【摘要】對水電機組運行穩(wěn)定性以及振動分析，不僅是每一個水利水電工程相關(guān)負責人需要重點關(guān)注的問題，同時也是相關(guān)技術(shù)維護人員需要不斷改進和完善的重要工作。本文主要對我國水電機組運行穩(wěn)定性以及振動相關(guān)內(nèi)容進行探討，從而促進我國水利事業(yè)不斷發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】水電機組；運行穩(wěn)定性；振動

一般情況下，在我國水電機組運行過程中，電氣以及水力和相關(guān)機械都會對其產(chǎn)生重要影響作用。由于各水輪機組相關(guān)零部件質(zhì)量不同，從而導致水輪機的運行穩(wěn)定性受到嚴重影響。除此之外，水電機組運行設備穩(wěn)定性還與水管渦帶具有一定關(guān)系。這些不同因素，都會導致水輪機組在運行過程中出現(xiàn)相關(guān)運行故障。

1.對水電機組運行穩(wěn)定性及振動的相關(guān)評判

1.1 水電機組的振動與擺度評判

通過對我國水力發(fā)電機組運行故障診斷標準進行研究發(fā)現(xiàn)，《在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器的機械振動》中第五部分相關(guān)內(nèi)容已經(jīng)詳細針對水力發(fā)電廠中的水電機組振動與擺度標準進行了判定；與此同時，《旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定》標準嚴格對水力發(fā)電廠中發(fā)電機組的運行定值進行了界定。若是要按照發(fā)電機廠的自身情況來制定符合實際情況的評價標準，則可以依照《旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定》中的第一部分相關(guān)內(nèi)容進行科學制定，同時應該隨時對水輪機系統(tǒng)的運行參數(shù)進行實時監(jiān)測。

1.2 水力發(fā)電機組的水壓脈動評判

關(guān)于水電機組的水壓脈動，在水電機組轉(zhuǎn)輪運行技術(shù)標準中與輪轉(zhuǎn)模型實驗相關(guān)驗收規(guī)程中可以對其進行評定。尤其是在水力機械振動及脈動現(xiàn)場相關(guān)測試規(guī)程中，可對水電機組的運行參數(shù)值以及振動參數(shù)值進行預警，同時也進一步擬定了水電機組水輪機水壓脈動的具體評判標準。

2.水電機組運行穩(wěn)定性及振動分析

在我國的水電機組中常見的問題之一就是振動問題，這一問題難以避免。與此同時，水電機組運行過程中其它相關(guān)部件會出現(xiàn)振動情況，通常振動的幅度大小沒有具體的范圍，但是如果振動值超過設備運行的最大要求范圍，則會導致整個系統(tǒng)運行產(chǎn)生故障。因此，為了不斷延長水電機組相關(guān)運行設備的運行周期，需要技術(shù)人員對存在的問題及時進行查找。具體來講，機械以及電磁和水力是導致整個水電機組運行不穩(wěn)以及產(chǎn)生振動的主要因素。

通常情況下，當水電站的水電機組在運行過程中，由于受到摩擦力以及機械慣性等多種不同因素影響。因此，會使設備運行產(chǎn)生振動。究其原因，主要是由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡以及水電機組的軸線位置出錯、系統(tǒng)軸承出現(xiàn)運行缺陷等導致。如果經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)水電機組運行不穩(wěn)以及振動是由于動水壓力過大導致，則很有可能是由于渦輪開裂以及水力不均、尾水管不穩(wěn)定所致。此外，如果水電機組受到電磁波的干擾也會導致相關(guān)設備運行出現(xiàn)故障。這一情況出現(xiàn)的主要原因是發(fā)電機的相位不對稱或電機短路。不管是哪一種因素導致問題出現(xiàn)，需要設備維護以及技術(shù)操作人員高度重視這一問題，通過采取科學的措施防止運行故障出現(xiàn)。

