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摘要：在水轮发电机组运行中经常会发生振动，对机组的使用安全和稳定带来很多不利影响。使用者需要一定的理论知识和实践经验，才能根据机组振动的特征，及时正确地判断机组振动的原因并做出恰当的处理，及时地防止事故的进一步扩大，避免设备损坏和人身伤亡等事故的发生。
关键词：水轮机;振动;原因分析;处理
引言
近些年来，伴随我国水利发电行业的迅速发展，保障水轮机与发电机等水电设备的稳定运行至关重要。所谓水轮机，主要指的是将水流的能量有效转换为机械能，属于流体机械中的透平机械。现阶段，水轮机主要安装在水电站当中，对水电站中的发电机起到一定的驱动作用。例如，在某大型水电站当中，上游水库中的水流经过引水管，将水流引向水轮机，水轮机在水流的作用下旋转，有效带动发电机进行发电。
1水轮机振动的测量
1.1测量方法
采用百分表和压力表进行机组振动、摆度及压力脉动的测量是最常用的方法。一般在轴承支架和定子机座处设置振动测点及在各部导轴承处设置摆度测点，在尾水管等处增设必要的压力脉动测点等。计算机监测装置中，采用加速度传感器测量振动，测量摆度采用电涡流传感器，测量压力采用压力变送器，不仅具有幅值显示功能，而且具有波形和频谱分析功能，还可以进行离线或在线监测。
1.2试验工况及分析
水轮发电机组振动、摆度、压力脉动的测量，应分别在空载无励额定转速、变转速、空载变励磁电流、空载有励额定转速、不同负载、调相等工况下进行。通过空载无励额定转速工况，可了解机组轴线与轴承间机械蹩劲力作用的大小;通过空载变励磁电流工况，可了解定子铁芯有无冷态振动;通过空载有、无励额定转速工况，可了解发电机电磁不平衡力作用的大小;通过不同负载工况，可全面了解机组运行的稳定性;通过变转速工况，可了解发电机转子重量不平衡力作用的大小;通过调相工况，可了解機组无水力作用因素下的运行情况。总之，水电机组振动、摆度、压力脉动的测量，应在各种不同工况下进行，并通过比较分析，区分各种不平衡力作用的大小，从而查找引起振动的原因，及时处理，保证机组的稳定运行。
2水轮机发电机组振动的影响因素
2.1电磁因素
若是当不确定的磁极发生了短路的情况之后，会使得磁动势逐渐减小，与之相对称的磁极磁动势却不会因此出现任何的变化，之后便能诞生出一个和转子呈现出同向转动的不平衡磁拉力，由此就导致了机组出现振动的情况。定子铁芯的组合缝如果出现了松动的问题，或者是铁芯本身发生了松动的情况，将会导致机组出现振动现象。若是定子绕组的固定不科学，当电气负荷比较高的时候，也会让机组出现振动问题。
2.2机械因素
机械因素所导致的机组振动一般表现于不同的方面。（1）如果发电机组在空载低转速的情况之下发生了相对显著的振动情况，则可以分析出引起这类问题的原因是机组紧固的零部件出现了松动的问题，再就是轴线发生了曲折的情况、中心尚未对准等。（2）如果发电机的振幅及机组转速的二次方呈现出较为明显的正比关系，水平振动的幅度比较大，则可以判定为导致机组振动的原因是机组转动部分出现了质量不平衡的情况。（3）如果发电机组振动相对强烈，同时还出现了撞击的声音，应该考虑引起机组振动的原因是相关转动部件和固定部件处于相互碰撞的状态之下。（4）如果发电机组振幅伴随着机组负荷发生的变化呈现出显著的变化，则应该考虑的原因是主轴较细或者是轴本身的刚度不符合相应的标准。
2.3水力因素
