下面是小编为大家整理的《水电厂下机架振动管理论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。【摘要】随着国内水电机组状态在线监测系统在三峡左岸电站、右岸电站、紫坪铺电站、拉西瓦电站等一批大型水电机组的成功应用，该系统取得了良好的效果，为保障大型水电机组的安全、稳定运行发挥着重要的作用。本文介绍了锦屏水电站机组状态在线监测系统的组成、常用监测与分析工具，分析了该系统在投产初期的不足，阐述了锦屏水电站开展机组机组状态在线监测系统的现实意义。
水电厂下机架振动管理论文 篇1：
葛洲坝电站HOMIS在线监测系统振摆传感器常见故障分析及处理
摘 要：HOMIS在线监测系统已在葛洲坝电站运用多年，在及时为机组发现故障隐患，分析和掌握机组的运行特性，指导机组运行和检修维护，辅助进行各项性能试验，提高电厂数字化和网络化水平等方面发挥了很好的作用。但在线监测系统测量元件本身往往会出现故障或异常等现象，给机组状态的实时监测带来了一定的影响，尤其是机组的振动和摆度传感器，它们作为机组重要部件的监测元件，在机组实时安全、稳定运行过程中发挥着至关重要的作用。在这里着重对这些振动、摆传感器常见的故障进行分析和探讨，并对这些故障的处理进行总结研究，为这些振动、摆传感器在日常的运行和维护过程中提供一定的指导意义。
关键词：在线监测；振动传感器；摆度传感器；故障分析；葛洲坝电站
随着水电厂生产运行检修管理方式的变革，以及水电行业数字化、信息化、网络化、自动化技术水平的提高，对水电机组实施状态监测显得越来越重要。在水电厂实施状态监测，可随时掌握和分析机组的运行状态，及时发现机组存在的隐患和缺陷，避免破坏性事故的发生，有利于指导机组运行和检修，有利于保障机组安全经济运行，是水电厂实现“无人值班，少人值守”的必要手段，也是由计划检修状态转为状态检修的必要技术条件。作为强有力的技术支持手段，机组状态在线监测系统有利于机组的安全稳定运行，有利于电厂管理模式的变革和创新。从国内外投入运行的大中型机组的运行状况来看，不少机组存在严重的稳定性问题，事故也屡有发生，严重时影响机组的正常运行，威胁机组的安全和寿命，甚至给电网的安全构成威胁。所以，对机组的稳定性进行全面的监测和深入的分析显得尤为迫切。通过对机组的振动、摆度和压力脉动等稳定性参数的实时监测，可以及时掌握机组的运行特性，避免机组在不稳定区运行，降低机组的事故隐患。
葛洲坝电站于2004年3月正式引入由长江电力股份有限公司与华中科技大学合作开发的，基于改进检修质量，提高维护效率为目的的水电站状态监测诊断系统，也称之为HOMIS在线监测系统。该系统引入后对机组的稳定性运行监测起到了非常重要的作用，但在线监测系统测量元件本身往往会出现故障或异常等现象，给机组状态的实时监测带来了一定的影响，尤其是机组的振动和摆度传感器，它们作为机组重要部件的监测元件，在机组实时安全、稳定运行过程中发挥着至关重要的作用。在这里着重对这些振、摆传感器常见的故障进行分析和探讨，并对这些故障的处理进行总结研究，为这些振、摆传感器在日常的运行和维护过程中提供一定的指导意义！
1 振动、摆度传感器的基本工作原理
1.1 振动传感器工作原理
振动传感器又称之为低频速度传感器。低频速度传感器一般采用磁电式原理，通过磁电作用将被测振动速度转换成电势信号。低频速度传感器一般由磁路系统、线圈和一些辅助元件，如壳体、支承、阻尼器、接线装置等组成。
对于水轮机组来说，低频振动是其固有的特性，振动传感器在使用时安装在被测物体的表面，当被测物体振动时，传感器外壳随之振动，此时线圈、阻尼环和芯杆的整体由于惯性而不随之振动，因此它们与壳体产生相对运动，位于磁路气隙间的线圈就切割磁力线，于是线圈就产生正比于振动速度的感应电动势。该电动势与速度成一一对应关系，可直接测量速度，经过积分或微分电路便可测量位移或加速度。
1.2 摆度传感器工作原理
