水电站发电机异常振动故障问题及排除方式研究

王伟彬

摘 要：随着我国社会经济的不断发展，电力行业也在逐渐崛起，而发电机在水电站的运行过程中起着非常重要的作用，一定要确保发电机的良好运行。但是，发电机在水电站的使用中经常会出现各种各样的故障，异常振动就是一项非常常见的故障，而且也是非常重要的，一定要对其引起重视，该文对水电站发电机异常振动故障造成的危害以及发生的原因和解决措施进行了详细分析，希望能够确保发电机在水电站中有效运行。

关键词：水电站 发电机 异常振动 原因 排除方式

中图分类号：TM34 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0052-02

近年来，在我国电力事业不断发展的基础上，水电站也随之发生了很大的改变，不仅能够充分满足我国对电力的需求，还能保障人们的用电安全，实现电力系统安全稳定的运行，在一定程度上提高了我国城市的发展质量。水电站中的发电机在水电站发展过程中起着非常重要的作用，因此，一定要做好发电机的维修保养工作，使水电站在安全有效的环境下运行。在发电机运行的过程中，经常会出现零部件受损、变形的情况，这主要是由于发电机异常振动造成的，对发电机的运行效率产生了很大的影响。为了能够确保发电机的稳定运行，该文对水电站发电机异常振动故障问题进行了详细分析，并且给出了解决的具体措施，希望实现水电站发电机的稳定运行。

1 水电站发电机异常振动的原因

1.1 发电机的油膜振荡

通常情况下，发电机的油膜振荡是在发电机组启动上升的过程中产生的，因为发电机的转子在轴承油膜高速旋转的情况下会受到比较大的荷载作用，最初的稳定性就会遭到破坏，从而导致发电机出现了油膜振荡的现象。在发电机实际的运行过程中，转子在轴承油膜上呈现稳定运行的状态，而且转轴会围着轴线不断旋转，但是，如果运行的稳定受到破坏，轴颈旋转的线速度就会不断增大，并且转子和轴承之间的摩擦也会逐渐增大，产生过多的损耗，这时轴系的临界转速就会逐渐降低，而油膜的压力会逐渐上升，进而出现了发电机油膜振荡的现象，对发电机组的运行情况产生了严重的影响[1]。在发电机发生油膜振荡时，振动会跟随转速的增加而增大，但是，振幅还是保持不变，如果轴颈的转速一直增加，半速涡动的振动频率也会一直处在上升的状态。直到振动频率上升到为转子第一临界转速的两倍时，涡轮就会出现放大的现象，而且增幅也会相应增加，使转轴出现比较明显的跳动情况。如果发电机的油膜振荡情况比较严重，就会给发电机组主轴的表面部分带来一定的影响，从而出现异常振动的情况。

1.2 发电机的汽流激振

对于发电机的汽流激振来说，主要具有以下几方面的特点：首先，如果发电机组的负荷超过某一个负荷点，那么轴振动的情况就会更加严重；但是如果将负荷下降到小于负荷点的位置，振动的情况就会立即减小；其次，发电机振动的频率基本上与高压转子一阶临界转速相等，或者是小于它，主要是因为发电机中的叶片在受到不平衡的气体冲击时，就会出现汽流激振的现象，而且，一些大型发电机组的末级比较长，当气体徘徊在叶片的末端时，就会出现膨胀的现象，使气流道出现混乱的情况，从而发生汽流激振的现象。另外，轴封也是导致出现汽流激振的原因之一。

1.3 发电机的转子热弯曲

在水电站发电机的运行过程中，转子热弯曲而导致的振动是由于一倍频振幅的增加，这和转子温度、蒸汽参数之间具有非常紧密的联系，而转子热弯曲的现象基本上是在发电机组冷态起机定速后带负荷时期发生的，这时的转子温度处在不断上升的阶段，从而导致转子出现了热弯曲的现象，并且一倍频振动也逐渐增加，有可能还会导致相位发生相应的变化[2]。另外，如果转子热弯曲的作用比不平衡量大时，在临界转速之上就会出现振幅下降的现象。