（1）汽蚀.汽蚀被列入水力因素的范畴之中，通常可以划分出三种主要的类型，也就是间隙、空腔、翼形。其一会让转轮室发生破坏，叶片的周边和转轮体的局部等部位受到负面的影响。其二常见于水轮机座环内侧，同时也可见于尾水管的上半段。其三则是常见于叶片的背面和轮翼的周边。在汽蚀的影响之下，水轮机的表面会遭到破坏，同时还能引发比较剧烈的振动，也会产生较大的噪音。在机组部分负荷时，机组振动相对明显，这种情况也会出现噪声问题，振动的频率一般是在300-500赫兹，被列入高频振动的范畴。（2）尾水管涡带。尾水管涡带是水轮发电机组在实际振动的时候相对常见的振动源，除去引起机组振动的情况外，还会导致压力脉动等相对严重的问题。一般来说，涡带在摆动的过程中，不但会让水轮机发生振动问题，还会导致引水系统及厂房共振等问题出现，严重的诱发电网功率摆动问题。
3水轮发电机振动处理措施
3.1电磁振动处理措施
通常情况下，当水轮机发电机组内部的电机气隙不均匀时，水轮机发电机会出现较小的振动，随着时间的推移，水轮机发电机组振动越来越强烈，影响水电站的发电效率。为了保证水轮机发电机电磁振动得到更好的处理，水电站中的相关工作人员要找到产生电磁振动的原因，制定妥善的处理对策，在提升水轮机发电机组抗干扰性能的同时，减小外界环境因素对水轮发电组的影响。另外，水电站中的相关工作人员也可以采用图像法进行相应的检测，对水轮机发电机组进行开机试验，一旦发现水轮机发电机组出现较大的电磁振动，要及时处理，并结合试验结果，绘制水轮机发电机运转综合特性曲线，采用先进的数字化技术，将绘制完毕的曲线准确输入调速设备当中，保证测试结果更加准确。由于水轮机发电机组内部结构比较复杂，在一定程度上增加了电磁振动处理难度，因此，在绘制综合特性曲线的过程当中，相关工作人员要结合水轮机发电机的运行情况，对机组电磁振动图像进行有效分析，结合设备电磁振动情况，准确计算水轮机发电机发生电磁振动的概率，并对原有的电磁振动处理方案进行改进，防止出现水轮机发电机出现电磁振动现象。水轮机发电机在运行的过程当中，其额定功率不宜超过水轮机的最大轴出力，水轮机发电机的额定电压主要由制造厂决定，现阶段，我国水轮机发电机的额定电压在6.3KV-18.0KV之间，水轮机发电机的额定电压越大，说明其额定功率越高。水电站中的相关工作人员要选择合理的额定功率因数，科学控制水轮机发电机的运行效率。
3.2水力振动处理措施
为了保证水轮机发电机水力振动得到更好的处理，水电站中的相关工作人员在油路关闭的条件之下，分段安装关闭阀门，防止水轮机发电机组内部的导叶瞬间关闭，保证机组内部的导叶运行速度符合相关规定，减少脱流现象的发生。由于水轮机发电机内部结构具有一定的复杂性，水力振动处理难度较大，但是，通过在机组内部安装关闭阀门，能够有效减少水轮机发电机水力振动现象的发生。在安装关闭阀门的过程当中，水电站中的工作人员要将机组内部的杂物清理干净，并结合设备生产厂家提供的各项资料，确定水轮机发电机的振动区域，采取针对性较强的处理方案，防止水轮机发电机出现大范围的水力振动现象。如果水轮机发电机内部的协联曲线不合理，设备很容易出现大范围的水力振动，因此，想要有效减少水轮机发电机发生水力振动的次数，水电站中的工作人员可以采用手动方式，改变水轮机发电机组原有的运行方式，降低水轮机发电机发生水力振动的概率。
结束语：
对于水电站中的相关工作人员而言，在实际工作当中，要根据水轮机发电机的运行特点，对原有的振动处理方案进行优化，在提升水轮机发电机整体运行效率的基础之上，防止水轮机发电机出现振动，进一步提升水电站的发电效率。
参考文献：
[1]华维，郭昀凯.基于水轮机震动的原因及对策处理[J].技术与市场，2015，22（11）：157-158.