摆度传感器实质称为电涡流传感器。电涡流传感器是一种利用电涡流原理测量转子表面相对于传感器头部距离变化的传感器。在传感器探头的端部有一線圈，在前置器内有高频信号发生器。当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生一个高频电流信号，该信号通过电缆送到探头的头部线圈，在头部线圈周围产生一个交变磁场。如果在该磁场范围内没有金属导体材料接近，则发射出去的交变磁场的能量会全部释放；反之，如果有金属导体材料靠近探头头部，则该交变磁场将在导体的表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个新的交变磁场，方向与头部线圈周围产生的交变磁场相反。由于磁场间的反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，即改变了线圈的有效阻抗。
2 葛洲坝电站HOMIS振摆监测系统介绍
葛洲坝电站HOMIS振摆监测系统主要由传感器、安装底座、电缆、端子、采集箱、现地柜等组成，振动传感器和摆度传感器因测量性质不一样，因此安装位置也有所不同，下面将详细介绍葛洲坝电站机组振摆传感器的布局及安装。
2.1 葛洲坝电站振摆传感器的测点布置
根据葛洲坝水轮发电机组结构特点，在上机架、支持盖处，按+X、+Y的水平和垂直方向，互成90°分别布置振动测点，在机组上导、水导处按+X、+Y方向分别布置导轴承摆度测点。
振摆传感器测点配置表：
测点名称[]测点数量[]安装位置
上导摆度[]2[]+X、+Y 方向互成 90°径向布置。测点靠近机组中心。
水导摆度[]2[]+X、+Y 方向互成 90°径向布置。测点靠近机组中心。
上机架水平振动[]2[]+X、+Y 方向互成 90°径向布置
上机架垂直振动[]2[]+X、+Y 方向互成 90°轴向布置
支持盖水平振动[]2[]+X、+Y 方向互成 90°径向布置
支持盖垂直振动[]2[]+X、+Y 方向互成 90°轴向布置
2.2 葛洲坝电站振、摆传感器的安装
2.2.1 振动传感器的安装
由于一般测量表面不允许开孔和攻丝，一般安装时要先在测量表面固定一块安装底座。葛洲坝电站机组振动传感器安装底座均采用焊接的方式固定在上机架及支持盖指定的测点位置处。
安装底座需要根据特定的速度传感器尺寸预留有与传感器的固定螺孔，传感器可通过螺钉固定在安装底座上。
为保证测量效果，测量水平方向振动的速度传感器安装底座应尽量与水平面保持垂直，并面向大轴中心线；测量垂直方向振动的传感器安装底座应尽量与水平面水平。在安装传感器时一定要注意传感器的安装方向，不能混淆水平和垂直。振动传感器安装好后无需调整，通电直接使用。
2.2.2 摆度传感器的安装
摆度传感器安装时一般需要使用支架固定在转轴测点附近的非转动部件上，通常是在轴承油盆盖上。对于部分测点，有时需要根据现场机组的结构设计比较复杂的安装支架。支架需要有足够的刚度，悬臂不必过长，支架固定要牢靠。葛洲坝电站机组振摆传感器安装底座有螺栓固定和AB胶粘合两种固定方式，后者采用较为普遍。
摆度传感器安装一项重要工作是调整间隙电流，即调整传感器前端面与转轴表面的距离。调整传感器有两种方法。一种是机械法，即在探头和测量面中间插入某一厚度的塞尺，然后固定传感器；另一种是电测法，即给传感器提供相应工作电源，然后松开探头紧固螺母，调整探头并用万用表测量输出电流，根据传感器特性曲线调整到某一电流范围。葛洲坝电站机组摆度传感器的调整通常采用电测法，且传感器电流输出值需要调整至10mA14mA范围内。
目前，葛洲坝电站机组所用的摆度传感器为前置器直接置于探头体内的一体化电涡流传感器。由于一体化电涡流传感器采用贴片电路工艺、将探头和电子处理部件都集成在一起，无需高频同轴电缆连接、无需再选配前置器。具有安装简便、成本低、机械故障少等优点。在水轮发电机等常规位移测试领域得到了广泛的应用，因此葛洲坝机组摆度传感器由原来的带有单独前置器的电涡流传感器更换为了一体化电涡流传感器。