1.4 发电机的摩擦振动

发电机发生摩擦振动的原因主要是因为发电机中用来转动的叶轮、主轴、联轴等零部件在长期的使用过程中受到了作用力和高温条件的影响，从而出现了热弯曲的现象，导致最开始的平衡状态被破坏，并且发生了异常振动的情况，但是，这时发电机的振动信号仍然以工频为主频。对于发电机的转子来说，由于会受到冲击或者是其他因素的影响，经常会产生一些分频、倍频以及高频分量，甚至有的时候还会出现波形的削顶情况。在发电机转子出现摩擦振动的情况下，振动的频率以及幅值等还是会具有波动的特征，而且在摩擦振动时间比较长的情况下还会出现涡动的情况。

2 水电站发电机异常振动的排除方式

2.1 发电机油膜振荡的排除方式

通过分析发电机组油膜振荡的故障问题可以得出，要想切实提高发电机轴承和转子工作的安全性和可靠性，一定要减小轴承和转子之间的摩擦力，利用压力和湿度都非常符合标准的润滑油来减小润滑动力的粘度。一般情况下，润滑油的粘度越大，油膜的承载力也会越大，但是，要是没有限制地加大润滑油的粘度，就会使润滑油的均匀力受到破坏，从而增加了摩擦力。另外，还可以利用减小轴瓦顶部间隙、增加轴瓦轴承的宽度以及减小轴颈和轴瓦之间的接触等来排除发电机的油膜振荡故障问题。

2.2 发电机汽流激振的排除方式

对于发电机的汽流激振故障来说，要想對其进行有效排除，并且提高维修的质量，一定要检验转子的动平衡情况，使转子的质量心和旋转中心维持在一致的状态。另外，在对发电机进行日常的检查时，相关的工作人员一定要详细地记录好发电机转子的振动情况，包括数据和具体的信息等，之后再根据其他的因素来绘制出转子的振动曲线，查看曲线的变化情况是否正常，从而排除发电机的气流激荡故障。

2.3 发电机转子热弯曲的排除方式

对于发电机来说，如果其中的转子出现了热弯曲的现象，就要用新的转子来替换已经弯曲的转子，在这种情况下，异常振动的情况就会减小，久而久之，整个发电机组的异常振动情况都会消失，那么发电机就能在水电站中更加安全、稳定地运行[3]。

2.4 发电机摩擦振动的排除方式

在发电机中的工作过程中，转子的工作非常繁琐，不仅要受到气流的作用，还要面临高速旋转的情况，另外，还会受到高温环境、潮湿环境以及高雅环境的影响，致使转子不能正常地运行，因此，一定要对转子的维修和保养工作引起重视。如果发现发电机组中出现异常振动的情况，一定要及时利用相应的手段来更换发电机中造成摩擦振动的部件，防止因为摩擦振动使整个发电机组处在运行不顺利的状态。

3 结语

综上所述，在水电站的运行过程中，发电机是一个非常重要的设备，它的运行状态对水电站的电力输送情况具有直接的影响，因此，一定要做好发电机的维修和保养工作。但是，在水电站的实际工作过程中，发电机的异常振动故障已经成为了非常常见的故障问题，水电站一定要对其引起重视，所以，一定要利用有效的方法对发电机异常振动故障进行排除，并且给出具体的维修方案，实现发电机在水电站中安全有效地运行。只有充分确保发电机能够在安全的情况下进行运行，才能保障水电站在安全稳定的环境下进行电力的输送，切实提高水电站的运行效率和经济效益。

参考文献

[1] 邵永斌.大型发电机定子绕组常见故障的分析及处理[J]. 大电机技术，2014（6）：27-31.

[2] 王海军，涂凯，练继建.基于结构声强的水电站厂房振动传递路径研究[J].水利学报，2015（10）：1247-1252，1260.

[3] 杨平，周令.水电站水轮发电机端部涡流损耗计算研究综述[J].湖南农机，2013（3）：60-61.