水轮发电机组运行中的振动分析

简析水轮发电机组的振动原因及改进措施摘要：水轮发电机在长期运行过程中，会产生振动。

引起发电机组振动的原因可以从机械、水力和电力三方面考虑，针对这些原因，从发电机水机保护、励磁系统、发电机组导轴承方面进行改进。

关键词：水轮发电机；振动原因；改进随着现代技术的迅速发展，水轮发电机的比转速和单机容量越来越大，其结构更加复杂，机组稳定性问题日益突出。

一批像三峡工程等大、中型机组投入运行，其稳定性能尤为重要。

稳定性能成为衡量大、中型发电机组的重要性能指标。

1. 水轮发电机组的振动原因振动是旋转机械运行过程中的固有属性。

振动不仅影响机械的性能和寿命，还会引起机械故障和损坏会，造成重大经济损失。

水电机组的振动直接影响机组的安全运行、负荷的合理分配及供电的质量，如果不加以控制，还会造成严重的事故。

例如，西南某大型电厂的一台机组因导叶销破坏引起转轮周期性激振，导致转轮两块叶片振落，其它严重开裂叶片更换新转轮，直接经济损失一千万元；葛洲坝电厂某号机投产后出现明显振动，导致厂房震颇，严重地危及运行人员的身心健康。

可见，机组的振动值是一个重要的质量指标，既可以根据机组起动过程的振动来评价机组的安装质量，也可以根据机组振动状态确定机组的检修计划。

水轮发电机组的振动问题与一般动力机械的振动有所不同。

水电机组的振动除需考虑机组本身的转动或固定部分的振动外，尚需考虑作用于发电机部分的电磁力及水轮机过流部分的流体动压力对系统及其部件振动的影响。

在机组运转的情况下，流体一机械一电磁三部分是相互影响的。

因此，严格地说，水轮发电机组的振动是电气、机械、流休耦合振动。

完全按照这三者的耦合关系来研究系统的振动是非常复杂的，目前还难以建立起可以进行分析计算的数学模型，也不易在试验中同时考虑上述三种因素的互相影响。

为此，根据水电站所积累的典型经验，可将引起机组振动的原因划分为机械、水力、电气三方面。

1.1 机械因素由于制造、安装等因素引起的机械不平衡力主要有：（1）主轴弯曲或有挠度；（2）发电机转子与水轮机转轮动、静不平衡；（3）导轴承间隙调整不当；（4）推力轴承调整不良；（5）机组中心不正；（6）转动部分和固定部分不同心，产生摩擦或碰撞；（7）支持系统刚度不够。

水轮发电机组运行中的振动分析摘要：目前我国大部分水电站普遍存在的问题便是水轮发电机组的振动问题，并且已知的导致水轮发电机组振动程度的影响因素有很多，例如设计、制造、安装、检修、运行等。

每一个水电站针对这种振动程度都有自己的允许范围值，当水轮机组振动值超过允许范围的最大值时，这种振动便很有很能影响到机组的使用寿命，严重的还可能导致机组运行时发生故障导致工程事故，所以当出现这种振动时水电站工作人员需要及时处理，避免情况更加严重。

因为影响水轮发电机组振动的因素很多，但从振动的原因上分析，一般有机械、水力以及电磁等方面原因。

本文结合了水轮发电机组的原因以及振动的处理办法进行了简析，希望可以给相关部门提供些有价值的参考。

关键词：水轮发电机组；运行；振动分析水轮发电机组的振动和其他的机械振动时有很多不同之处的，而他们的相同之处都在于利用机械自身的转动或者传动产生的振动。

并且在水轮发电机组运行过程中产生的振动还需要考虑水流在经过发电机时，水本身的重量对发电机压力的占比，以及这种占比对发电机各个组件的影响。

1 水轮发电机的工作过程中出现振动简析想要了解和知道是什么原因导致的发电机的振动，就必须都发电机的工作机理有所了解。

水轮发电机的发电过程主要是依靠水力、机械以及电磁三大部分的相互作用进而产生电力的。

例如当水流的作用下机组发生振动这时发电机机组的转子和定子之间就会出现较大的缝隙，当这种缝隙过大时则会导致整个发电机机组的不稳定，这时发电机的磁场以及水流流畅都会受到影响，进而导致发电机组在工作过程中出现一些列问题，所以说水流流体、电磁和机械是导致发电机组振动的重要原因。

