水电站地下式厂房多机组段振动特性研究

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1、ＴＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＩＡＮＪ中国第－所现代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５＊＊＊？＾ＢＱＤＢ３１３ＥＤＢ！Ｉ＾Ｈｉ学科专业：水利工程作者姓名：李康指导教师：王海军副教授＊天津大学研究生５完｜２０１６年１２月摘要研究水电站机组与厂房结构的振动规律，对于指导水电站安全运行有重要的工程价值。论文以一大型水电站的原型观测试验为依托，研究多机组段间振动相互影响规律和水电站厂房结构的动力特性。主要研究内容与结论如下：（1）通过原型观测数据分析，该水电站的双机组段间振动影响以多种振动形式进行传递，振动主频涉及尾水涡带低频、机组

2、转频、压力管道系统的水击频率、蜗壳不均匀流和导叶不均匀流频率。机组与厂房下部结构处振动影响传递以主频为尾水涡带低频的振动为主，楼板和立柱结构处振动影响传递以主频为蜗壳不均流频率的振动为主。（2）根据实测振动信号的小波分频处理结果，对于该电站的板柱结构，以蜗壳不均匀流场和导叶不均匀流场诱发的激振频率为主频的中频振动影响范围为三台机组段长度，而且以尾水涡带低频为主频的振动影响范围为四台机组段长度。（3）研究厂房结构的各分频振动信号，分析各机组段间振动影响传递过程。发现以尾水涡带低频为主频的振动影响不仅通过地基或厂房下部结构传递，还通过该电站尾水系统间的相互干扰进行传递。（4）在该

3、水电站稳定运行状态下，对比分析机组与厂房结构测点的振动标准差，结果表明在单机组段内部，以蜗壳不均匀流频率为主频的垂向振动在电气夹层楼板和发电机层楼板处存在动力放大现象，楼板与蜗壳不均匀流场诱发的激振源存在共振可能。（5）本文提出一种水电站厂房结构动力特性识别方法—基于数据融合和LMD组合动参数识别方法，该组合方法在振动信号动参数识别方面相对于单一的数字滤波、小波阈值和EEMD等方法具有一定的优势，较好地识别出该水电站厂房结构的前几阶自振频率和阻尼比。关键词：水电站，振动，原型观测，传递规律，滤波，参数识别ⅠABSTRACTStudyingthevibrationlawofhy

4、dropowerhousestructuresandunitsisveryimportanttoguidsafeoperationofahydropowerstation.Inthispaper,basingonthevibrationprototypeobservationtest,theinteractionruleofmulti-unitvibrationanddynamiccharacteristicsofthehydropowerhousewasstudied.Themaincontentsandconclusionsareasfollows:(1)Throught

5、heanalysisoftheprototypeobservationdata,thevibrationeffectsoftwounit-segmentsarecomplecated.Thevibrationfrequencyisrelatedtolowfrequencyoftailwatervortex,frequencyconversionofhydraulicturbine,thewaterhammerfrequencyofthepressurepipingsystem,non-uniformflowfrequencyofvoluteandtheguidevanes.V

6、ibrationdominantfrequencyoftransmissionbetweenlowerstructuresoftheplantandturbineunitsistailwatervortexfrequency.Similarly,Vibrationdominantfrequencyoftransmissionbetweenfloorsandcolumnsconstructionisnon-uniformflowfrequencyofvolute.(2)Accordingtotheresultsofthewaveletfrequency-divisionofth

7、evibrationsignals,wecanknowthatintermediatefrequencyvibrationaffectsthethreeunit-segaments,thedominantfrequenciesofwhicharenon-uniformflowfrequencyofvoluteandtheguidevanes;Onthecontrary,thevibrationinducedbytailwatervortexaffectsthefourunit-segaments.(3)