水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)分析.pdf

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1、工業(yè)技術(shù)2017年第11期科技創(chuàng)新與應(yīng)用水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)分析馬駿華（廣西麻石水力發(fā)電廠，廣西融安545400）摘要：水輪發(fā)動(dòng)機(jī)組振動(dòng)有諸多原因以及危害。由于破壞了轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)和固定導(dǎo)葉，這種振動(dòng)現(xiàn)象會(huì)威脅水電站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，降低水電站的經(jīng)濟(jì)效益。文章闡述了水輪發(fā)電機(jī)組原理、原因以及危害等問題，為了提高機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命，我們要減少水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)這種現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)；原理；振動(dòng)；危害1概述行中，當(dāng)系統(tǒng)要求在偏離最優(yōu)工況區(qū)運(yùn)行時(shí)，使轉(zhuǎn)輪的出流條件發(fā)隨著社會(huì)的發(fā)展，水利工程對(duì)人們的生活至關(guān)重要，我們應(yīng)該生極大變化，機(jī)組振動(dòng)受到汽蝕

2、在不同程度上加嚴(yán)重增加的影響。采取有效措施保障水利工程項(xiàng)目?jī)?nèi)部機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行。為了提它的振動(dòng)有三個(gè)特征：尾水管壓力脈動(dòng)大、尾水管進(jìn)人孔門處噪聲高水輪發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)進(jìn)行分析與研究。大、機(jī)組在某負(fù)荷工況下振動(dòng)大，其振頻為高頻。2水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)原理3.3電氣因素在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，在水輪機(jī)作為其原動(dòng)力的前提下，水能（1）定子鐵心疊片出現(xiàn)松動(dòng)。在定子鐵心疊加安裝時(shí)，由于鐵心的作用能夠直接有效激發(fā)水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)，還能夠間接維持機(jī)組壓緊螺桿將會(huì)出現(xiàn)一定的緊靠力，然而長(zhǎng)時(shí)間工作中，因?yàn)檎駝?dòng)和振動(dòng)。流體、機(jī)械、電磁三者是相互影響相互作用的，由于

3、氣隙在不溫度的變化，鐵心松動(dòng)會(huì)受到螺桿壓緊時(shí)出現(xiàn)的一些塑形變形而緊對(duì)稱的狀態(tài)下，由于發(fā)電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間的磁拉力不平衡的情靠力降低或者螺母稍微松動(dòng)以及鐵心沖片出現(xiàn)絕緣老化收縮的情況，當(dāng)流體激起機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分振動(dòng)時(shí)會(huì)造成機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的振動(dòng)，況的影響。鐵心松動(dòng)會(huì)造成振動(dòng)，同時(shí)振動(dòng)也會(huì)加快鐵心松動(dòng)。其振而發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)和水輪機(jī)的水流流場(chǎng)也會(huì)受到轉(zhuǎn)動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)狀動(dòng)頻率是100赫茲。態(tài)的影響。（2）氣隙不均勻。電力和機(jī)械力的結(jié)合點(diǎn)是氣隙，發(fā)電機(jī)組振動(dòng)3關(guān)于水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的原因會(huì)受到發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子間氣息不均勻在定子上產(chǎn)生單邊磁拉力的影3.1機(jī)械原因響。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有擺度或不

4、圓時(shí)，就會(huì)有不均勻的空氣間隙產(chǎn)生，（1）機(jī)組軸線不同心。因?yàn)檩S心線受到水輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸不因此會(huì)產(chǎn)生磁拉力在單邊不平衡的現(xiàn)象，同時(shí)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)會(huì)引起空同心的現(xiàn)象導(dǎo)致不正，因此出現(xiàn)振動(dòng)，造成機(jī)械故障。它的主要振動(dòng)氣間隙沿著圓周做周期性移動(dòng)，出現(xiàn)的單邊不平衡磁拉力將會(huì)引起特征1倍頻和2倍頻為徑向振動(dòng)的主要頻率;2倍頻分量與軸系不機(jī)組振動(dòng)。它的振動(dòng)特點(diǎn)：振幅隨發(fā)電機(jī)出力以及勵(lì)磁電流的增加對(duì)中成正比，2倍頻分量比例越大，軸系不對(duì)中越的現(xiàn)象越顯著，一而增加，振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)頻。般會(huì)超過1倍頻分量。（3）定子繞組固定結(jié)構(gòu)松動(dòng)。把定子線棒用槽楔固定在槽中，有（2）不平衡的轉(zhuǎn)子質(zhì)

