（五凌电力有限公司托口水电厂湖南省怀化市418106；五凌电力有限公司发电集控中心湖南省长沙市410116）
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。
（1）转子质量不平衡：在水轮发电机的工作过程中，如果转子之间的质量不均衡就会出现转子的中心与转轴中心相偏离的现象，这个现象出现也意味着转子与转轴中心产生了一定的距离，这种距离我么叫做偏心距。当主轴转动时，由于这话总偏心距的出现，加之转子的质量和本身的惯性就会导致主轴发生弯曲，这种弯曲越剧烈，水轮发电机机组工作时的震动幅度也就越大，严重的还会导致发电机组发生故障停止工作。所以，水轮发电机在设计和制造是要纷纷考虑好转子的静平衡和动平衡，将这种不平衡现象发生的几率控制到最低，才可以从根本上解决发电机工作过程中的振动。
（2）轴线不正：水轮发电机工作时因为轴线不正引起的振动有两种类型，一种是弓形回旋类的振动，另一种是摆振。弓形回旋振动产生的原因是水轮发电机中转子和转轮的稽核中心偏离和转轴的旋转中心，在运行的过程中会产生横向和纵向的振动，由于距离加大转子对推力轴承和导轴承的作用力也就越大，对二者的威胁也就越大，而且这种距离过大还可能会导致较大的离心惯性力，进而使得振动越发强烈。类似这种弓形回旋式的振动一般会出现在发电机长久工作未定时检工，由于使用年限较长老化较为严重的发电机组身上。另外在水的推理作用下，推力轴承处还会产生摆振，这种振动最为普遍也是避免不了的，因此在水轮发电机安装时后者安装之后的检修时一定要确保轴线的正确性和各个导轴承之间的间隙在允许的范围之内。
一般情况下，因为轴线不正引起发电机组振动的情况很少见，但是对于运行时间比较长，趋于老化的发电机组出现这种振动的几率特别高，由于长时间工作，发电机组的周此案发生改变，推力头与轴配合的不够紧密、卡环不均匀压缩等原因都会导致发电机组发生振动。
（3）导轴承缺陷：导轴承因为长年工作，难免会出现导轴承松动、刚性减弱、润滑不够运行不稳定的现象，而当这种现象出现时便会因为机械摩擦，进而出现弓状回旋，即我们所说的横向振动力，当轴承的间隙过小会把转轴的振动传递给支座和基础，导轴承的间隙越大，转轴的振动越大，因此合适的转轴间隙才能保证转轴和支座的振动在允许范围内。
2.2水力振动
水轮发电机在运行过程中必然会受到水流的阻力作用，这种阻力的干扰引起的发电机组的振动我们称作为水力振动，引起水力振动的因素有水力不平衡、发电机组尾水管中的水力不稳定、涡列等。
（1）水力不平衡：当转轮转动过程中流入转流中的水失去轴对称时，就会产生不平衡的横向的作用力，进而发电机的横向振动，水流失去轴对称的主要原因是水流过的通道不对称导致的，并且河道中存在异物也会导致这种不对称现象的发生。
（2）发电机尾部管中水力的不稳定：这种不稳定现象出现的原因是发动机尾水管中的水压不稳定，导致水压作用下的机组和基础也随之发生振动，这种变化性极大的水压同样对尾水管的质量也是一个考验，长期周期性变化的水压对尾水管会造成一定的破坏。水流在进入到尾水管时，因为在尾水管存在周期分量，水流通过时就会产生漩涡，当这个周期分量过大时，水流经尾水管便会在管中出现涡带，使得尾水管中的水的水压发生规律性的变化，这种变化作用在水管内壁，便会产生共振，进而加剧整个发电机组的振动，影响其正常的运行。
（3）涡列：涡列指的就是当水轮转动过程中，会有水绕着叶片流动之后从叶边口出流出，流出时便会在出口边处形成涡列，这种涡列会从叶片的正面和背面反复出现，形成了对叶片的交替敲击，这时当叶片自身的振动频率和敲击的频率相匹配是便会出现共振的现象，进而加剧了整个发动机的振动，由于涡列引起的振动只会在一定的水头和开度时才会发生，严重时还会导致叶片发生裂缝，并且便随着巨大的声响。所以一般水轮发电机都存在振动区，也就是所说的共振，所以在发电机工作时，工作人员应该精尽量避免由于水力引起的振动和发电机自振共同产生的共振现象。
2.3磁力振动
磁力振动指的是发电机在工作过程中受到发电机电磁部分产生的磁力作用干扰而产生的振动，引起这种磁力振动的主要因素是发电机的三相不对称运行导致的。
（1）发电机在三相不对称的情况下工作时，会产生三相不平和负载，进而导致三相电流的不平衡。而三相不平衡电流在穿过三相绕组时则会产生一个正序的旋转磁场和一个反序的旋转磁场，当这种反序的磁场对着水力发电机转子的纵轴附近时因为间隙特别小，所以磁阻力就会小，磁力线就会较多，这是就会出现转子和定子间相互的作用力加大，反之当反序的磁场对着横纵时转子和定子相互之间的作用力就会加大，这样来回往复的作用力就会导致转子和定子机座的稳定性，发生振动现象。
3结束语
水轮发电机组的振动现象是水电站经常会出现的现象，因为我国目前在这方面领域还不够先进，加之一些物理原因，水轮发电机的振动现象无法从根本上解决，但是我们可以尽量避免剧烈振动现象的发生。目前在我国不同地方的发电机在设计和安装放方面都会有所不同，进而不同地区的水轮发电机的实际运行情况也就不尽相同，但是不论什么地区的发电厂，都需要严谨并且及时的做好水轮发电机的保养和检修工作，在无法避免振动发生的情况下，尽可能的保证把这种振动控制在发电厂的允许范围内，并且因为发电机的酷烈振动也会影响到发电的实效性，间接性的影响到了发电厂的整体经济效益，所以发电机厂的相关工作人员一定要加以重视，发现问题及时解决。
参考文献：
[1]冯顺田.水轮发电机组的振动分析与运行优化[J].水电自动化与大坝检测，2011，（10）.
[2]王海.对水轮发电机组状态的检修[M].北京：中国电力出版社，2010.
[3]刘云.对发电机故障的处理和检修[M].北京：中国水力水电出版社，2012.