3 葛洲坝电站机组振摆传感器常见故障分析及处理
从日常维护来看，振动、摆度传感器出现故障时主要对其进行更换或者调整，其中振动传感器一旦出故障只能进行更换，而摆度传感器大多数可进行调整，传感器本身损坏率比较小。
这些传感器发生故障时通常表现的直观现象为传感器输出信号产生跳变和信号中断，下面将对这两方面进行一定的探讨和分析。
3.1 传感器输出信号产生跳变
产生输出信号跳变的主要原因，我认为有以下几个方面：
3.1.1 通讯线路故障
由于振、摆监测系统在传输数据时，主要通过电缆，转接端子，采集箱等元件进行传输，而这些电缆或者接线端子的信号线随着长时间的运行后可能产生松动或者脱落，导致接触不良，因此造成了传感器输出信号产生跳变。
而这些传感器的信号线松动或脱落，主要由两方面引起，第一：机组的振动导致其脱落或松动；第二：人为因素导致传感器接线松动。
3.1.2 传感器异常
传感器内部发生异常时，也会导致输出信号产生跳变。由于这些振、摆传感器运行环境较为复杂，尤其是水导轴承油箱盖上的摆度传感器，其运行环境比较潮湿并且油雾比较大，这些水分或者油雾产生的油滴长时间附着在传感器上，导致传感器性能异常。通常传感器性能异常时的表现为：在对其进行测量检查时，其输出的模拟信号发生跳变，甚至不变，此时可判断该传感器可能已损坏。
3.1.3 安装底座松动
无论是振动传感器还是摆度传感器，其安装位置都是机组振动比较大的地方，因此在长时间运行后如果安坐底座固定不牢靠，难免会生产松动。目前，葛洲坝机组摆度传感器的安装底座主要有螺栓把合和AB胶粘接两种形式，为了拆装方便，大部分摆度传感器采用的是AB胶粘接方式，但是这种安装方式虽然便捷但是如果粘接不好或者受到外力时容易使安装底座松动甚至脱落，这也是摆度传感器故障率要高于振动传感器的原因。
3.2 传感器输出信号产生中断
同样，传感器输出信号产生中断的主要原因，也是以下几个方面的原因：
1）系统软件故障。HOMIS在线监测系统在运行时需要采集、分析、存储各种状态量，而在其长时间运行后，会产生刷新数据不及时甚至服务器生产死机等情况，因此容易出现传感器信号中断的情况，但这种情况在短时间内不会影响机组的运行，只不过给用户的实时监测带来了一定的麻烦，针对这种情况，一般只需要重启服务器即可。
2）传感器损坏。传感器损坏一般是输出信号产生中断的最直接原因，因此只能对其进行更换处理。这种情况多发生在振动传感器身上。振动传感器本身质量好坏直接关系到其使用寿命。因此，使用质量好的振动传感器也是将来传感器换型升级所要考虑的主要方向。
3）安装底座脱落。对于采用AB胶粘接方式的安装底座，如果在受到瞬间外力时可能会导致底座直接脱落，此时传感器会产生信号中断的现象，如果碰到这种情况，只能在机组停机时，对传感器安装底座进行重新固定，并对传感器重新进行调整。
4）传输的电缆、信号线脱落也会导致信号中断的现象产生，一般对这种情况而言，重新对其接线即可恢复。
4 结语
振动、摆传感器在机组的运行过程中发挥着至关重要的作用，它们不仅能实时监测机组轴承及支撑部件的运行情况，同时为机组的主设备运行状态、趋势分析提供了重要的依据，由此可见它们的重要性。而目前葛洲坝电站机组所用的振、摆传感器本身设备质量参差不齐，一些新的传感器在首次使用时就发现已经损坏；其次，大多数机组的摆度传感器的底座安装方式采用的是AB胶粘接的方式，这种安装方式容易导致底座出现松动或者脱落。上述这些情况都是导致振、摆传感器易出现故障的主要原因。另外，目前我们对这些传感器还缺少校验的平台和手段，如果能对一些出现异常的传感器进行校验并能二次使用，这将直接降低设备维护成本，同时将间接发挥最大的经济效益。因此，葛洲坝电站机组振、摆传感器的选型和安裝方式的改善及校验应该作为将来研究和思考的课题！
参考文献：
[1]水轮发电机组状态在线监测系统技术导则（GB/T 28570）.
[2]水轮发电机组振动监测装置设置导则（DL/T 55694）.