[2]桑志宽.浅析水轮机发电机的振动原因及处理对策[J].山东工业技术，2015（02）：14.
[3]王国民.水轮机运行故障及其处理研究[J].黑龙江科技信息，2014（34）：74.
关键词：水轮机;振动;原因分析;处理
引言
近些年来，伴随我国水利发电行业的迅速发展，保障水轮机与发电机等水电设备的稳定运行至关重要。所谓水轮机，主要指的是将水流的能量有效转换为机械能，属于流体机械中的透平机械。现阶段，水轮机主要安装在水电站当中，对水电站中的发电机起到一定的驱动作用。例如，在某大型水电站当中，上游水库中的水流经过引水管，将水流引向水轮机，水轮机在水流的作用下旋转，有效带动发电机进行发电。
1水轮机振动的测量
1.1测量方法
采用百分表和压力表进行机组振动、摆度及压力脉动的测量是最常用的方法。一般在轴承支架和定子机座处设置振动测点及在各部导轴承处设置摆度测点，在尾水管等处增设必要的压力脉动测点等。计算机监测装置中，采用加速度传感器测量振动，测量摆度采用电涡流传感器，测量压力采用压力变送器，不仅具有幅值显示功能，而且具有波形和频谱分析功能，还可以进行离线或在线监测。
1.2试验工况及分析
水轮发电机组振动、摆度、压力脉动的测量，应分别在空载无励额定转速、变转速、空载变励磁电流、空载有励额定转速、不同负载、调相等工况下进行。通过空载无励额定转速工况，可了解机组轴线与轴承间机械蹩劲力作用的大小;通过空载变励磁电流工况，可了解定子铁芯有无冷态振动;通过空载有、无励额定转速工况，可了解发电机电磁不平衡力作用的大小;通过不同负载工况，可全面了解机组运行的稳定性;通过变转速工况，可了解发电机转子重量不平衡力作用的大小;通过调相工况，可了解機组无水力作用因素下的运行情况。总之，水电机组振动、摆度、压力脉动的测量，应在各种不同工况下进行，并通过比较分析，区分各种不平衡力作用的大小，从而查找引起振动的原因，及时处理，保证机组的稳定运行。
2水轮机发电机组振动的影响因素
2.1电磁因素
若是当不确定的磁极发生了短路的情况之后，会使得磁动势逐渐减小，与之相对称的磁极磁动势却不会因此出现任何的变化，之后便能诞生出一个和转子呈现出同向转动的不平衡磁拉力，由此就导致了机组出现振动的情况。定子铁芯的组合缝如果出现了松动的问题，或者是铁芯本身发生了松动的情况，将会导致机组出现振动现象。若是定子绕组的固定不科学，当电气负荷比较高的时候，也会让机组出现振动问题。
2.2机械因素
机械因素所导致的机组振动一般表现于不同的方面。（1）如果发电机组在空载低转速的情况之下发生了相对显著的振动情况，则可以分析出引起这类问题的原因是机组紧固的零部件出现了松动的问题，再就是轴线发生了曲折的情况、中心尚未对准等。（2）如果发电机的振幅及机组转速的二次方呈现出较为明显的正比关系，水平振动的幅度比较大，则可以判定为导致机组振动的原因是机组转动部分出现了质量不平衡的情况。（3）如果发电机组振动相对强烈，同时还出现了撞击的声音，应该考虑引起机组振动的原因是相关转动部件和固定部件处于相互碰撞的状态之下。（4）如果发电机组振幅伴随着机组负荷发生的变化呈现出显著的变化，则应该考虑的原因是主轴较细或者是轴本身的刚度不符合相应的标准。
2.3水力因素
