水輪發(fā)電機組的振動原因

水輪發(fā)電機組的振動緣由格外簡單，主要有水力、機械、電氣等三大方面的緣由。例如，可以集中至整個管路系統(tǒng)，從而引起水力共振，其頻率通常為轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)頻率的0．2～3倍。析成功與否的關鍵，其目的是提取設備中的振動特征信息，為準確分析振動緣由供給依據(jù)。隨著電力行業(yè)對水力機械設備安全而傳統(tǒng)的振動測試技術已滿足不了對微弱振動特征信息的提取及非平穩(wěn)信號特征提取的要求，而基于虛擬儀器的計算機處理技術為振動分析中這些難題的解決供給了友好的平臺。從振動發(fā)生的狀況看，有的是水輪機本身的水力特性打算的，有的是由一些偶然因素作用加工、安裝或參數(shù)協(xié)作不當也會引起發(fā)電機的電磁振動。環(huán)節(jié)所引起。常規(guī)狀況下，機組有四大振動部件：上機架、下機架、頂蓋、轉(zhuǎn)動局部。特別狀況下還有其它部件，如定子鐵心等。機械振動、電磁振動和水力振動三大類。機械振動械因素有：轉(zhuǎn)子重量不平衡，機組軸線不正，導軸承缺陷等。機械振動主要有：大軸在法蘭處對中不良，連接不緊或固定件松動而造成大軸有折線，頻或轉(zhuǎn)頻的倍數(shù)，不平衡力一般為徑向或水平方向。電磁振動從而產(chǎn)生振動；定子鐵芯松動引起100Hz的極頻振動。水力振動水力因素會引起機組振動、擺度增大，振頻隨振源的變化而不同，如渦帶偏心振頻為1／2-1／6轉(zhuǎn)頻；卡門旋渦振頻與葉片出水邊相對流速、出水邊厚度有關，汽蝕振頻為高頻等動；蝸殼、導葉和轉(zhuǎn)輪水流不均勻引起的振動；壓力管道中水力振動；狹縫射流、空腔汽蝕同的特征表現(xiàn)。這些特征除了與振幅、振頻有關外，還與機組負荷、勵磁電流、水頭等因素有關。為水輪發(fā)電機組振動問題爭論和處理的便利，習慣上把振動問題按以下方式分類。常規(guī)振動主要有兩個：尾水管渦帶壓力脈動和水力不平衡。特別振動水輪發(fā)電機組中特別振動主要指下述幾種狀況：??共振：它可能消滅在機組的轉(zhuǎn)動局部、葉片、水體、定子鐵心等處。??組振動問題。水體共振及其引起的機組猛烈振動：流道中，任何局部的水體都可能發(fā)生共振。特別振動一般為幾種緣由疊加的結果。水輪發(fā)電機組振源尾水管內(nèi)低頻渦帶是水輪機轉(zhuǎn)輪出口水流具有肯定的圓周分速度?；炝魇剿啓C在局部負荷運行時，轉(zhuǎn)輪出口產(chǎn)生強制旋渦。由于旋渦內(nèi)部壓力低，假設汽蝕系數(shù)很小時，則強制渦核便產(chǎn)生空腔汽蝕現(xiàn)象，即在旋渦中心形成空腔。中心局部的汽蝕空腔做周期的偏心運動，從而引起壓力脈動現(xiàn)象。螺旋形渦帶在尾水管中旋轉(zhuǎn)的頻率，也就是渦帶壓力脈動頻率，在整個尾水管中各處都是一樣的。尾水管接近轉(zhuǎn)頻的脈動開度下始終存在著，在肯定的單位轉(zhuǎn)速下，頻率根本肯定。在發(fā)．生低頻渦帶范圍內(nèi)，由于格外相像。水輪機水封間隙不等產(chǎn)生的水力不平衡力裝不準確，或者轉(zhuǎn)輪質(zhì)量的動、靜態(tài)不平衡，都會引起在運行中水封間隙不均勻。另外，由于導軸承間隙不當，大軸弓狀盤旋振動等，都會使上、下水封間隙偏斜。蝸殼、導水葉和轉(zhuǎn)輪水流不均勻引起的振動此間隙中已調(diào)整得比較均勻了，故影響較小。水輪機葉片和導葉的振源之一是葉片出口形成了卡門渦列。壓力管道中水力振動水電站正常運行時，壓力管道兩端為開口，水體有自振。水輪機過流部件的水流脈動，組產(chǎn)生或加劇振動。機械缺陷引起的振動水輪發(fā)電機組的旋轉(zhuǎn)部件和支承構造都是按軸對稱布置力一般為徑向或水平方向。機械不平衡現(xiàn)象是較普遍存在的，尤其高水頭和高轉(zhuǎn)速的機組的不平衡問題更顯得突出，構成機組的主要振源之一。機組的電磁振動瓣定子合縫間隙大，比較多見；定子分數(shù)槽次諧波磁勢，振動幅值隨負載電流增大而增大；定子并聯(lián)支路內(nèi)環(huán)流產(chǎn)生的磁勢；負序電流引起的反轉(zhuǎn)磁勢(5號機)；定子不圓、機座合縫不好。機械構造660Hz2-3mm也是由于導軸承間隙影響大。磁極鍵的設計、加工、安裝問題：例如貴州東風電廠的機組振動問題就是由此引起。轉(zhuǎn)子不平衡在轉(zhuǎn)動局部上。不平衡的頻率肯定是轉(zhuǎn)速頻率。水輪發(fā)電機組振動故障特征總結常見的水輪發(fā)電機組特征頻率有機組頻率(轉(zhuǎn)頻)、轉(zhuǎn)輪葉片頻率(轉(zhuǎn)頻倍數(shù))、尾水管渦帶頻率(1／3—1／5轉(zhuǎn)頻)、電磁激振頻率(50HZ，100HZ)等從機組的振動特征來判別水輪發(fā)電機組的故障緣由及其部位手，通過一系列的測試手段，獵取機組測試數(shù)據(jù)，提取機組特征參數(shù)，經(jīng)過分析診斷，確定機組的振源，找到機組的故障部位，為機組檢修供給牢靠的技術保證。振動信號的分析與數(shù)字信號處理技術時域分析計算機將該信號按時間的關系繪制出來函數(shù)曲線，在采樣頻率較高的狀況下，這種近似是比較真實的反映時域連續(xù)信號的。字表達就越準確。采樣率必需保證肯定的數(shù)值，假設太低，則準確度就很差。下面的圖41表示了采樣率對精度的影響。41采樣率對精度的影響所謂信號的時域分析就是求取信號在時域中的特征參數(shù)(如峰值、均值、方差、均方值等)及信號波形在不同時刻的相像性和關聯(lián)性(如自相關函數(shù)、相互關函數(shù))。頻域分析在動態(tài)測試技術中往往需要將時間域信號變換到頻率域上加以分析有幅值譜、功率譜、倒譜等。窗函數(shù)、聯(lián)合時頻分析軸心軌跡軸心軌跡就是將轉(zhuǎn)子在軸承中的運轉(zhuǎn)狀況以二維軌跡形式表示出來況，必需在轉(zhuǎn)子截面上同時安裝兩個互成90度夾角的渦流傳感器。依據(jù)軸心軌跡圖