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第46卷第11期水电站机电技术Vol.46No.11

2023年11月MechanicalElectricalTechniqueofHydropowerStationNov.202317

混流式水电机组稳定性分析及运行区划分研究

曹斌，姚泽²，李玺²

摘要：对某电站1号机组进行了4个典型水头的稳定性试验，测试了各典型水头下该机组在空载和不同负荷下

的振动、摆度及水压力脉动。分别从水力、机械、电气因素分析了导致机组振动的原因。根据机组运行稳定性将运

行区划分为小负荷振动区、涡带工况区及大负荷稳定运行区，为机组的安全运行、技术改造及科学调度提供准确依

据。

关键词：混流式水电机组；稳定性；振动；运行区

中图分类号：TV734.1文献标识码：A文章编号：1672-5387(2023)11-0017-04

DOl:10.13599/j.cnki.11-5130.2023.11.006

验来减轻甚至消除，而由于水力因素引起的振动原

0引言

因错综复杂,要大幅减轻或消除非常困难[5]。本文

某水电站安装了4台单机容量为300MW的混所进行的水电机组稳定性试验及运行区划分研究，

流式水轮发电机组，机组额定转速136.4r/min，额定是指若试验过程中发现存在机械或电磁力因素而引

水头111.0m，设计水头126.65m，最大水头143.0m，起机组振动，必须通过检修或现场动平衡试验大幅

最小水头83.0m。为保证机组长期安全稳定运行，减轻或消除其影响。通过上述处理措施后，在某些

同时根据国家电力监管委员会《关于吸取俄罗斯萨负荷范围内，由于水力因素的影响，机组振动、摆度

扬水电站事故教训进一步加强水电站安全监督管理及尾水管压力脉动仍超标，通过划分运行区而避开

的意见》，对1号机组进行了4个典型水头下真机稳振动较大的区域运行。为了全面了解引起机组振动

定性试验。通过全面测试各典型水头下机组在空载的原因，目前常采用变转速试验、变励磁试验和变负

和不同负荷下的振动、摆度及水压力脉动，分别从水荷试验等方法[6,7,确定振动的振幅、频率和相位等

力、机械、电气因素分析导致机组振动的原因。根重要参数，进行综合分析，分辨引起振动的主要原

据机组运行稳定性情况将运行区划分为小负荷振动因，提出减小振动的处理方法及合理的运行策略。

区、涡带工况区及大负荷稳定运行区21,为机组的安

2机组运行稳定性分析

全运行、检修、技术改造及科学调度提供准确依据

为了真实反映机组振动区，必须对引起机组振

1机组振动分析

动的原因进行全面分析，表1为其中3个毛水头下

由于水轮发电机组结构的特殊性,其振动原因机组上机架水平振动、下机架水平振动及顶盖水平

比一般旋转机械复杂，不但要考虑机组本身旋转部振动主频幅值/主频（μm/Hz)真机试验数据。

分和固定部分的振动外，还需考虑流体动水压力对2.1振动原因分析

电站引水系统、水轮机过流部件造成的影响以及发2.1.1机械振动分析

电机电磁力对机组振动的影响[3]。因此，引起水轮机械原因引起水电机组振摆的机理及特征与一

发电机组振动的原因包括机械、水力和电气3大振

收稿日期：2023-09-03

源，通常几种振源同时存在(4]。由机械和电磁力因作者简介：曹斌(1987-),男，工程师，从事设备状态监测及故障

素引起的振动通常可通过机组检修及现场动平衡试诊断工作。

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表1机组3个毛水头下各部位水平振动主频幅值/主频