（1）汽蚀.汽蚀被列入水力因素的范畴之中，通常可以划分出三种主要的类型，也就是间隙、空腔、翼形。其一会让转轮室发生破坏，叶片的周边和转轮体的局部等部位受到负面的影响。其二常见于水轮机座环内侧，同时也可见于尾水管的上半段。其三则是常见于叶片的背面和轮翼的周边。在汽蚀的影响之下，水轮机的表面会遭到破坏，同时还能引发比较剧烈的振动，也会产生较大的噪音。在机组部分负荷时，机组振动相对明显，这种情况也会出现噪声问题，振动的频率一般是在300-500赫兹，被列入高频振动的范畴。（2）尾水管涡带。尾水管涡带是水轮发电机组在实际振动的时候相对常见的振动源，除去引起机组振动的情况外，还会导致压力脉动等相对严重的问题。一般来说，涡带在摆动的过程中，不但会让水轮机发生振动问题，还会导致引水系统及厂房共振等问题出现，严重的诱发电网功率摆动问题。
3水轮发电机振动处理措施
3.1电磁振动处理措施
通常情况下，当水轮机发电机组内部的电机气隙不均匀时，水轮机发电机会出现较小的振动，随着时间的推移，水轮机发电机组振动越来越强烈，影响水电站的发电效率。为了保证水轮机发电机电磁振动得到更好的处理，水电站中的相关工作人员要找到产生电磁振动的原因，制定妥善的处理对策，在提升水轮机发电机组抗干扰性能的同时，减小外界环境因素对水轮发电组的影响。另外，水电站中的相关工作人员也可以采用图像法进行相应的检测，对水轮机发电机组进行开机试验，一旦发现水轮机发电机组出现较大的电磁振动，要及时处理，并结合试验结果，绘制水轮机发电机运转综合特性曲线，采用先进的数字化技术，将绘制完毕的曲线准确输入调速设备当中，保证测试结果更加准确。由于水轮机发电机组内部结构比较复杂，在一定程度上增加了电磁振动处理难度，因此，在绘制综合特性曲线的过程当中，相关工作人员要结合水轮机发电机的运行情况，对机组电磁振动图像进行有效分析，结合设备电磁振动情况，准确计算水轮机发电机发生电磁振动的概率，并对原有的电磁振动处理方案进行改进，防止出现水轮机发电机出现电磁振动现象。水轮机发电机在运行的过程当中，其额定功率不宜超过水轮机的最大轴出力，水轮机发电机的额定电压主要由制造厂决定，现阶段，我国水轮机发电机的额定电压在6.3KV-18.0KV之间，水轮机发电机的额定电压越大，说明其额定功率越高。水电站中的相关工作人员要选择合理的额定功率因数，科学控制水轮机发电机的运行效率。
3.2水力振动处理措施
为了保证水轮机发电机水力振动得到更好的处理，水电站中的相关工作人员在油路关闭的条件之下，分段安装关闭阀门，防止水轮机发电机组内部的导叶瞬间关闭，保证机组内部的导叶运行速度符合相关规定，减少脱流现象的发生。由于水轮机发电机内部结构具有一定的复杂性，水力振动处理难度较大，但是，通过在机组内部安装关闭阀门，能够有效减少水轮机发电机水力振动现象的发生。在安装关闭阀门的过程当中，水电站中的工作人员要将机组内部的杂物清理干净，并结合设备生产厂家提供的各项资料，确定水轮机发电机的振动区域，采取针对性较强的处理方案，防止水轮机发电机出现大范围的水力振动现象。如果水轮机发电机内部的协联曲线不合理，设备很容易出现大范围的水力振动，因此，想要有效减少水轮机发电机发生水力振动的次数，水电站中的工作人员可以采用手动方式，改变水轮机发电机组原有的运行方式，降低水轮机发电机发生水力振动的概率。
结束语：
对于水电站中的相关工作人员而言，在实际工作当中，要根据水轮机发电机的运行特点，对原有的振动处理方案进行优化，在提升水轮机发电机整体运行效率的基础之上，防止水轮机发电机出现振动，进一步提升水电站的发电效率。
参考文献：
[1]华维，郭昀凯.基于水轮机震动的原因及对策处理[J].技术与市场，2015，22（11）：157-158.
[2]桑志宽.浅析水轮机发电机的振动原因及处理对策[J].山东工业技术，2015（02）：14.
[3]王国民.水轮机运行故障及其处理研究[J].黑龙江科技信息，2014（34）：74.