四、異常聲響與發(fā)電機(jī)電磁埸的關(guān)系
　　
　　一號(hào)機(jī)在啟動(dòng)程序試驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)一個(gè)特殊現(xiàn)象,當(dāng)發(fā)電機(jī)做短路試驗(yàn),勵(lì)磁電流達(dá)到一定值時(shí)、或機(jī)組并網(wǎng)后,異常聲響聚然消失.這說明電磁埸對(duì)機(jī)組的異常聲響有著直接的關(guān)系.
　　
　　水輪發(fā)電機(jī)組根據(jù)物理性能可分為四個(gè)系統(tǒng):
　　
　　1,水流系統(tǒng)2,機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)(彈性振動(dòng)系統(tǒng))3,機(jī)械固定系統(tǒng)4,電磁系統(tǒng)
　　
　　機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分,包括轉(zhuǎn)子、主軸、轉(zhuǎn)輪、漿葉等.由于其相對(duì)剛度較低,在實(shí)際上是一個(gè)彈性振動(dòng)系統(tǒng).
　　
　　由于水流所激發(fā)的機(jī)組的各種機(jī)械性振動(dòng)(或異常聲響),其特點(diǎn)是振動(dòng)體的一部分或全部位于流體中,因而它不是一個(gè)孤立的機(jī)械系統(tǒng).也就是說,在產(chǎn)生振動(dòng)過程中,流體與振動(dòng)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(dòng)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(jī)組加上勵(lì)磁電流后異常聲響消失的原因.
　　
　　在理論上以及實(shí)際運(yùn)行中,以下情況可造成電氣方面的機(jī)組振動(dòng):
　　
　　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(shí)引起的作用力;
　　
　　4)發(fā)電機(jī)在不對(duì)稱負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的力;
　　
　　但對(duì)于城關(guān)電站機(jī)組而言,電氣方面的因素并非造成機(jī)組的振動(dòng),而是以上第1)及2)條因素,對(duì)水輪機(jī)彈性系統(tǒng)和水流系統(tǒng)的振動(dòng)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(jī)組的異常聲響的主導(dǎo)成因可歸納為:
　　
　　1)由于水輪機(jī)的導(dǎo)葉和漿葉處于小開度時(shí),水輪機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)工況點(diǎn),漿葉出口處產(chǎn)生葉型渦列,渦列與彈性漿葉相互激勵(lì),并使?jié){葉達(dá)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(lì)磁電流后,引起周期性磁拉力分量.這個(gè)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(gè)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(jìn)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(shí),但如改變聲響充分條件,也就是改變彈性系統(tǒng)的振動(dòng)頻率,即可消除或避開聲響.任何聲音都是由物體振動(dòng)所形成,而且有一個(gè)固有的振動(dòng)頻率.機(jī)組的異常聲響,也是振動(dòng)引起,由水流彈性系統(tǒng)和機(jī)械彈性系統(tǒng)組成比較復(fù)雜的多因素的振動(dòng)系統(tǒng),它也有固有振動(dòng)頻率.本文設(shè)想改變漿葉的激振頻率,也就是通過改變機(jī)械彈性系統(tǒng)的振動(dòng)頻率,同時(shí)改變水流彈性系統(tǒng)對(duì)漿葉的激振影響.
　　
　　由于水力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)制造已定型,難以改變水力設(shè)計(jì),也難以改變結(jié)構(gòu)來消除聲響.但根據(jù)水力機(jī)械的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),如對(duì)水流摻入適當(dāng)?shù)目諝?可改善漿葉尾部渦列的強(qiáng)度以及對(duì)漿葉的激勵(lì)振動(dòng);在水中滲進(jìn)了空氣增加了水的彈性,會(huì)改變水輪機(jī)漿葉的激振頻率.鑒于城關(guān)電站機(jī)組聲響的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu),建議利用已有的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪室漿葉前的測(cè)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(yùn)行安全.
　　
　　鑒于已有四個(gè)測(cè)壓孔的直徑較小,補(bǔ)氣量可能有限,但本試驗(yàn)只是為改變產(chǎn)生聲響的激振頻率,因此需用氣量并不會(huì)太大.這里需指出,在功能上與尾水管的真空破壞閥的補(bǔ)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(yǔ)而言,本試驗(yàn)的補(bǔ)氣必須在漿葉的的前部,而不是在漿葉之后的水流中.從機(jī)組并網(wǎng)空載運(yùn)行時(shí)聲響自行消失的現(xiàn)象可看出,空載時(shí)電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的不平衡磁拉力力也并不大(并網(wǎng)前后的機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的振動(dòng)和擺度都無明顯變化),由此可認(rèn)為盡管測(cè)壓孔的孔徑較小,對(duì)試驗(yàn)還是能滿足一定的要求,至少能有改善的趨勢(shì).
　　
　　采用上述試驗(yàn)后,取得了較好效果,經(jīng)進(jìn)一步采取改良措施,已解決異常聲響題.