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摘要：水轮发电机组是由水轮机和受其驱动的发电机组组成的，主要功能是将水体机械能装换为电能，因其具有较大的飞轮力矩、转子直径大、可靠性高等优点被广泛的应用于水电站中。水轮发电机组振动的水电站工作普遍存在的一个问题，常见的振动有机械振动、电磁振动以及水力振动等，其产生振动原因受到诸多方面的影响，可能对水轮发电机组的正常运行造成一定的干擾，这就需要对其振动进行科学合理的处理，确保水轮发电机组运行的可靠性与安全性。本文就水轮发电机组常见的振动类型进行了分析，并提出了行之有效的处理方法，对症分析才能保障设备的安全运行。
关键词：水轮发电机组；常见振动；处理方法
一、引言
目前我国大多数水电站中，水轮发电机组振动已经成为了一个普遍的问题，引起设备振动的因素较多，原因也较为复杂，可能会对水轮发电机组造成不同程度的振动以及对设备造成不同程度的损害。而水轮发电机组在水电站中的广泛运用，加上其具有的优势，因此必须对水轮发电机组振动的原因进行分析，并有针对性的提出处理方法，最大程度降低设备振动的频率，确保水轮发电机组稳定、安全的运行，在水电站中发挥出其应有的价值。
二、水轮发电机组振动的危害
振动是所有旋转机械不可避免的现象，但是也并非所有的机械振动都是有害的。对于水电站中应用广泛的水轮发电机组而言，其设备的振动可能会对其运行的安全性与稳定性造成不利影响。为了确保水轮发电机组正常的运行，就必须将其振幅控制在允许范围内。但较大的振动对水轮发电机组安全是非常不利的，其危害主要有：
（1）水轮发电机组振动可能会引起零部件或者焊缝的疲劳，使裂缝进一步扩大甚至断裂。
（2）水轮发电机组振动可能会使设备之间各连接部件松动，增大了各转动部件与静止部门之间的摩擦力，最终造成设备损坏停止运行，给水电站带来巨大的经济损失。
（3）尾水管低频压力脉动可能会造成尾水管壁裂缝的产生。如果其振动的频率接近于电力系统和发电机的自振频率时，将会引起共振，造成水轮发电机组大幅度波动，最终导致机组从电力系统中解列，对厂房、水工建筑物甚至工作人员的人身安全带来严重的危害。
三、水轮发电机组常见振动和处理方法分析
（一）水轮发电机组的机械振动
水轮发电机组的机械振动是水轮发电机组振动中最普遍存在的，其主要因素是在振动中所产生的干扰力往往来自于机械部分的惯性力、摩擦力及其他力等；其主要特点是水轮发电机组的转速与振动频率一致，振幅是转速的2次方成正比。引起水轮发电机组机械振动的原因有三个：
（1）转子质量不平衡，使得主轴在旋转过程中产生离心惯性力，加快了主轴弯曲变形，振动频率越来越大。因此在转子制造时，需要对转子进行行动平衡和静平衡实现，最大程度减小不平衡的状况。
（2）水轮发电机组的轴线不正，也会导致摆振和弓状回旋的产生，在设备安装和检修时必须找准正轴线，严格控制各个导轴承的间隙，使其在规定范围内。如果新投入使用的水轮发电机组由于轴线不正而产生振动，那么运动一段时间后，必然会出现卡环不均匀压缩，推头力与镜板之间的垫片变形，推力头与轴配合不严密等情况，在这样的运行背景下，只会使得水轮发电机组振动加剧，影响机组的安全运行。
（3）轴承之间存在缺陷，如润滑不到位、运行不稳定、刚性不足时，就会产生一定的摩擦，出现横向的振动力，然后振动通过轴承传给支座与基础。因此对轴承之间的间隙需要进行适当的调整，将支座与转轴之间的振动严格控制在规定范围内。对于水轮发电机组的机械振动，最重要的就是通过动平衡来调整轴线或者周围间隙，以此来提升水轮发电机组设备的精密度和同心度，并根据相关技术和标准对轴瓦间隙进行调整与校正，最大程度降低水轮发电机组机械振动，确保设备运行的稳定性与安全性。
（二）水轮发电机组的水力振动
水轮发电机组的水力振动与机械振动不同，往往需要实际运行和检修经验进行判断与分析，据大量实践表明，造成水轮发电机组水力振动的主要原因有五种：
（1）由于水轮发电机组转轮安装工艺不当或者机械磨损，使得转轮密封间隙不均匀，可能对机组设备之间的稳定性造成干扰。因此若想消除水力振动，就必须在安装时调匀密封间隙，及时的更换或者修补磨损的密封部件。
（2）转轮叶片补焊后造成流道大小不均，主要原因可能是在对转轮进行修补时，检修工艺控制不够规范，整机吊装后试运行出现了振动严重的现象。对这种情况进行处理，需要在转轮叶片补焊时，采取保温焊接等方法有效的避免叶片变形。同时在补焊补位时最大程度磨光，将其恢复成原来的流线形状。若是整块叶片重新焊接，需要考虑位置公差的产生。