2 水轮发电机振动的原因分析2.1 机械振动所谓水轮发电机的机械振动指的就是在发电机工作过程中由于发电机本身的惯性力、摩擦力以及其他外界作用了的影响下，导致发电机的振动叫做机械振动，目前比较常见的引起机械振动的原因有三点，转子质量不平衡、机组轴线不正以及导轴承老化破损等。

水轮发电机组振动原因和处理措施分析水轮发电机组振动会让水轮发电机组正常运行产生问题，会让水轮机组出现故障。

本文首先对水轮发电机组振动带来危害作出简要阐述，然后对水轮发电机组振动原因进行分析，之后结合笔者在新庄水电站工作的实际情况，提出几点水轮发电机组振动处理措施，希望可以对业内起到一定参考作用。

标签：水轮发电机组;振动原因;处理措施前言：在水电站中，水轮发电机组的安全运行可以保证水电站经济效益，如果水轮发电机组因为振动出现故障情况，那么就会对水轮发电机组运行平稳性与发电效益造成不利影响。

水力原因、机械原因与电气原因均有可能导致水轮发电机组出现振动情况，进而产生运行故障。

一、水轮发电机组振动带来危害在水电站中，水轮机占有核心地位，水轮机组可以转化水势能为机械能，在水电厂中，水轮发电机组的安全运行可以保证其供电安全性、供电优质性和供电经济性，这和电网运行的稳定性、安全性具有直接关系，这对于水电厂的社会效益与经济效益具有决定作用。

在水轮机组的运行中，水力原因、机械原因与电气原因均会造成水轮发电机组振动情况，据统计，现阶段，水轮发电机组大约有80%事故与故障和振动有关。

水轮发电机振动会带来五点主要危害：（1）會让机组零部件出现疲劳损坏区，该区主要出现在金属和焊缝之间，长期运行会让损害程度加重，可能会有裂缝出现，导致机组报废;（2）发电机组部分紧固部件会出现松动甚至断裂情况，会让连接部件出现振动情况，减少其使用寿命;（3）水轮发电机振动会让机组旋转部分磨损程度加剧;（4）水轮机组共振会对厂房以及多种设备造成影响;（5）水轮机组振动会让尾水管中形成涡流脉动压力，此压力可能会让水管壁开裂，可能会对尾水设备正常使用造成影响。