3.防止水電機組運行不穩(wěn)定性及產(chǎn)生振動的改進建議

3.1 要不斷加強水電機組相關(guān)運行設備的設計科學性

在具體優(yōu)化設計過程中，要確保水輪機的水流裝機葉片頭不會出現(xiàn)在水流入口處，從而防止形成沖角；與此同時，要確保水輪機的出水口方向帶有正環(huán)量，從而避免水流逆行。由于在沖角過大的情況下，水流裝機葉片頭部位置會脫硫，從而形成葉道渦，由此而導致水壓脈動產(chǎn)生低頻或者高頻問題。因此，想要避免上述問題出現(xiàn)，就需要確保水電機組能夠正常運行。通過科學處理導葉出水口部位葉道渦和卡門渦的問題及轉(zhuǎn)輪葉片運行問題，從而防止水輪機出現(xiàn)壓力脈動以及空蝕現(xiàn)象。在此過程中，還需要不斷對水頭的變化情況進行有效控制，從而有效減小其變化幅度。一般而言，最佳水頭幅度應該控制在35%左右。與此同時，不斷減小水電機組的單位轉(zhuǎn)速。通過進一步改進水頭設計方式，從而提高水電機組的運行穩(wěn)定性，并對水電機的水頭振動問題進行有效控制。

3.2 進一步優(yōu)化水電機組技術(shù)操作流程

在對水電機組的相關(guān)運行部件進行優(yōu)化設計過程中，不能盲目選擇較大參數(shù)的運行設備，通過適當減少水輪機葉片數(shù)目以及葉片實際厚度，在設備選型時，盡量選擇具有負傾角的水輪機葉片，從而使其更好地適應不斷變化的高水頭。同時，要針對不同水電站的實際情況，在選擇水輪機葉片長度與實際厚度時需要綜合考慮相關(guān)因素。一般而言，在設計過程中，應該將水輪機過流表面結(jié)構(gòu)設計為翼型結(jié)構(gòu)，通過不斷優(yōu)化技術(shù)工藝，從而采用精鑄性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，轉(zhuǎn)輪葉片等運行設備需要經(jīng)過數(shù)控機床的科學加工。在技術(shù)加工時，為了防止水電機組運行設備出現(xiàn)裂紋，應該采用熱處理技術(shù)工藝以及焊接和探傷等有效降低水輪機組的殘余力。

3.3 確保水電機組能夠正常安全運行

除了上述相關(guān)技術(shù)措施之外，還應該在日常運行過程中，通過規(guī)范的技術(shù)操作流程確保水電機組正常、安全運行。比如，在水電機組相關(guān)設備停機以及啟動和加載、卸載等運行環(huán)節(jié)，需要相關(guān)操作人員或技術(shù)管理人員進行嚴格控制，從而避免盲目操作實踐，導致水電機組運行設備壽命不斷縮減。通常情況下，技術(shù)人員如果不能按照相關(guān)技術(shù)操作流程進行管理和控制，則會導致水電機組的水輪機葉片產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。特別是對于一些額定水頭值相對較低的水電機組而言，需要不斷加大水頭高度，從而使水輪機組的運行穩(wěn)定性進一步提高。只有采取嚴格的技術(shù)控制措施，才能有效緩解以及不斷提升水電站水電機組的出力程度，從而拓展水電機組的技術(shù)調(diào)節(jié)范圍，以此防范水輪機組在日常運行過程中出現(xiàn)嚴重的葉片開裂現(xiàn)象，從而導致水電機組運行穩(wěn)定性受到影響以及相關(guān)運行設備產(chǎn)生振動。

4.結(jié)束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，水電工程在生活中的作用越來越大，同時經(jīng)過技術(shù)改造，我國水力發(fā)電技術(shù)取得了重要的突破。但是，隨著水電機組相關(guān)運行設備不斷增多，機械的運行調(diào)試以及安裝等相關(guān)工作需要進一步完善，因此，對水利工程的發(fā)展造成了嚴重的影響。

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