（3）水轮发电机组运行工矿偏离转轮设计工况，尾水管发生气蚀。对这种原因引起的水力振动，需要根据厂家资料或者在实际运行中对水轮机的气蚀振动区域进行深入分析，并及时、准确的查清该位置，最大程度防止在该情况下运行。同时也可以对尾水管进行改进，或者增设尾水管，以此减轻振动。
（4）转轮部分流道被木头等杂物堵塞也会造成水轮发电机组的振动。一般消除这种情况的振动，只需要清除杂物，及时处理好拦污栅即可。
（三）水轮发电机组的电磁振动
水轮发电机组电磁振动往往最容易被人忽视，其引起振动的原因通常是安装不当造成的：
（1）由于设备中定子铁芯未压紧。这种情况往往需要对定子振动声进行测听和判定，将定子铁芯重新压紧即可消除。
（2）由于多次检修机组后，机组转子轴线往往发生变化，而定子中心线往往不变，在这样的情况下，就会造成水轮发电机组发电机定转子之间间隙不均匀。加上气隙测量往往具有一定的难度，检修中一般没有对其进行精确的测量，有时只用肉眼进行粗略的观测。在这样的情况下，还未能意识到水轮发电机组产生电磁振动时，相关人员可能会在机械振动或者水力振动方面找原因，最终造成人力、物力、财力的浪费。因此出现这种情况，可以先对发电机进行仔细检查，如果气隙不均匀，将其调匀后振动就会消除。
（3）发电机运行时，往往会产生三相不平衡的负载，引起三相电流不对称，该三相电流在三相绕组中产生一个负序和正序的旋转磁场。这两种磁场可能就会与转子之间的作用力忽大忽小不稳定，造成发电机不对称运作，造成定子机座和转子之间的振动。这种情况产生的电磁振动，往往需要工作人员定期对设备进行维护和检修，发现问题及时解决，尽量避免发电机不对称运作。
四、结束语
水轮发电机组作为水电站广泛使用的一组设备，与水电站的经济效益直接相关。由于在水轮发电机组运行过程中，因其受到诸多因素的影响，使得机组产生了不同程度的振动，大大影响了机组运行的安全性与稳定性。基于此，相关部门必须认真分析水轮发电机组产生振动的原因，并采取行之有效的处理方法进行防范与消除，促使水轮发电机组能健康、稳定地运行。
参考文献：
[1]次珍. 浅析水轮发电机组振动过大的原因及处理方法[J]. 西藏科技，2008，09：57-61+80.
[2]姜福长. 水轮发电机组振动故障诊断系统的研究与设计[D].中南大学，2008.
[3]袁永忠，黄乾坤. 混流式水轮发电机组振动分析及处理[J]. 四川建材，2013，05：172-173.
关键词：水轮发电机组；常见振动；处理方法
一、引言
目前我国大多数水电站中，水轮发电机组振动已经成为了一个普遍的问题，引起设备振动的因素较多，原因也较为复杂，可能会对水轮发电机组造成不同程度的振动以及对设备造成不同程度的损害。而水轮发电机组在水电站中的广泛运用，加上其具有的优势，因此必须对水轮发电机组振动的原因进行分析，并有针对性的提出处理方法，最大程度降低设备振动的频率，确保水轮发电机组稳定、安全的运行，在水电站中发挥出其应有的价值。
二、水轮发电机组振动的危害
振动是所有旋转机械不可避免的现象，但是也并非所有的机械振动都是有害的。对于水电站中应用广泛的水轮发电机组而言，其设备的振动可能会对其运行的安全性与稳定性造成不利影响。为了确保水轮发电机组正常的运行，就必须将其振幅控制在允许范围内。但较大的振动对水轮发电机组安全是非常不利的，其危害主要有：
（1）水轮发电机组振动可能会引起零部件或者焊缝的疲劳，使裂缝进一步扩大甚至断裂。
（2）水轮发电机组振动可能会使设备之间各连接部件松动，增大了各转动部件与静止部门之间的摩擦力，最终造成设备损坏停止运行，给水电站带来巨大的经济损失。
（3）尾水管低频压力脉动可能会造成尾水管壁裂缝的产生。如果其振动的频率接近于电力系统和发电机的自振频率时，将会引起共振，造成水轮发电机组大幅度波动，最终导致机组从电力系统中解列，对厂房、水工建筑物甚至工作人员的人身安全带来严重的危害。
三、水轮发电机组常见振动和处理方法分析
（一）水轮发电机组的机械振动
水轮发电机组的机械振动是水轮发电机组振动中最普遍存在的，其主要因素是在振动中所产生的干扰力往往来自于机械部分的惯性力、摩擦力及其他力等；其主要特点是水轮发电机组的转速与振动频率一致，振幅是转速的2次方成正比。引起水轮发电机组机械振动的原因有三个：
