上半段。其三则是常见于叶片的背面和轮翼的周边。在汽蚀的影响之下，水轮机的表面会遭到破坏，同时还能引发比较剧烈的振动，也会产生较大的噪音。在机组部分负荷时，机组振动相对明显，这种情况也会出现噪声问题，振动的频率一般是在300-500赫兹，被列入高频振动的范畴。
3处理措施
3.1水力振动处理措施
为了保证水轮机发电机水力振动得到更好的处理，水电站中的相关工作人员在油路关闭的条件之下，分段安装关闭阀门，防止水轮机发电机组内部的导叶瞬间关闭，保证机组内部的导叶运行速度符合相关规定，减少脱流现象的发生。由于水轮机发电机内部结构具有一定的复杂性，水力振动处理难度较大，但是，通过在机组内部安装关闭阀门，能够有效减少水轮机发电机水力振动现象的发生。在安装关闭阀门的过程当中，水电站中的工作人员要将机组内部的杂物清理干净，并结合设备生产厂家提供的各项资料，确定水轮机发电机的振动区域，采取针对性较强的处理方案，防止水轮机发电机出现大范围的水力振动现象。
3.2机组振动维护要点
首先每个月都应该把发电机定子和励磁回路绝缘体的电阻重新测量一次，发电机定子回路绝缘体电阻的测量采用量程2500V的兆欧表，比之前的测量值比较起来明显降低，低于1.6的吸收比有问题，应该查明原因并解决。发电机励磁回路绝缘电阻应采用量程为500V～1000V的兆欧表测量，如果绝缘电阻值低于0.5兆欧，应及时采取相应措施恢复电阻。如果短时间不能解决这一问题，应由厂工工程师决定，此机组是否正常运行。如果出现发电机外部短路的情况，首先应对发电机主要部件进行外观检查，并检查发电机定子端部，发电机负责人和运行管理人员应不定期的对发电机进行考核和检查，以保证发电机良好的运行状况。
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。
结语
综上所述，通过详细介绍水轮机发电机发生机械振动、电磁振动与水力振动的原因，并提出有效的处理对策，能够保证水轮机发电机更加可靠、安全的运行。对于水电站中的相关工作人员而言，在实际工作当中，要根据水轮机发电机的运行特点，对原有的振动处理方案进行优化，在提升水轮机发电机整体运行效率的基础之上，防止水轮机发电机出现振动，进一步提升水电站的发电效率。
参考文献
[1]董忠江.大型水轮机发电机电动盘车装置研究[J].黑龙江水利科技，2017，45（01）：52-53+75.
[2]陈康明.Gansa电站水轮发电机组的更新改造技术[J].大电机技术，2017，（01）：64-67.