[3]鲁俊兵.漫湾水电厂主设备在线监测技术应用研究[D].昆明理工大学，2006.
作者：侯俊龙 杨琪 张富春
水电厂下机架振动管理论文 篇2：
机组状态在线监测系统在锦屏水电站的应用
【摘要】随着国内水电机组状态在线监测系统在三峡左岸电站、右岸电站、紫坪铺电站、拉西瓦电站等一批大型水电机组的成功应用，该系统取得了良好的效果，为保障大型水电机组的安全、稳定运行发挥着重要的作用。本文介绍了锦屏水电站机组状态在线监测系统的组成、常用监测与分析工具，分析了该系统在投产初期的不足，阐述了锦屏水电站开展机组机组状态在线监测系统的现实意义。
【关键词】锦屏水电站；机组状态在线监测系统；安全；稳定；经济
1.引言
锦屏水电站位于四川省凉山州盐源、木里、冕宁三县交界处，系雅砻江流域的龙头电站，是国家“西电东送”、“川电外送”能源发展战略的重要组成部分。锦屏水电站包括锦屏一级、锦屏二级水电站，总装机8400MW。锦屏一级水电站大坝为混凝土双曲拱坝，坝高305m，为世界同类坝型中第一高坝；总库容77.6亿m?，调节库容49.1亿m?；装机6台，总装机容量3600MW，多年平均发电量为166.2亿kW?h。锦屏二级水电站通过16.7km的引水隧洞引水发电，采用上游调压方式，最大水头达318.8m；总库容1401万m?，调节库容为496万m?；装机8台，总装机容量4800MW，多年平均发电量为242.3亿kW?h。锦屏水电站采用华科同安TN8000机组状态在线监测系统。
2.锦屏水电站机组状态在线监测系统组成及测点布置
2.1 机组状态在线监测系统组成
锦屏水电站机组状态监测系统由传感器、数据采集单元、服务器及相关网络设备、软件等组成，该监测系统网络图如图1所示。系统为分层分布式结构，按层次分为电站层（上位机系统）和现地层两级。电站层设备包括状态数据服务器、WEB/应用服务器、工程师工作站、网络设备、打印机等。
现地层设备包括机组现地监测数据采集单元、各种传感器、通讯接口、附件设备等，安装在现地数据采集站内。每台机组现地层设备设有一个数据采集站，数据采集站的设备集中组屏在1面布置于发电机层的控制盘内。电站层设备和现地层设备之间采用环型网结构，网络介质为光纤，如图1。
2.2 机组状态在线监测系统测点布置
锦屏水电站机组状态监测系统可以实时采集、显示稳定性数据（振动、摆度、压力脉动、抬机量、噪声）和气隙数据变化，也可以显示工况参数如机端电压、电流、有功、无功等，该系统传感器由稳定性监测传感器和气隙监测传感器构成。
2.2.1 稳定性传感器测点分布
第1类电涡流传感器测点分布：键相信号，上导轴承X、Y向摆度，下导轴承X、Y向摆度，水导轴承X、Y向摆度，机组抬机量（测量大轴轴向位移），以上测点主要测量传感器探头相对旋转大轴的间距。
第2类低频振动传感器测点分布：上机架X、Y径向水平振动，上机架Z向垂直振动，下机架X、Y径向水平振动，下机架Z向垂直振动，顶盖X、Y径向水平振动，顶盖Z向垂直振动，定子机座X、Y向水平振动，定子机座Z向振动，定子铁芯水平振动，定子铁芯垂直振动，以上测点主要测量水轮发电机组各固定部件低频振动。
第3类压力脉动传感器测点分布：蜗壳压力脉动、转轮与导叶间压力脉动、锥管进口压力脉动、肘管进口压力脉动、肘管肘位压力脉动，主要测量压力脉动（压力持续波动值）。
第4类传声器测点分布：发电机运行噪声监测，水轮机运行噪声监测，主要测量水轮发电机组噪声大小，间接反映水轮发电机组运行工况，图2为锦屏一级电站测点分布图。
2.2.2 发电机气隙传感器测点分布
锦屏水电站发电机气隙传感器采用加拿大Vibrosystm VM5.0平板电容传感器，8个测点均匀布置在发电机定子内壁上部，主要测量发电机定、转子间隙，为评价定转子气隙狀态提供依据。
3.机组状态在线监测系统常用分析工具
