（1吉林敦化抽水蓄能有限公司吉林省133700；
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摘要：在我国电力需求的拉动下，水力发电机组进入了快速发展的时期，机组规模与技术水平都有了大幅度的提升。水力发电机组作为工业机组，其设备结构复杂，体积庞大，在运行过程中容易受到内外部因素的影响，出现故障，从而影响水力发电机组的正常运行。为此，本文分析了水力机组运行稳定性监测方法，并阐述了水力发电机组故障维护措施。
关键词：水力发电机组；稳定性；监测；故障
引言
随着国民经济持续增长，工业现代化进程不断加快，资源和环境问题日益突出，能源供应紧张，为了解决经济发展中的能源及环境问题，国家加大了对水电事业的投入和开发。水力发电具有较多优势，合理利用水资源，不仅能够预防各种洪涝灾害，同时也能满足电力需求，并改善环境。因此，加大对水力发电机组稳定性的研究是十分必要的。
一、水力机组运行稳定性监测
水力发电机组运行监测测量参数及测点的布置需要根据试验目的和机组的结构具体确定。下面从水力发电机组运行稳定性试验（分析）角度出发，以常见的悬式及伞式混流式机组为例，对测点布置、试验工况、运行稳定性分析等方面进行探讨。
1、试验测点布置
测点布置是试验的重要环节，通过科学合理的测点布置能够提高试验结果的准确性，并准确反映出机组运行情况，如果测点布置不准确则会影响试验结果的准确性，导致数据不真实，影响对机组运行稳定性的监测判断。
1.1水力机械振动、（主轴）摆度测点布置及测量仪器
为评价机组的振动水平一般测量振动位移值，考虑到传感器的低频特性，一般采用速度型振动传感器，对于以暂态过程的振动测量分析为重点时，还必须考虑传感器的暂态响应特性是否能满足测量要求，考虑使用加速度传感器。振动应在机组的关键部件和部位上测量，如各导轴承和推力轴承的轴承座、支架及水力机械顶盖等位置，以达到对机组在不同运行工况下受机械、水力、电磁等不同因素所导致的振动进行分析的目的。一般在各导轴承座或支架的互成90°的两个方向上布置水平振动测点，在推力轴承机架上的振动测点，尽可能靠近旋转中心的一个或两个轴向方向上布置垂直振动测点，同时在径向布置水平振动测点。在水轮机顶盖上靠近旋转中心的轴向和径向两个互成90°的方向上分别布置垂直及水平振动测点。为分析机组运行过程中主轴的运行轨迹及动态空间轴线，分析主轴的对中及各导轴承的同心度、导轴承各方向的预载荷情况，需要在主轴径向靠近导轴承处两个互成90°的方向上测量主轴摆度，一般采用电涡流传感器测量。如果需要测量绝对轴振（主轴摆度）时，传感器应安放在固定于基础的支架上。为分析机组运行过程导致机架振动的主导因素、测试机组在暂态过程工况或某些运行工况下出现抬机或轴向串动现象还应在适当位置（如推力头镜板、连接法兰、刹车盘）安装测量主轴轴向位移的电涡流传感器。对于相位测量，可采用光电或电涡流传感器检测主轴脉冲信号。
1.2水压脉动测量部位
水压脉动一般在下述部位测量：①钢管末端蜗壳进口断面处；②水轮机转轮与活动导叶之间，转轮进口处；③上迷宫；④尾水锥管段；⑤如有条件，尾水管肘管进口处、中部及出口断面处。对于混流式水轮机而言，以上测点布置可以满足大部分情况下的常规运行稳定性分析的要求。对某些特殊情况可能还需要监测，如功率、导叶扭矩、轴承支架应力变化等。
1.3试验实际工作情况
一般来说，试验的实际机组情况与目的的不相同，试验的实际工作情况也存在差别，具体有4种试验方式。
（1）调相试验
通常情况下不会采取调相试验，当水力发电机组有调相任务或判断机组存在故障时会进行调相试验。
（2）变负荷试验
这种试验方法主要是通过改变水力发电机组运行时的各项参数，来达到对水力发电机组运行时稳定性的探究。
