某水電站機(jī)組振動(dòng)異常放大機(jī)制研究

李名川

(雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610051)

我國高壩水電站工程建設(shè)，一方面使水電能源在我國能源總體利用中的占比逐步增加；另一方面實(shí)際應(yīng)用的水力發(fā)電機(jī)組幾何尺寸、發(fā)電能力、過流量和所受荷載也逐漸增大，導(dǎo)致其面臨的振動(dòng)問題更加突出。

在工程實(shí)踐中，由于水力、電磁、機(jī)械以及流-固-電耦合效應(yīng)等作用，水電機(jī)組發(fā)生異常振動(dòng)的原因多種多樣。馬震岳等[1]對(duì)紅石水電站的機(jī)組振動(dòng)問題進(jìn)行了研究，研究表明機(jī)組和周邊水工結(jié)構(gòu)在一定條件下可能發(fā)生共振，因此當(dāng)機(jī)組在一定工況下產(chǎn)生較大的振動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致周邊結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯振動(dòng)。駱江潮[2]通過對(duì)沈家水電站機(jī)組在大負(fù)荷工況下所產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)和噪聲研究，表明水輪機(jī)過流產(chǎn)生不良流態(tài)，導(dǎo)致機(jī)組受到較強(qiáng)的水動(dòng)力荷載，進(jìn)而產(chǎn)生了明顯的振動(dòng)和噪聲。響水水電站在并網(wǎng)發(fā)電初期由于機(jī)組運(yùn)行過程中的相間不平衡電流，造成發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行，從而引起嚴(yán)重的電磁振動(dòng)和結(jié)構(gòu)破壞[3]；楊家壩水電站在機(jī)組空載和過速試驗(yàn)中，由于軸承支架上連接構(gòu)件的柔度較大導(dǎo)致了嚴(yán)重的振動(dòng)現(xiàn)象[4]；仰山三級(jí)水電站由于水輪機(jī)后蓋處的靜迷宮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致其機(jī)組產(chǎn)生嚴(yán)重的振動(dòng)和噪聲問題，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后較好地消除了振動(dòng)和噪聲[5]；瑞麗江一級(jí)水電站2號(hào)機(jī)組接近額定出力時(shí)，由于補(bǔ)氣系統(tǒng)的補(bǔ)氣效果較差，從而產(chǎn)生較大的尾水渦帶荷載，最終導(dǎo)致了下游壩頂?shù)拿黠@振動(dòng)[6]。……