3.1 机组稳定性监测常用分析工具
机组稳定性监测常用分析工具包括趋势分析、时域波形分析、频谱分析、瀑布图分析、轴心轨迹分析、轴系图分析、工况分析等七种工具，下面介绍其中的一种。
趋势分析法：利用相关趋势分析功能，用户可制作机组的各种特性曲线，监测机组性能变化，及时发现机组故障及缺陷。常见趋势分析曲线有机架振动、摆度、压力脉动随负荷变化曲线；机架振动、摆度、压力脉动随转速变化曲线；机架振动、摆度随励磁电流变化曲线；有功、流量、效率随导叶开度变化曲线；流量、效率、耗水率随负荷变化曲线瓦温、油温变化曲线；相关参数随水头变化曲线等。下面用趋势分析法对一起水轮机蜗壳导流环板撕裂的数据曲线进行分析。
图3所示某电站一台机组正常运行中，蜗壳中3处导流环板撕裂导致水力严重不平衡，机组各导轴承等X向摆度峰峰值、1倍频相位值随时间变化的曲线图。X轴为时间，Y轴六条曲线分别是上导、下导、水导X向摆度的峰峰值和1倍频相位值，最下边曲线为顶盖垂直振动的峰峰值和1倍频相位值。由趋势分析法可知，突变时刻发生于02:44:42，上导、下导、水导X向摆度的峰峰值和1倍频相位值发生大幅突变，顶盖垂直振动的峰峰值和1倍频相位值大幅突变，其中各部件峰峰值突变均在170μm以上且持续，1倍频相位值突变均在100°以上且持续，严重超出机组正常范围。
3.2 机组气隙监测常用分析工具
机组气隙监测常用分析工具包括定转子特性评价、定转气隙偏差检查、磁极伸长状态检查、转子机械强度检查、过速气隙特性分析、定子相对热膨胀检查、辅助分析异常摆度和开、停机过程气隙特性分析等工具，下面介绍其中的一种。
水轮发电机定子内圆半径最大值与最小值之差，即两者之间的半径差R为定子圆度，通常定义定子圆度时将发电机转子视为理想圆。
水轮发电机转子外缘半径最大值与最小值之差，即两者之间的半径差r为转子圆度，通常定义转子圆度时将发电机定子视为理想圆。图4为某电站利用定转子特性评价工具，分析、评价发电机气隙状态水平的示意图。
某电站机组的转子不圆度为0.7mm (2.1%)，定子不圆度为1.4mm(4.2%)，其他指标见图4，气隙状态处于优良水平如表1。
4.机组状态监测系统投产初期存在的不足
该系统电站层和现地层采用环型网结构，因此，这种结构在机组投产初期主要存在以下不足：
电站层和现地层不能形成环型网络，只能以单网结构运营，此时某台机组网络故障会影响整个电站机组状态监测系统数据的传输功能；
随着投产机组台数的增多，这种单网结构可能会因传输数据堆积造成整个电站机组状态监测系统故障。
5.锦屏水电站开展机组状态在线监测系统的现实意义
5.1 保障机组安全、稳定、经济运行的重要手段
锦屏水电站机组状态监测系统主要通过以下功能保障机组安全、稳定、经济运行。
该系统实时监测画面中各种自带的直观易懂的图形或曲线实时显示稳定性数据变化、气隙数据变化，便于运行人员实时监测机组各部件运行状况，时刻确保机组状态良好。
当运行工况发生变化时，利用状态监测系统自动积累的数据，建立机组稳定运行工况库和不稳定运行工况区，提醒值班人员避免或是缩短机组在不稳定工况下运行的时间，指导机组在稳定工况区运行，优化机组效率，指导机组经济运行；当机组稳定性数据、气隙数据曲线发生小幅或大幅突变甚至严重超出机组运行极限时，能够及时发出预警、报警信号，便于值班人员第一时间掌握机组异常信息并采取相应措施，确保机组稳定运行。
该系统可以自动生成检修前、后各种状态报告，通过对比历史数据、曲线，既可以分析瞬态过程和热稳定过程气隙变化数据趋势，又可以检验机组的安装质量、评价机组检修效果，最终通过调整使机组在最优状况下運行。
利用电厂局域网构建厂级机组状态监测网，设备管理工程师在网络允许范围内，即可实现机组的在线监测远程分析和诊断，随时掌握机组的状态，确保机组处于可用的良好状态。