二、水轮发电机组振动原因（一）水力原因在水力方面，水轮发电机组振动的主要原因是水轮机会受到动力水压的干扰，这种水力原因往往是具有较大随机性、很难进行控制的。

如果水轮机处于非设计环境工作，或是处于过度运行状态，那么由于不理想水流状况，机组部分组件会产生振动加速，出现断裂情况。

对于水轮发电机组振动的原因及处理方法的研究水轮发电机组振动是指水轮机在运行时产生的振动现象。

水轮发电机组振动的原因主要包括以下几个方面：水力因素、结构因素以及操作因素。

首先，水力因素是水轮发电机组振动的主要原因之一、由于水轮机是通过自然水流将水流动能转化为机械能的装置，因此水流的流动状况直接影响水轮机的运行情况。

当水流入口流速过快或者过慢时，会导致水流输运不平稳，产生激烈的水力冲击，从而引起水轮机的振动。

此外，当水轮机在运行中遇到水涡、水柱等突状流场时，也容易引起振动。

其次，结构因素也是水轮发电机组振动的一个重要原因。

水轮机的结构决定了其在运行时的刚度和稳定性。

若水轮机的结构强度不足，或者存在设计缺陷、制造缺陷等问题，都会引起水轮机的振动。

此外，水轮机的附件、导流罩、导叶等也会对水轮机振动产生直接或间接的影响。

最后，操作因素也会对水轮发电机组振动产生影响。

例如，水轮机的启停过程中，由于操作不当或者控制系统故障等原因导致的运行不稳定性，都会引起水轮机振动。

此外，水轮机的维护保养不到位，如轴承磨损、机械连接松动等问题也会导致水轮机振动的发生。

针对水轮发电机组振动问题，可以采取以下处理方法来解决：首先，优化设计和制造工艺。

在水轮机的设计和制造过程中，应充分考虑各种因素对振动的影响，采用合理的结构设计和制造工艺，提高水轮机的刚度和稳定性。

其次，加强水力调节。

通过合理调节水流的流速和流量，减少水轮机在工作过程中的水力冲击和流场扰动，从而降低水轮机的振动。

再次，完善控制系统。

加强水轮机的控制系统，提高水轮机的运行稳定性，避免因操作不当或控制系统故障导致的振动问题。

最后，加强维护保养。

定期对水轮机进行维护保养，检查轴承、机械连接等关键部件的磨损情况，及时处理和修复，确保水轮机的正常运行。

综上所述，水轮发电机组振动是由水力因素、结构因素以及操作因素等多方面因素引起的。

在处理水轮机振动问题时，需要充分考虑各种因素的影响，并采取相应的措施来解决问题，从而确保水轮机的正常运行和发电效率。

水轮发电机组的振动原因
1.静平衡问题：在水轮发电机组运行时，水轮及配重的质量分布不均
匀或者水轮不平衡，会导致转子在高速旋转时产生离心力，进而引起振动。

2.动平衡问题：动平衡是指水轮转子系统在运转时的动态平衡状态，
即转子在高速旋转时受到离心力的作用，导致转子产生起伏振动。

这通常
是由于转子的构造不均匀或者受到外部冲击等原因引起的。

3.涡轮进水不平衡：水轮是以涡轮原理进行能量转化的机械装置，当
水流进入涡轮时，若水流分布不均匀，会导致水轮不平衡，进而引起振动。

4.轴承问题：水轮发电机组的振动还与轴承磨损和润滑不良等相关。

当轴承磨损或润滑不良时，轴承的摩擦力增加，会导致转子的转动阻力增大，从而引起振动。

5.转子失衡：转子失衡是指转子的质量分布不均匀，导致转子在高速
旋转时无法达到完全平衡的状态。

这通常是由于制造过程中的误差或者腐
蚀磨损等原因引起的。

以上是水轮发电机组振动的几个主要原因，除此之外，还可能存在其
他因素，如水轮叶片的积垢和腐蚀、发电机组机械部件的磨损等。

为了减
少振动对发电机组的影响，需要通过定期检修和保养、科学的设计和制造
以及合理的调试来确保整个发电机组在运行中的平衡和稳定。

同时，还需
要采取相应的振动监测和控制措施，及时发现并解决振动问题，以保证发
电机组的安全运行和提高发电效率。

水轮发电机组振动原因分析概述振动是机器运行中不可避免的现象。

在水轮发电机组中，振动不仅会影响设备的性能和寿命，还会影响发电厂的生产效率和安全。

因此，深入分析水轮发电机组振动原因，采取有效措施减少振动，对于保障发电厂的正常运行和机组的长期稳定运行至关重要。

模型分析水轮发电机组振动主要有几种类型：•稳态振动：指机组长期处于一种稳定的运行状态，此时振动频率和振幅相对稳定。

水轮发电机组稳态振动主要由质量不平衡和未正确安装转子引起。

•暂态振动：指振动频率和振幅在短时间内发生变化，可能是由于负载突变或冲击引起的。

暂态振动对机组疲劳损伤影响较大，长期存在可能造成机械故障。

•横向振动：指机组的振动方向与转子轴线垂直，造成机组运转不稳定。

常见的横向振动原因包括转子偏心、轴承失效等。

•纵向振动：指机组的振动方向与转子轴线平行，较为严重时可能会造成转子碰撞和轴承故障等机械故障。

除了以上几种常见振动类型，水轮发电机组还可能出现多种组合振动。

振动原因分析1. 转子偏心转子偏心是指转子在旋转时轴向偏移，导致振动频率和振幅增大。

主要原因包括转子装配不良、轴承表面磨损不均、轴箱挠曲、转子重量不均等。

针对此问题，我们可以采取如下解决措施：•调整轴承的安装平面和支撑面，以保证轴承安装的精度。

•整体调平转子，保证转子在旋转时轴向偏移量小于要求。

•检查轴承并进行必要的维护、清洁和润滑。

2. 支承失效支承失效是指轴承在运转中失效，产生异常振动。

支承失效常见原因包括轴承老化、过载运转、润滑不良等。

中长期的解决措施为定期维护和更换轴承。

短期的解决措施包括监控轴承温度和压力，确保轴承正常运行。

3. 质量不平衡质量不平衡是指转子及其附属部件质量分布不均，引起机组振动。

这种振动通常是稳态振动，振动频率与机组的物理结构有关。

当不存在其他明显的故障时，质量不平衡经常是导致振动的根本原因。

解决措施包括：•对机组进行动平衡校对来修正在机组内部的重量分配不均（即转子杂散质量）。

水电站水轮发电机机组振动问题分析及对策摘要：近些年以来，随着我国科学技术的发展，我国的水电事业也获得了非常显著的进步和发展，各种类型的水轮发电机组相继建设成功并投入使用。

