水轮发电机低负荷是震动的原因是什么

【专家解说】：1、水力因素
　　振动的水力因素系指振动中的干扰力来自水轮机水力部分的动水压力。其特征是带有随机性,且当机组处在非设计工况或过渡工况运行时,因水流状况恶化,机组各部件的振动亦明显增大。由于单位体积水流的能量取决于水头,所以机组的振动一般是随水头的降低而减弱。高水头、低负荷时振动相对而言较为严重,产生振动的水力因素主要有:卡门涡列、尾水管低频水压脉动、水力不平衡等。
　　(1)卡门涡列。
　　恒定流束绕过物体时,在出口边的两侧出现漩祸,形成旋转方向相反、有规则交错排列的线涡,进而互相干扰、互相吸引,形成非线型的涡列、俗称卡门涡列当卡门涡列的冲击频率接近于转动体叶片的固有频率时,将产生共振,并拌有较强的且频率比较单一的噪声和金属共鸣声。
　　(2)尾水管低频水压脉动
　　水轮机在非设计工况下运行时,由于转轮出口处的旋转水流及脱流旋涡和汽蚀等影响,在尾水管内常引起水压脉动。尤其是在尾水管内出现大涡带后,涡带以近于固定的频率在管内转动,引起水流低频压力脉动。当管内水流一经发生,压力脉动就会激起尾水管壁、转轮、导水机构、蜗壳、压力管道的振动。
　　(3)水力不平衡
　　水力不平衡是水力因素中最显着的一点,也是最突出的一点。水是液态的,其所产生的力也是变化不定的,其对水利发电机所造成的力就会不平衡,尤其对于发电机中的转轮来说。水的力大多与其自身的流速有关,但是水的流速不是很稳定的,不同的季节,不同的时段,其流速也是会有所不同的,因此其产生的力就相对于发电机组来说就不会太稳定,从而造成发电机组的转轮等的振动。
2、电磁振动因素
　　电磁振动是因为其磁力被外界干扰而造成的一种振动,其是发电机组产生振动的原因之一,造成电磁振动的因素重要有两种,如下所述:
　　(1)发电机突然短路
　　发电机组的运作需要一定稳定性来保证,当其突然短路时,就会造成自身一些部件发生变化,从而产生电磁振动。发电机突然短路会使定子绕组的端部受到很大的电磁力的作用。这些力包括定于绕组端部相互间的作用、定子绕组端部与转子绕组端部相互间的作用力以及定于绕组端部与铁芯之间的作用力。另外,发电机突然短路还使转子轴受到很大的电磁力矩作用,所受力矩分为两种:一种是短路电流中使定子、转子绕组产生电阻损耗的有功电流分量所产生的阻力矩,另一种是突然短路过度过程中才出现的冲击交变力矩。这些电磁力及电磁力矩能使发电机组受到剧烈的振动,并给发电机部件带来危害。
　　(2)发电机三相不对称运行
　　发电机运行时,会发生三相不平衡负载,引起三相电流不平衡。三相不平衡电流会在三相绕组中产生一个正序旋转磁场和一个负序旋转磁场。当负序磁场对着水力发电机转子纵轴附近时,因气隙小,磁阻小,磁力线就多,转子和定子间的作用力就大。当负序磁场对着转子横轴附近时,因气隙大,磁阻大,磁力线就少,转子与定子间的作用力就小。这样,负序磁场和转于之间的作用力时大时小,就使力矩变成两倍于周波数的频率而脉动,造成转子及定子机座的振动。
　　发电机组产生振动在现有的科学技术之下是不可避免的,所以我们要努力寻找产生振动的原因,并在实际生产之中努力的尽可能的使其振动控制在一定的范围之内,最好是在出厂设计范围之内,这样才能创造出最大的价值,保证水力发电站正常运行。发电机组是水力发电站重要存在的支撑,必须切实有效的对其振动原因进行分析,并作出相应的控制,最大化的创造出相应的社会产能,这样保证我国的社会主义经济建设。