5.2 值班人员判断、评估并网机组可靠性最有力的分析工具
值班人员可以充分利用机组状态监测系统这一平台，准确判断、评估并网机组的可靠性。正常时，机组各部件的振动、摆度、压力脉动、抬机量、噪声和气隙数据曲线均在正常的范围内波动，机组稳定运行。当上述曲线超出正常曲线范围发生瞬时性突变且短时恢复到正常范围内时，该情况可能由于工况、调负荷、跨振动区等原因引起，一般不会影响机组安全、稳定运行；当机组某个部件出现松动或是异常，上述曲线会发生超出正常曲线范围的突变，突变后的曲线较稳定且持续存在时，该情况可以判定机组某个部位出了问题。此时，值班人员根据具体的特征曲线分析、判断是水轮机还是发电机的问题，根据异常产生的部位采取不同措施找出曲线发生突变的原因，恢复机组正常运行曲线，确保机组稳定运行。
5.3 指导机组检修和开展机组状态检修的重要技术基础与依据
该系统可以利用自带的各种分析诊断工具，对机组异常信息进行深入分析，辅助发现异常原因，指导机组检修工作；同时，它也是未来机组状态检修的技术核心，充当着设备健康状况诊断医生的重要角色，其最终目的是为机组状态检修服务提供依据、技术支持，根据状态监测系统获得的机组特征信号，准确掌握设备状态情况，合理安排机组小修、大修和扩修。
5.4 锦屏水电站实际情况的必然要求
锦屏一级额定水头200m，最大水头240m。锦屏二级采用上游调压室结构，“4洞8机”布置方式，额定水头288.0m，最大水头318.8m，是世界上混流式机组中水头最高的电站。因此，锦屏水电站单机容量大、水头高、装机容量大等特点决定了机组状态在线监测系统必须具有高的实用性、可靠性，尤其发生突发情况可以通过预设的振摆、气隙数据报警信号及时提醒值班人员加强监视和采取必要措施防止发生机组飞逸过速的重大事故。
锦屏水电站也是国调直调电站，送出线路通过锦屏—苏南±800KV直流特高压送至华东电网，该输电线路起点位于四川省锦屏换流站，受端位于江苏省苏南换流站，额定输送容量7200MW，最大连续输送容量7600MW。因此，锦屏水电站将在国网中担任重要的调峰、调频和事故备用任务，这就要求水轮发电机组在其整个出力范围内具有充分的可用性，值班人员必须准确了解和掌握机组的真实运行工况和运行性能。
5.5 锦屏水电实施“无人值班”（少人值守）高效值班模式的必然要求
锦屏两级电站投产后，按照二滩公司的总体部署，投产后的机组将实施接入雅砻江流域集控中心（成都）调度的方案，即雅砻江流域集控中心将统一调度锦屏水电站14台机组，电站现场将无人值班。
锦屏水电站作为国内“一厂两站”最大的电站，电站总定员190人，是国内巨型电站中值班人数最少的电站。锦屏水电站现场将采取“少人值守、两大班制”的值班模式，即电站现场运行、维护人员分为两班，每班工作半个月，休息半个月，两班交替上班、休息。这样高效的值班模式使得锦屏水电站机组台数多和值班人数少的矛盾尤为突出，这就要求电站具有很高的自动化水平、信息化水平，需要发展更加成熟、可靠的机组状态监测系统，建立预测维护理论系统与维护实施系统，实现水电站运行设备监测、维护、高效管理。
6.结语
随着雅砻江流域水电开发事业的快速发展和国内水电机组状态在线监测系统的不断成熟、可靠，锦屏水电站机组状态在线监测系统即将投入运行，相信将会取得良好的效果，为锦屏水电站的安全、稳定、经济运行提供坚实的技术基础。
参考文献
[1]刘秋华,王汉武.基于CMMS的滩坑水电站机组状态监测与分析系统设计[J].水电自动化与大坝监测,2009,33(2):18-21.
[2]朱浩,徐建松等.水轮机组模块化状态监测装置计[J].水电自动化与大坝监测,2011,35(3):37-39.
[3]王善永,范文等.基于状态监测的水电厂主设备检修计划决策系统[J].电力系统自动化,2001,16(1):28-30.
