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1、水轮发电机组振动成因分析及对策摘要：水轮发电机组的振动在运行中是不可避免存在的，如果振动过大,则会影响机组的安全,精确测量振动值及分析振动原因并及时采取相应对策是机组安全运行的重要保证，本文从机械、水力、电磁三方面对振动原因进行了分析并提出对应措施。 关键词：机组；振动；成因；分析；对策 Abstract:thevibrationofhydro-generatorunitsinoperationareinevitableinthere,ifexcessivevibration,canaffectthesafetyoftheunit,ac
2、curatemeasurementofthevibrationvalueanalysisandvibrationcausesandpromptlyadoptcorrespondingcountermeasuresisanimportantguaranteethesafeoperationoftheunit,thispaper,fromthemechanicalandhydraulicthreeaspects,theelectromagicvibrationanalysisonthereasonandputsforeasures. Keye
3、asures ：TM312：A： 一、前言 振动是机组运行过程中普遍存在的一个重要问题，运行中的机组如果振动过大,则会影响机组的安全,甚至有可能造成事故停机.因此,对机组振动原因进行分析并在机组运行过程中可靠的进行跟踪、监测,则可以将机组振动有效地控制在规范允许范围内。一般认为机组振动是由机械、水力、电磁三方面共同产生的。 振动成因 1.机械因素振动的机械因素系指振动中的干扰力来自机械部分的惯性力、摩擦力及其它力。其特征是振动频率等于机组的转动频率或整倍数的机组转动频率。引起振动的机械因素主要有:转子质量不平衡;机组轴线不
4、正;导轴承缺陷等。1.1转子质量不平衡 由于转子质量不平衡,转子重心对轴心产生一个偏心距。当轴以角速度旋转时,由于失衡质量离心惯性力的作用,轴将产生弓状回旋,其中心Ｏ1获得挠度,Ｏ1绕Ｏ作圆周轴运动,回转半径就是振幅,这种振动也叫振摆。其特征是:振幅是随转速度变化而变化的。 1.2机组轴线不正机组轴线不正会引起两种形式振动：（1）弓状回旋，在旋转机械中最理想的是机组中心、旋转中心及轴线三者重合,最不理想的是机组中心、旋转中心与轴线不重合的状态。介于二者之间的是旋转中心与机组中心重合,机组轴线不正的主要表现形式是轴线与推力头底平面不垂直和
5、轴线在法兰结合面处曲折,由于轴线倾斜和曲折,使机组转子的总轴向力Pa不通过推力轴承中心,就产生一个偏心力矩。（2）摆振，随着转子的旋转,偏心力矩也同时旋转,使各支柱螺栓的受力是脉动力,其脉动频率与转速频率相同,从而产生推力轴承各支柱螺栓的轴向振动,转子也就随之产生振摆。 1.3轴承缺陷当导轴松动、刚性不足、运行不稳或间隙过大润滑又不良,都会发生干摩擦,引起方向弓状回旋，即机组的横向振动。导轴承间隙过小，会把转轴的振动传给支座和基础，导轴承间隙过大，转轴振动大。适当的导轴承间隙，可同时保证转轴与支座的振动均在允许范围内。 2、电磁因素振动
6、的电磁因素系指振动中的干扰力来自发电机电气部分的电磁力。其特征是振动随励磁电流的增大而增大。引起电磁振动的主要因素有转子绕组短路、空气间隙不均匀等。2.1转子绕组短路当一个磁极因短路而引起磁动势减小时,和它相对应的那个磁极的磁动势并没有变,因而出现一个跟转子一起旋转的辐向不平衡磁拉力,引起转子振动。这种振动的大小取决于失去作用的线圈匝数。其振动的振幅与励磁电流有关,用公式表示为Ｙ=ｆ(Ａ),励磁电流Ａ增加,振幅Ｙ增大。当去掉励磁,振动立即消失。所以很容易把这种振动和其它原因产生的振动区分开来。2.2空气间隙不均匀当发电机转子不圆或有摆度时,
7、空气间隙就会不均匀,从而产生单边的不平衡磁拉力,随着转子的旋转而引起空气间隙周期性变化,单边不平衡磁拉力沿着圆周作周期性移动,引起机组振动。 3、水力因素振动的水力因素系指振动中的干扰力来自水轮机水力部分的动水压力。其特征是带有随机性,且当机组处在非设计工况或过渡工况运行时,因水流状况恶化,机组各部件的振动亦明显增大。由于单位体积水流的能量取决于水头,所以机组的振动一般是随水头的降低而减弱,高水头、低负荷时振动相对而言较为严重。产生振动的水力因素主要有:水力不平衡、尾水管低频水压脉动、空腔汽蚀、卡门涡列、间隙射流等。3.1水力不平衡具有位
8、能和动能的水流通过蜗壳的作用形成环流,再通过分布均匀的固定和活动导叶均匀作用于转轮激发转轮旋转。由于加工和安装误差,使导水叶叶片、流道的形状与尺寸差别较大时,作用于转轮的水流失去