（1）转子质量不平衡，使得主轴在旋转过程中产生离心惯性力，加快了主轴弯曲变形，振动频率越来越大。因此在转子制造时，需要对转子进行行动平衡和静平衡实现，最大程度减小不平衡的状况。
（2）水轮发电机组的轴线不正，也会导致摆振和弓状回旋的产生，在设备安装和检修时必须找准正轴线，严格控制各个导轴承的间隙，使其在规定范围内。如果新投入使用的水轮发电机组由于轴线不正而产生振动，那么运动一段时间后，必然会出现卡环不均匀压缩，推头力与镜板之间的垫片变形，推力头与轴配合不严密等情况，在这样的运行背景下，只会使得水轮发电机组振动加剧，影响机组的安全运行。
（3）轴承之间存在缺陷，如润滑不到位、运行不稳定、刚性不足时，就会产生一定的摩擦，出现横向的振动力，然后振动通过轴承传给支座与基础。因此对轴承之间的间隙需要进行适当的调整，将支座与转轴之间的振动严格控制在规定范围内。对于水轮发电机组的机械振动，最重要的就是通过动平衡来调整轴线或者周围间隙，以此来提升水轮发电机组设备的精密度和同心度，并根据相关技术和标准对轴瓦间隙进行调整与校正，最大程度降低水轮发电机组机械振动，确保设备运行的稳定性与安全性。
（二）水轮发电机组的水力振动
水轮发电机组的水力振动与机械振动不同，往往需要实际运行和检修经验进行判断与分析，据大量实践表明，造成水轮发电机组水力振动的主要原因有五种：
（1）由于水轮发电机组转轮安装工艺不当或者机械磨损，使得转轮密封间隙不均匀，可能对机组设备之间的稳定性造成干扰。因此若想消除水力振动，就必须在安装时调匀密封间隙，及时的更换或者修补磨损的密封部件。
（2）转轮叶片补焊后造成流道大小不均，主要原因可能是在对转轮进行修补时，检修工艺控制不够规范，整机吊装后试运行出现了振动严重的现象。对这种情况进行处理，需要在转轮叶片补焊时，采取保温焊接等方法有效的避免叶片变形。同时在补焊补位时最大程度磨光，将其恢复成原来的流线形状。若是整块叶片重新焊接，需要考虑位置公差的产生。
（3）水轮发电机组运行工矿偏离转轮设计工况，尾水管发生气蚀。对这种原因引起的水力振动，需要根据厂家资料或者在实际运行中对水轮机的气蚀振动区域进行深入分析，并及时、准确的查清该位置，最大程度防止在该情况下运行。同时也可以对尾水管进行改进，或者增设尾水管，以此减轻振动。
（4）转轮部分流道被木头等杂物堵塞也会造成水轮发电机组的振动。一般消除这种情况的振动，只需要清除杂物，及时处理好拦污栅即可。
（三）水轮发电机组的电磁振动
水轮发电机组电磁振动往往最容易被人忽视，其引起振动的原因通常是安装不当造成的：
（1）由于设备中定子铁芯未压紧。这种情况往往需要对定子振动声进行测听和判定，将定子铁芯重新压紧即可消除。
（2）由于多次检修机组后，机组转子轴线往往发生变化，而定子中心线往往不变，在这样的情况下，就会造成水轮发电机组发电机定转子之间间隙不均匀。加上气隙测量往往具有一定的难度，检修中一般没有对其进行精确的测量，有时只用肉眼进行粗略的观测。在这样的情况下，还未能意识到水轮发电机组产生电磁振动时，相关人员可能会在机械振动或者水力振动方面找原因，最终造成人力、物力、财力的浪费。因此出现这种情况，可以先对发电机进行仔细检查，如果气隙不均匀，将其调匀后振动就会消除。
（3）发电机运行时，往往会产生三相不平衡的负载，引起三相电流不对称，该三相电流在三相绕组中产生一个负序和正序的旋转磁场。这两种磁场可能就会与转子之间的作用力忽大忽小不稳定，造成发电机不对称运作，造成定子机座和转子之间的振动。这种情况产生的电磁振动，往往需要工作人员定期对设备进行维护和检修，发现问题及时解决，尽量避免发电机不对称运作。
四、结束语
水轮发电机组作为水电站广泛使用的一组设备，与水电站的经济效益直接相关。由于在水轮发电机组运行过程中，因其受到诸多因素的影响，使得机组产生了不同程度的振动，大大影响了机组运行的安全性与稳定性。基于此，相关部门必须认真分析水轮发电机组产生振动的原因，并采取行之有效的处理方法进行防范与消除，促使水轮发电机组能健康、稳定地运行。
参考文献：
[1]次珍. 浅析水轮发电机组振动过大的原因及处理方法[J]. 西藏科技，2008，09：57-61+80.
[2]姜福长. 水轮发电机组振动故障诊断系统的研究与设计[D].中南大学，2008.
[3]袁永忠，黄乾坤. 混流式水轮发电机组振动分析及处理[J]. 四川建材，2013，05：172-173.