浅析波波娜水电站水轮发电机组振动原因分析及机组动平衡试验

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1、第47卷第10期甘肃水利水电技术Vo1．47．No．1O2011年10月GansuWaterConservancyandHydropowerTechnology0et．．2011·设计与研究·波波娜水电站水轮发电机组振动原因分析及机组动平衡试验兰国龙(中国水利水电第四工程局有限公司机电安装分局，甘肃兰州730060)摘要：文章对水轮发电机组产生振动的原因及各种原因导致的振动特征进行了描述，通过振动试验对波波娜水轮发电机组动振动超标原因进行了判别，根据判断结果实施了机组动平衡试验，解决了转动部分质量不平衡引起的机组振动、摆度超标问题。关键词：水轮发电机组；振动试验；动平衡试验；机组振动；摆

2、度超标中图分类号：Ⅳ737文献标识码：B文章编号：2095—0144(2011)10—0019—031概述2_2水力方面引起机组振动的原因及特点波波娜水电站位于新疆和田地区喀拉喀什河①水轮机进水流道蜗壳、导叶中的不均匀流场上，电站单机容量50MW，总装机容量150MW；为均会产生旋涡，形成涡带进入转轮引起机组振动，其和田地区最大水电站，水轮发电机组由福建南电公主要特征为振动随机组运行工况变化而变化，且时司制造，水轮机为立轴混流式，发电机为立轴悬式同而明显，时而消失。②由转轮叶片尾部的卡门涡列步发电机。水轮发电机转动部分总重约140t，额定所诱发的机组振动．因卡门涡列的形成与流体速度转速为

3、428．6r／min。3台水轮发电机组自启动以来和绕流体尾部的断面形状和尺寸有关，所以该振动振动值均超标。通过分析，确认机组振动原因主要由特征为振幅随过机流量增加而明显增大。③因水轮转子质量不平衡引起，经过现场协商决定由我项目机偏离设计工况较远，尤其在低水头、低负荷运动时部对其进行动平衡试验。转轮出口产生旋转水流。形成偏心涡带，使在尾水管2机组振动原因分析中产生压力脉动并诱发机组振动。其振动特点为：振水轮发电机组振动产生的原因很多，大致可以动强弱与水轮机的运行工况关系较密切．某些区域归纳为机械、水力和电气三个方面，但三方面引起的振动强烈。某些区域振动又明显减小，甚至恢复正振动从振动幅值来

4、讲各有特点，需通过振动试验验常。④高水头混流式水轮机因止漏环结构型式和间证。隙组合不当及运行间隙不均匀引起水压力脉动诱发2．1机械方面引起机组振动的原因及特点的机组振动，该振动特征为：振动摆度及压力脉动幅①因机组转动部分质量不平衡引起的机组振值。均随机组负荷和过机流量的增加而明显增大。动，其主要特征为机组振幅随机组转速变化较敏2．3电气方面引起机组振动的原因及特点感，其振幅一般与转速的二次方成正比，且水平振动①发电机转动部分因受不平衡力(这些不平衡较大；②机组转动部件与固定部件相碰(或摩擦)所力主要来自于周期性的不平衡磁拉力分量，定、转子引起的机组振动，其特征为一般振动较强烈，并常常不均

5、匀空气隙所引起的作用力，转子线圈短路时引伴有撞击声响；③因轴承间隙过大、主轴过细、轴的起的力和发电机在不对称工况下运行时产生的力)刚度不够所引起的振动，其特征为机组振幅随机组的作用下产生的机组振动，其振动特征为振动随励负荷变化较明显；④因机组轴线曲折、紧固零部件松磁电流增大而增大，且上机架处振动较为明显；②发动、机组对中心不准、推力轴承调整不良所引起的机电机定子绕组每极分数槽绕组形成的磁场特殊谐波组振动，其特征为机组在低转速运行时，机组便有明成分引起的磁拉力．而定子在波数较少的磁拉力作显振动。用下就要产生振动，其振动特征为振动随定子电流收稿日期：2011-08—26作者简介：兰国龙(19

6、75一)，男，甘肃兰州人，工程师，主要从事水电站机电设备安装。·19-2011年第10期甘肃水利水电技术第47卷增大而增大，振级与电流几乎呈线性关系，且上机架53机组动平衡试验处振动为明显；③因定子铁芯组合缝松动或定子铁5．1确定试加重量芯松动所引起的机组振动，其特征为振动随机组转为了保证试验的精度．同时又要避免试验时振速变化较明显，且当机组载上一定负荷后，其振幅又动值过大，因此试验前必须对试块重量进行计算。随时间增长而减小；④定子绕组固定不良，在较高电试块重量计算式：气负荷和电磁负荷作用下使绕组及机组产生振动。P=-(5—25)G／(n~Ro)其振动特点为振动随转速、负荷运行工况变化而

7、变式中：试块重量(kg)；化，上机架处振动亦较为明显，但不会出现载上某一G——转子重量(kg)；负荷后其振动随时间增长而减小的情况。R厂试加重块的固定半径(m)；2．4振动试验机组额定转速(r／min)。波波娜水电站3台机组自启动以来均存在振动机组转子重量为140000kg．额定转速为428．6超标现象，为了找出产生振动的原因，分别对3台机r／rain，试加重块固定半径为1．5m，由于水轮发电机组进行了振动试验。通过对3台机组在不同