（3）暂态过程试验
通过对水力发电机组进行开停机器以及甩负荷过程来进行试验。
（4）变转速试验
通过改变水力发电机组转速，在不同转速下测量不同的数据，对水力发电机组工作运行稳定性最佳的转速进行分析与计算。
二、水力发电机组故障维护措施
一般来说，水力发电机组故障产生的主要原因是由于震动引起的，但产生震动的原因是很多的，其中主要包括水力、电磁以及设备本身等。所以在对水力发电机组进行分析的时候，除了要考虑它本身的震动数值外，还应该对引水系统的流体水压、电磁振动等多个角度对机组进行分析，综合考虑。
1、水力发电机组故障和解决措施
1.1水力发电机组故障的原因
机械震动。机械震动是水力发电机组故障的主要原因，也是常见的现象，根据科学原理，机械震动是因为设备中转子的质量不能维持平衡，同时机组方面的主线没有处在正中位置，因此轴承不能正常运转，导致摩擦不均匀。要知道，转子的质量一旦不平衡，便会使得设备重心偏离原位，不在本位，从而使得水力发电机组整体震动，虽然这种故障很常见，但解决起来并不麻烦。
（2）水力震动。当水力供给不平衡的时候，会引起空气对设备进行腐蚀，甚至发生卡门涡流的现象，从而导致震动的发生，这也是经常发生的故障之一。
（3）电磁震动。所谓电磁震动，就是因为定转子之间的距离不均等，导致定转子的磁场轴线没有处于统一轨道，使得磁组线之间发生短路现象。从而引起定转子之间的磁通量不对等，使得水力发电机组发生了故障。
1.2水力发电机组故障解决的措施
（1）试验分析法。试验分析法是通过多方面、全方位的试验去对水力发电机组进行测试和分析。在发电机组中，有不同的导轴系，在水力发电机组工作一定的时间后，它的部分导轴会震动得很厉害，在停止机械设备运转之后，可以发现，用于固定导轴承的螺钉有许多都处于断裂的情况，甚至导轴也有裂痕。因此除了试验之外，还需要对机组中的各个零件进行精密的检查和维护，要定期记录。
（2）故障法。故障法就是制造故障来对仪器进行测试和研究。比如故意制造震动，来研究震动加剧的原因，再或者进行转速试验，对转子的质量平衡对一下分析，同时，还可以进行励磁电流试验、带负荷等，多角度去研究问题所在。
2、解决水力发电机组故障的根本方法
水力发电机组结构复杂，机组运行离不开内部构件的支持，当水力发电机组冷却水供应不足或者机械震动等情况发生时，就不能平稳运转甚至停机，当出现故障未能及时控制就会影响机组运行，甚至出现更严重的后果。因此需要仔细检查冷却水供应装置是否正常，各项阀门设计是否合理，各部件内部稳定性是否足够，如果不符合标准，应该及时解决。对发电机组中的轴承要做一些稳定性测试，轴承不稳定，便会直接带来震动问题。检修人员要定期检查转轮，确保转轮的运转正常，连接点处于常规位置，如若不然，就需要重新定位安装。另外，还可以利用错频方法改善机组运行不稳定的情况，降低故障发生几率，提高机组运行效率。
结语
水力发电机组是水电工程系统运行的重要保障，也是水力发电站中的重要设备，水力发电机组运行的稳定性直接关系着水力发电站的经济效益和社会效益。水力发电机组系统复杂，在工作中很容易受到诸多因素的影响，从而产生不稳定性故障，影响机组运转。必须加强水力机组运行稳定性监测，通过监测结果分析评价，对存在的故障及时排查，并及时解决处理，提高机组运行效率，保证水力发电机组高效运行。
参考文献：
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[2]辛晟，郭磊.水力发电机组振动故障诊断技术综述[J].水利电力科技.2009（04）
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