虽高速运转的水轮发电机组运行中的振动是不可避免的，但如果振动幅度过大，就会对水轮机机组安全、稳定、可靠的运行造成一定的不良影响，本文对水轮机发电机组振动的影响因素与相应的处理方法进行了分析，可供后续同类机组提供借鉴。

关键词：水电站；水轮发电机；机组振动问题；处理方法1 水电站水轮发电机组的结构与工作原理水轮发电机的部件十分繁杂，其中主要有定子、转子、励磁装置。

定子主要是由定子机座、定位筋、定子铁芯等所构成的；转子则主要是由主轴、轮臂、轮毂、磁轭、风机、端压板、磁极、制动阀片等所构成的。

水电站水轮发电机组关机需要耗费一定的时间，为了有效防止关闭时，电网分解时机组转速太高、太快，并且明确要求转子充分具备较强大的转动惯量。

所以，发电机转子的重量非常大，在与发电机同步运行的过程中，水轮发电机的励磁绕组必须通过直流电流，从而建立起发电机所需的磁场。

此外，磁场的变化严格符合正弦波的时间规律。

当水轮发电机的主磁场从定子绕组切断时，定子绕组内会产生随时间变化的正弦电动势，产生电能。

2 水电站水轮发电机机组振动问题的处理措施分析2.1 水力原因造成振动处理措施为避免尾水管涡带和气蚀造成机组振动现象，那么需要将导流翼板与导流瓦安装在尾部流通管入口处，以减小并消除涡带产生振动，与此同时，通过补气等方法也可以对振动进行减小和消除。

为防止卡门涡所引起的水轮机振动，通常情况下，可以对卡门涡频率与叶片固有频率进行改变，也可以对叶片型号进行改变，削薄出水边，进而减小、消除正反侧面形成交变漩涡力量。

为防止止漏环间隙不当导致振动情况，需要对叶片固有频率与卡门涡频率进行改变。

在实际运作中，我们可以发现对止漏环间隙进行适当增大，可以让机组振动得到有效减小，这主要是因为转轮偏心运动会因为间隙的增大而减弱，进而影响转轮背面止漏环间隙压力。

水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨水轮发电机机组振动问题是水电站运行过程中常见的故障之一，它不仅影响了机组的稳定运行，还可能导致设备的损坏甚至事故的发生。

对水轮发电机机组振动问题进行分析和处理显得尤为重要。

本文将从振动问题的原因分析入手，探讨针对不同原因所采取的相应处理方法，以期为相关工程技术人员在水电站振动问题的处理中提供一些参考和借鉴。

一、振动问题的原因分析1.不平衡水轮发电机机组的不平衡是引起振动问题的常见原因之一。

当机组转子的质量分布不均衡时，会导致旋转时的不平衡力，从而引起机组的振动。

而不平衡可能来自于机组本身的制造问题，也可能是在运行过程中由于叶片磨损、机械松动等原因导致的。

2.轴承故障水轮发电机机组的轴承故障也是引起振动问题的常见原因之一。

当轴承损坏或磨损严重时，会导致机组的不稳定运行，产生较大的振动。

3.失衡失衡是指机组旋转零件或叶片的动力重心与几何轴线不在同一条直线上。

失衡主要是由于静、动平衡不足、质量、尺寸和装配不对称等引起的。

4.共振共振是指机组受到外力激励使其振动幅度变得异常大的一种现象。

共振现象可能十分危险，因为它可能导致机组受损或者损坏。

二、振动问题的处理方法1.不平衡针对机组不平衡问题，应当采取动平衡的措施，通过动平衡仪器检测机组的不平衡情况，确定不平衡的位置和大小，然后通过增加或减少相应位置的质量来进行校正。

在机组停机检修期间，还可以对机组进行整体的静平衡和动平衡处理，以保证机组的平衡性。

2.轴承故障针对机组轴承故障问题，首先需要进行轴承的检测和诊断，确定轴承的具体故障原因，然后根据故障原因采取相应的处理措施。

如果是轴承磨损严重，需要及时更换轴承；如果是轴承损坏，需要进行轴承的修复或更换；如果是轴承润滑不良导致的故障，需要对轴承进行润滑维护。

3.失衡对于失衡问题，需要通过精确加工和装配来保证机组零部件的质量和尺寸的准确性，避免因质量、尺寸和装配不对称而引起失衡问题。