四、異常聲響與發(fā)電機電磁埸的關(guān)系
　　
　　一號機在啟動程序試驗過程中,發(fā)現(xiàn)一個特殊現(xiàn)象,當(dāng)發(fā)電機做短路試驗,勵磁電流達到一定值時、或機組并網(wǎng)后,異常聲響聚然消失.這說明電磁埸對機組的異常聲響有著直接的關(guān)系.
　　
　　水輪發(fā)電機組根據(jù)物理性能可分為四個系統(tǒng):
　　
　　1,水流系統(tǒng)2,機械轉(zhuǎn)動系統(tǒng)(彈性振動系統(tǒng))3,機械固定系統(tǒng)4,電磁系統(tǒng)
　　
　　機組的轉(zhuǎn)動部分,包括轉(zhuǎn)子、主軸、轉(zhuǎn)輪、漿葉等.由于其相對剛度較低,在實際上是一個彈性振動系統(tǒng).
　　
　　由于水流所激發(fā)的機組的各種機械性振動(或異常聲響),其特點是振動體的一部分或全部位于流體中,因而它不是一個孤立的機械系統(tǒng).也就是說,在產(chǎn)生振動過程中,流體與振動體以及電磁埸之間存在相互作用,相互影響.因此,只有將(水體—彈性振動系統(tǒng)—電磁)三者作為關(guān)連系統(tǒng)來研究,才能反映問題的本質(zhì),才能解釋機組加上勵磁電流后異常聲響消失的原因.
　　
　　在理論上以及實際運行中,以下情況可造成電氣方面的機組振動:
　　
　　1)周期性磁拉力分量;
　　
　　2)轉(zhuǎn)子與定子之間有不均勻的氣隙引起的作用力;
　　
　　3)轉(zhuǎn)子短路時引起的作用力;
　　
　　4)發(fā)電機在不對稱負荷下運行時產(chǎn)生的力;
　　
　　但對于城關(guān)電站機組而言,電氣方面的因素并非造成機組的振動,而是以上第1)及2)條因素,對水輪機彈性系統(tǒng)和水流系統(tǒng)的振動頻率產(chǎn)生干擾作用.改變了在84~108轉(zhuǎn)速下,漿葉的激振頻率,從而改變了異常聲響的形成條件.
　　　　　　
　　五、異常聲響主導(dǎo)因素小結(jié)
　　
　　通過以上分析,城關(guān)電站機組的異常聲響的主導(dǎo)成因可歸納為:
　　
　　1)由于水輪機的導(dǎo)葉和漿葉處于小開度時,水輪機運行工況點遠離設(shè)計工況點,漿葉出口處產(chǎn)生葉型渦列,渦列與彈性漿葉相互激勵,并使?jié){葉達到較大的振幅值,一旦邊界條件改變或外部因素的干擾,導(dǎo)致振幅突變,從而發(fā)出聲響.
　　
　　2)由于的轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙不均勻,當(dāng)轉(zhuǎn)子通入勵磁電流后,引起周期性磁拉力分量.這個分量通過主軸、轉(zhuǎn)輪等彈性體系,最終傳至漿葉上,從而改變漿葉的激振頻率,致使異常聲響的消失.
　　
　　3)異常聲響是一個多因素的、復(fù)雜的、綜合成因,除上之外還有其它各種制約條件.
　　
　　六、改進措施建議
　　
　　根據(jù)以上的聲響起因分析,其形成有“必要和充分條件”,如要改變聲響的必要條件,也就是要消除脫流渦列,目前是不可能而且也不現(xiàn)實,但如改變聲響充分條件,也就是改變彈性系統(tǒng)的振動頻率,即可消除或避開聲響.任何聲音都是由物體振動所形成,而且有一個固有的振動頻率.機組的異常聲響,也是振動引起,由水流彈性系統(tǒng)和機械彈性系統(tǒng)組成比較復(fù)雜的多因素的振動系統(tǒng),它也有固有振動頻率.本文設(shè)想改變漿葉的激振頻率,也就是通過改變機械彈性系統(tǒng)的振動頻率,同時改變水流彈性系統(tǒng)對漿葉的激振影響.
　　
　　由于水力設(shè)計和結(jié)構(gòu)制造已定型,難以改變水力設(shè)計,也難以改變結(jié)構(gòu)來消除聲響.但根據(jù)水力機械的運行實踐經(jīng)驗,如對水流摻入適當(dāng)?shù)目諝?可改善漿葉尾部渦列的強度以及對漿葉的激勵振動;在水中滲進了空氣增加了水的彈性,會改變水輪機漿葉的激振頻率.鑒于城關(guān)電站機組聲響的特點和結(jié)構(gòu),建議利用已有的水輪機轉(zhuǎn)輪室漿葉前的測壓管接入高壓壓縮空氣(8KG/cm2),這種方法不涉及結(jié)構(gòu)問題,也不危及運行安全.
　　
　　鑒于已有四個測壓孔的直徑較小,補氣量可能有限,但本試驗只是為改變產(chǎn)生聲響的激振頻率,因此需用氣量并不會太大.這里需指出,在功能上與尾水管的真空破壞閥的補氣作用不同,并不是要破壞尾水管的真空,二者所需的氣量不可同語而言,本試驗的補氣必須在漿葉的的前部,而不是在漿葉之后的水流中.從機組并網(wǎng)空載運行時聲響自行消失的現(xiàn)象可看出,空載時電磁場所產(chǎn)生的不平衡磁拉力力也并不大(并網(wǎng)前后的機組轉(zhuǎn)動部件的振動和擺度都無明顯變化),由此可認為盡管測壓孔的孔徑較小,對試驗還是能滿足一定的要求,至少能有改善的趨勢.
　　
　　采用上述試驗后,取得了較好效果,經(jīng)進一步采取改良措施,已解決異常聲響題.