[4]潘罗平,桂中华等.水轮发电机组状态监测技术[J].广州:华南理工大学出版社,2008:12.
[5]马宏忠.电机状态监测与故障诊断技术[J].北京:机械工业出版社,2008(3).
作者简介：张冬生（1984—），男，大学本科，助理工程师，现供职于二滩公司锦屏水力发电厂。
作者：张冬生 窦学刚 顾挺 付晓宇 杨浩 郑钰
水电厂下机架振动管理论文 篇3：
探析水轮发电机组稳定性的影响因素及其措施
（1江西洪屏抽水蓄能有限公司；2国网江西省宜春市上高县供电公司 江西上高 336400）
摘 要：水轮发电机组是水电厂的重要组成部分，其稳定性关系着整个水电厂安全，并且在一定的程度上影响到整个电网的稳定性及经济效益。基于此，本文阐述了水轮发电机组稳定性的影响因素及其危害，对影响水力发电机组稳定性的原因对策进行了探讨，并提出了加强水轮发电机组稳定性的措施，旨在保障水轮发电机组的安全运行。
关键词：水轮发电机组；稳定性；影响因素；危害；原因对策；措施
水轮发电机组的稳定性是电气、机械、流体等多种原因引起的，因此为了保障水轮发电机组的稳定性，必须要对影响其稳定性的原因对策进行分析，从而保障水电站的安全运行。
一、水轮发电机组稳定性的影响因素
水轮发电机组稳定性的影响因素。（1）水力因素。水力不平衡引起的振动。卡门涡列引起的振动。尾水管涡带引起的振动。尾水管中空腔压力脉动。轴流式水轮机叶片振动，导叶开度的变化，当开度减小到一定程度，叶片表面脱流或空化引起叶片振动和机组振动，实际运行中须考虑这一问题。导叶数和转轮叶片数不匹配引起的压力脉动。（2）电磁因素。发电机组气隙不均匀；负序电流引起的反转磁势；定子不圆，机座合缝不好；定子铁芯铁片松动；转子匝间短路。（3）机械因素。机组轴线不正或对中不良；转动部件质量不平衡；导轴承缺陷；主轴密封调整不当；静板不平或推力瓦不水平；推力头松动；导轴瓦间隙调整不当；转子振摆。
二、水轮发电机组缺乏稳定的主要危害
水轮发电机组不稳定的危害主要有：（1）使机组各部位紧固连接部件松动，导致这些紧固连接部件本身的断裂，加剧被连接部分的振动，促使它们迅速损坏。（2）引起机组零部件金属焊缝中疲劳破坏区的形成和扩大，以至断裂损坏而报废。（3）加速机组转动部件的磨损，如大轴的剧烈的摆动，使轴与轴瓦的温度升高，使轴承或轴瓦烧毁；转子振动过大，增加滑环与碳刷的磨损，使碳刷跳火花。（4）尾水管中水流脉动压力可使尾水管壁产生裂缝，嚴重的可使整块钢板剥落。（5）共振引起的后果更严重。如机组设备和厂房产生共振时可使整个设备和厂房毁坏；卡门涡列引起叶片的周期振动，当卡门涡列的振动频率与叶片固有频率接近时就会发生共振，将产生严重的噪音，使叶片产生疲劳断裂。
三、影响水力发电机组稳定性的原因对策
影响水力发电机组稳定性的原因主要有：空载带励、空载无励以及空载或带负荷等方面，其主要表现为：
1、空载带励原因。空载带励主要表现为振动强度随励磁电流增加而增大；逐渐降低定子端电压，振动强度也随之减小；在转子回路中自动灭磁，振动突然消失。其原因主要有：（1）转子线圈短路；（2）定子与转子的气隙有很大不对称或定子变形；（3）转子中心与主轴中心偏心。针对以上原因，可以采取以下对策：（1）用示波器测出线圈短路位置并进行处理；（2）停机调整气隙间隙。气隙的最大值或最小值与平均值之差不应超过10%；（3）如偏心很大时，需用调整定子与转子中心的方法予以消除等手段予以处理。
2、空载无励原因。主要表现为振动强度随转速增高而增大；在低速时也有振动，其可能原因主要有以下几方面：（1）发电机转子或水轮机转轮动不平衡；（2）轴线不直；中心不对；推力轴承轴瓦调整不当；主轴联接法兰连接不紧；（3）与发电机同轴的励磁机转子中心未调好；（4）水斗式水轮机喷咀射流与水斗的组合关系不当；（5）转轮叶片数与导叶数组合不当。针对以上原因，应该采取以下对策：（1）动平衡试验，加平衡块，消除不平衡；（2）调整轴线和中心，调整推力轴瓦；（3）调整励磁机转子中心；（4）改善组合关系；（5）改善组合关系。