5、量。水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡是是旋時(shí)線棒出現(xiàn)槽楔脫落，齒端鐵片斷裂的現(xiàn)象，是因?yàn)樵陂L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行轉(zhuǎn)機(jī)械最常見的故障，也是導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)的常見原因之一。其轉(zhuǎn)子中，因?yàn)檎駝?dòng)不斷地摩擦，槽楔一般會(huì)容易松動(dòng)，線棒將會(huì)出現(xiàn)壓不質(zhì)量不平衡振動(dòng)現(xiàn)象表現(xiàn)有三點(diǎn)：隨著轉(zhuǎn)速增加振動(dòng)頻率也隨之增緊的情況。加；以圓或橢圓為軸心軌跡；以轉(zhuǎn)頻為主要振動(dòng)頻率。（4）不對(duì)稱的三相負(fù)荷。繞組產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在定子不對(duì)稱的（3）軸承缺陷。引起發(fā)生干摩擦的原因：導(dǎo)軸間隙過大、松動(dòng)、潤(rùn)三相負(fù)荷情況下與負(fù)序磁場(chǎng)同步在2倍轉(zhuǎn)速下，兩者相互影響，交滑不好，或軸承與固定止漏環(huán)軸線不正等，這些因素都會(huì)使機(jī)組橫變電

6、磁轉(zhuǎn)矩作用于轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)座和鐵心上，引起機(jī)組振動(dòng)，同時(shí)向振動(dòng)。為了解決機(jī)械原因引起的振動(dòng)等問題不影響精密度和相對(duì)產(chǎn)生倍頻。它的主要振動(dòng)頻率為100赫茲。同心度的降低，需要利用動(dòng)平衡來調(diào)節(jié)軸瓦間隙和軸線等。（5）轉(zhuǎn)子磁極出現(xiàn)松動(dòng)。機(jī)組在靜止的情況下檢測(cè)發(fā)電機(jī)大小3.2水力因素間隙、定轉(zhuǎn)子氣隙是否分布均勻，規(guī)范設(shè)計(jì)氣隙在要求范圍內(nèi)，氣隙（1）尾水管出現(xiàn)低頻水壓脈動(dòng)。水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪在未設(shè)定的工作值比平均值范圍在正負(fù)百分之十，此時(shí)如果轉(zhuǎn)子磁極繼續(xù)出現(xiàn)松動(dòng)情況下，在出口處形成脫流旋渦、旋轉(zhuǎn)水流和汽蝕等現(xiàn)象，因?yàn)樵谖膊⑶以斐蓹C(jī)組運(yùn)行過程中出現(xiàn)氣隙不均勻的情況，是因?yàn)闄C(jī)組

7、在工水管內(nèi)出現(xiàn)大渦帶后，渦帶在管內(nèi)以接近于固定的頻率轉(zhuǎn)動(dòng)，將會(huì)作過程中產(chǎn)生不平衡的磁拉力現(xiàn)象的振動(dòng)，在這種工作狀態(tài)下，產(chǎn)在尾水管內(nèi)造成水壓脈動(dòng)。一但管內(nèi)水流發(fā)生流動(dòng)，壓力脈動(dòng)就會(huì)生位置不斷變化的氣隙不均勻。導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪、尾水管壁、壓力管道、蝸殼、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的振動(dòng)。4水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的危害（2）水力不平衡。因?yàn)檎Ｋ魇艿綁K狀物體卡在轉(zhuǎn)輪葉片之振動(dòng)對(duì)機(jī)組安全的危害在于：由于尾水管出現(xiàn)低頻壓力脈動(dòng)，間或較軟的粗麻繩、橡膠帶纏住轉(zhuǎn)輪葉片的阻礙，使水力造成不平尾水管壁將出現(xiàn)裂縫，當(dāng)發(fā)電機(jī)的自振頻率與尾水管低頻壓力脈動(dòng)衡，產(chǎn)生引起機(jī)組振動(dòng)。通過蝸殼的作用使具有動(dòng)能和位能的水

8、流的頻率兩者接近時(shí)，出現(xiàn)共振，機(jī)組此時(shí)會(huì)產(chǎn)生大幅度波