针对水轮发电机的安装应用方面，振动属于最常见的异常故障，因为不管是外界条件因素，还是在设计、以及安装方式上，都会在很大程度上对其振动产生影响。所以，相关单位在安装水轮发电机组期间，首先要做的工作就是事先明确安装设备的要求与方法，然后结合水电站工作模式进行安装方案的制定，同时要配备专业的安装技术人员，最大限度地把握安装精度，避免在机组运行过程中出现的振动问题，以此是提高安装精度，保障发电机组的正常运行，更稳定的输送电力能源，促进水电站的持续发展。
一、水轮机组振动分析
水电站发电机组的振动是由多种因素共同导致的，其中，机组的振动除由机械自身旋转或静止部位产生的以外，还需要综合分析发电机的电磁、机械和水力三种因素[1]。电磁因素：主要是因为电机的电磁失衡所致。例如：转子磁极线圈之间的短路、励磁回路的两点接地、气隙不均、三相不对称等。机械因素：旋转部件的自重不均衡；机组轴系偏心；轴承故障、轴瓦间隙调节不当，静、转动部件偏磨等。水动力因素：例如，在尾水管内产生的涡流造成振动；装置的工作位置与最优操作范围有偏差；蜗壳和导流叶片的导流不均匀对叶轮入口流动的影响等。调速器调整后的单元若发生振荡，导致导叶抖动产生的机组振动等。
二、水电站发电机组振动控制处理
（一）避振运行
为了保证电力系统的经济性，在每个单元中都要尽量避免产生振动和空蚀的操作区域。水电站大都以发电为主体，其水头和流量变幅很大，最高水头和最低水位相差数十米不在少数，在发电过程功率调节导叶开度增大情况下，用水量大，尤其是在偏离最优工况时，在此条件下，转轮叶片的进水流产生冲角，水流冲击叶片，造成导水机构异常振动。确保导叶开度在最优工况工作能减少水力激振力，并减少流道的空蚀能有效减少机组异响和振动，同时机组运行要避开和水工建筑物的固有频率共振区域，能有效减少机组的异常振动。
（二）尾水管适时适量补气
当水轮发电机组处于非正常工作状态时，在其出水流道中会产生大量的涡流，并且会产生空化效应，造成水力波动。特别是当大尺度的旋涡形成时，该旋涡以接近恒定的速度绕着管道旋转，导致了流动中的低频压力波动。在输水过程中，压力波动将引起尾水管、转轮、导水机构、蜗壳和压力管道等部位的振动。分析水轮发电机组中存在的主要问题，即振动、摆度、功率摆度等因素。为了减小尾水旋区的压力波动，水电站要采取尾水管补充空气，其关键在于天然补充空气的数量。水轮机尾部管道的负压值越大，空化效应越大；数值越低，水资源利用率越低。水电站在超出其最优工作状态的情况下，对其进行定期监控，一旦发现真空超出预定值，就通过调整补气短管阀口，对其进行调整，将其保持在某一范围内，通过实践，在低于海拔1000米的地方，其真空度应为13.33-20 Kpa。当机组处于高负载工况时，由于补气阀的存在，造成了系统的效能降低，这时，应关闭补气阀，以减少尾水管涡带波动的压力，从而达到减少机组震动的目的。在加压操作过程中，要注意真空不能过小，否则会导致水分的过度损耗[2]。
（三）加强对发电机轴承的维护
由于推力头部与主轴之间的配合不严、卡环的非对称挤压、止推头部与镜板之间的垫片变形或损坏等原因，导致工作时大轴摆动幅度时大时小，出现失稳现象。在轴瓦间隙不均匀、轴瓦和螺栓松动、轴承润滑、散热不佳、轴承与挡漏圈偏心等情况下，都会产生干摩，从而导致设备产生侧向振动。主轴不合格及轴承故障导致的振动一般与转速及输出功率有关，当转速增加或输出增加时，则会加剧。在维修过程中要重视水轮发电机组的轴心对准问题，把回转中心线调整至水轮发电机组中线上，并作为质量评定标准，但如果其偏差过大，将严重影响机组的安全稳定运行。调节装置的重心，与推力瓦的力协调一致。在调节推力片的作用力时，要保证推力器在转子腔的正中央，同时还要保证每个推力器的受力都是均衡的，通过调节导轴承的余隙量，使得马达轴法兰、导轴承轴颈、集电环等零件的摆度达到规定的标准。在使用过程中要注意对轴承进行监控，并对出现的问题进行及时的解决，以避免因止推、导承的质量问题引起的大范围的震动或失效。
（四）注重过流部件修复
当叶片、流道形状及大小差异太大时，流经叶轮的水流将会发生不均衡的侧向力，从而导致转轮发生不平衡的侧向力，引发转轮振动。导叶在流动过程中产生的卡门涡会引起固定导叶、活动导叶及叶轮的共振，在共振过程中，除了噪音较大之外，在共振状态下，叶片的动态应力较大，加之振动的高频特性，很可能导致涡轮出现疲劳乃至破坏。另外，在水流通过水轮机组的空腔气蚀和缝隙射流也会引起较大的振动与噪声。在维修过程中，要着重对过流元件进行修理，在调节导流片间隙时，要关注导叶叶道的间隙尺寸和导叶道的粗糙度，以达到平均速度分配以减缓压力波动的目的。在进行汽蚀修补时，应注意叶片出水口厚度、叶型曲线和表面粗糙度等因素，以减小空化和涡流对叶片的冲击。
结束语
综上所述，通过对发电机安装中出现的振动原因进行分析，除了人工作业失误以外，其内部也有导致振动异常的原因，所以，在发电机出现振动异常时，首先要做的就是从多个方面对振动原因进行分析。可以尝试从硬件方面分析，比如运行过程中突然出现无规则的异响并伴随机组振动时，该水轮发电机组出现振动的原因是机械；如果三相电流发生失衡的话，负荷值恒定，但是振动会随着磁电流的变化而变化，此时导致振动出现的原因主要是因为转子绕组出现匝间短路，也就是常说的电磁因素；如果机组运行时产生规则的啸叫声伴随振动，则多数是流道内产生的涡流造成振动。总而言之，针对水轮发电机组试运行中的振动问题，必须要深入分析研究，以此来保障发电机组的正常运行。
参考文献
[1]牟法海,王博磊,杨一盈等.发电机滑环轴不稳定振动的原因分析与处理[J].电机技术,2023,(06):36-39.
[2]肖微,韩承灶,陈柳等.抽水蓄能电站水泵水轮机组及厂房振动规律研究[J].水电与抽水蓄能,2023,9(04):10-19.
