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水电站机组与厂房结构耦联作用复杂,既有线性的,又包括非线性的,振动涉及水力、机械、电磁等多方面的因素。本文基于国内一大型水电站地下厂房原型观测数据,对水电站机组与厂房结构耦联动力特性和振源传递路径识别问题展开研究。主要的研究内容及结论如下:(1)主振源分析。计算了各类振源的理论频率,以此为依据对实测振源进行了分类;从机组与结构测点振动主次频统计分析、不同振源成分能量占比分析两个方面来研究该电站机组与厂房结构的主振源。研究表明主振源包括:尾水低频脉动、机组转动、蜗壳不均匀流。(2)机组与厂房结构耦联动力特性研究。从机组与厂房结构顺河向和垂向振动随负荷变化规律、顺河向和垂向振动在不同负荷下的相关性系数、顺河向和垂向振动时频域相关关系三个方面来研究机组和厂房结构之间复杂的耦联振动关系。研究结果表明:机组和厂房结构垂向振动的同步性和相关性较强,垂向振动在尾水低频脉动频域范围内相关性明显,尾水低频脉动对机组和厂房结构之间垂向耦联振动影响较大;机组和厂房结构顺河向振动的同步性和相关性相对较弱,顺河向振动在转频及尾水低频脉动频域范围内相关性明显,机组转动和尾水低频脉动对机组和厂房结构之间顺河向耦联振动影响较大。(3)尾水涡带和转频及其倍频信号振动传递路径研究。将传递熵方法与基于EMD分解的小波熵阈值去噪方法相结合,实现水电站厂房振动传递路径的识别。研究表明:(a)尾水涡带引起的垂向振动主要传递路径是:顶盖→机墩(定子基础、下机架基础)→发电机层楼板;机组为250MW时,尾水涡带信号在顶盖→定子基础、顶盖→下机架基础之间的传递率分别为39.8%和58.2%,在定子基础→发电机层楼板、下机架基础→发电机层楼板之间的传递率分别为23.5%和16.1%;(b)机组转动引起的下机架位置的顺河向振动主要传递路径是:下机架→机墩(下机架基础、定子基础)→电气夹层柱子;机组以额定功率运行时,转频及其倍频信号在下机架→下机架基础、下机架→定子基础、定子基础→电气夹层柱子、下机架基础基础→电气夹层柱子之间的传递率分别为75.9%、18.4%、19.5%、8.6%。