3、空载或带负荷原因。其表现为主轴摆度或振动与转速无关，当负荷增加后，摆度或振动有所降低。这主要是由于机组主轴轴线不正；推力轴承轴瓦不平整，处理方式是调整轴线；校正轴瓦。此外是振动强度随转速和负荷增加成正比增大，其原因往往是多方面的，如转轮轮缘上突出部件布置不对称。可以采取以下对策：（1）刮去突出部件或用盖板遮盖，使其平滑过渡；（2）清除堵塞物；（3）调整修理止漏环；（4）加固支承结构等等。最后还有一种振动特征是在所有工况下主轴摆度都大，这通常是由于瓦隙过大，或主轴折曲，或机架松动，可以采取在开停机过程中越过此振动区；改变结构的固有振动频率。
四、提高水轮发电机组稳定性的措施
1、做好水轮机的选型工作。机组能否稳定运行主要决定于水轮机的水力设计，在电站设计阶段应合理地选择各种水头，这是水轮机稳定运行所做工作的第一步。水轮机转轮的设计以及选型都是为了确保在设计水头处有较为宽裕的稳定运行区，减少裂纹和震动对水轮机的危害，因此都要求水轮机水头的变幅不能过大；对比转速进行合理选择，必须根据水头变幅、水质状况以及负荷调节范围以及机组台数等进行综合性选择。
2、不断改进水轮机的水力设计。水轮机空化和空蚀的主要类型是翼型的空化和空蚀，而翼型的空化和空蚀与很多因素有关，诸如翼型本身的参数、组成转轮翼栅的参数等等。就翼型设计而言，要设计和试验空化性能良好的转轮。一般考虑两个途径：一种是使叶片背面压力的最低值分布在叶片出口边，从而使汽泡的溃灭发生在叶片以外的区域，可避免叶片发生空化和空蚀破坏。若改变转轮的叶型设计，就可使汽泡溃灭和水流连续性的恢复发生在叶片尾部之后，这样就可避免对叶片的严重破坏。实践证明，叶型设计得比较合理时，可避免或减轻空化和空蚀。因此在水轮机选型设计时，要合理确定水轮机的吸出高度，水轮机的比转速，空化系数。比转速越高，空化系数越大，要求转轮埋置越深，选型经验表明，这三个参数应最优配合选择。对于在多泥砂水流中工作的水轮机，选择较低比转速的转轮有利于减轻空蚀和磨损。
3、改善运行条件。翼型设计时只能保證在设计工况附近不发生严重空化，在这种情况下，通常不会发生严重的空蚀现象。但在偏离设计工况较多时，翼型的绕流条件、转轮的出流条件等将发生较大的改变，并在不同程度上加剧翼型空化和空腔空化。因此，合理拟定水电厂的运行方式，要尽量保持机组在最优工况区运行，以避免发生空化和空蚀。对于空化严重的运行工况区域应尽量避开，以保证水轮机的稳定运行。在非设计工况下运行时，可采用在转轮下部补气的方法，对破坏空腔空化空蚀，减轻空化空蚀振动有一定作用。
4、加强运行管理。良好的运维管理工作也是保证水轮机运行稳定性的重要措施。水电站必须要委派专门的人员负责水轮机的维护和管理，提高机组的使用寿命以及工作效率。首先，要确保水轮机在规定的运行范围内运行；其次，运行过程中要尽量避开振动区，保持在稳定区运行，使各台机组都运行在最优工况。
结束语
为了保障水电站的经济效益，必须保证水轮机组运行的稳定，必须使水轮机组符合水电站安全运行的规范标准，因此对水轮发电机组稳定性的影响因素及其措施进行分析具有重要意义。
参考文献：
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[3]龚芹炬.水轮机稳定性影响因素分析与优化措施研究[J].河南科技，2013
[4]张锴.关于水轮机稳定性问题探讨[J].中国新技术新产品，2013
作者：李平 杨鹤