[发明专利]一种确定水轮机动静干涉振动传递路径的方法

说明书

本发明公开一种确定水轮机动静干涉振动传递路径的方法。通过对水轮机从上游侧到下游侧的过流部件的测试得到水轮机的动静干涉频率，以自相关分析判断水轮机各过流部件是否存在动静干涉振动频率，以互相关分析来研究水轮机动静干涉振动是否存在振动传递，以自功率谱和互功率来确定动静干涉振动的传递率，从而得到动静干涉振动的传递路径。本发明可以应用于水轮机动静干涉振动传递路径的确定，以便对动静干涉振动传递路径进行判断，有效加强过流部件的刚度，避免产生较大的振动，对机组安全运行造成不利影响。

技术领域

本发明涉及一种水轮机振动领域，尤其涉及一种确定水轮机动静干涉振动传递路径的方法。

背景技术

传递路径是指振动由振动源经由特定的媒介物传递至接受结构所经过的物理介质，在水轮机中，振动传递是由振动源，即动静干涉振动频率产生位置向上游侧和下游测传递，这里振动的传递会由于所经过的部件的刚度和频率，从而产生振动增大或减小现象。

水电机组与基础振动的所有能量来自流体，做功介质也是流体，因此水力振动是最主要的振源。水泵水轮机的动静干涉作用从根本原因上来说也是过流部件的脉动现象的一种，其会引起机组振动。

对于顶盖和蜗壳内部以及其向上、下游振动路径的传递，我们应用互相关函数的时移性，即在同一振源作用下，在不同的地方或部位进行测量时，得到的记录x_n和y_n在相位是不同的。互相关函数给出了在频域内两个信号是否相关的一个判断指标，把两测点之间信号的互功率谱与各自的自功率谱联系了起来。它能用来确定输出信号有多大程度来自输入信号，这种方法有效的表示了两组数据之间的依赖关系。

试验表明，水轮机动静干涉水力振动传递的路径一般会从转轮、蜗壳、引水管、基础向上游侧传递，并同时从转轮、锥管、肘管、尾水管、基础向下游侧传递，这两种传递路径的水轮机动静干涉水力振动最终均会传递到上游侧和下游侧的混凝土，振动方向可分解成轴向振动和径向振动，当动静干涉振动与转轮、顶盖、或基础建筑的固有频率相吻合时将导致机组和厂房振动加大，并对其造成破坏，目前，国内一些电站机组转轮裂纹或厂房振动与之有一定关系，因此对动静干涉振动频率须加以避开。

发明内容

本发明的目的是提供一种确定水轮机动静干涉振动传递路径的方法，以判别水轮机动静干涉振动如何传递的问题。本发明技术方案包括如下步骤：

1)在蜗壳进口、导叶与转轮间+X方向、导叶与转轮间+Y方向、底环与转轮间+X方向，顶盖与转轮间+X方向，固定导叶与活动导叶间，肘管，锥管的0.4倍转轮出水边公称直径上游侧和锥管的0.4倍转轮出水边公称直径下游侧布置差压变送器，拾取压力脉动信号将测得的压力脉动信号转化为0～5V的电压信号，经过被数据采集器接受，测得动态时水轮机各个部位的压力脉动的主要频率；

2)在水轮机的引水管，顶盖+X，-X，+Y，-Y四个方向，蜗壳+X，-X，+Y，-Y四个方向，锥管、肘管内侧、外侧，尾水管上布置加速度振动传感器，拾取振动信号将测得的振动信号转化成0～5V的电压信号，经过被数据采集器接受，测得动态时水轮机各个部位的振动的主要频率；

3)对水轮机测得的振动频率和压力脉动频率进行对比分析，确定测得的振动频率和压力脉动频率是否一致，当一致时，得到水轮机的测试动静干涉振动频率；

4)对引水管，顶盖+X，-X，+Y，-Y四个方向，蜗壳+X，-X，+Y，-Y四个方向，锥管、肘管内侧、外侧，尾水管部位的水轮机动静干涉振动频率进行自相关系数分析，当自相关系数不等于零时，进行各部件的自功率谱分析；

5)对引水管，顶盖+X，-X，+Y，-Y四个方向，蜗壳+X，-X，+Y，-Y四个方向，锥管、肘管内侧、外侧，尾水管部位的水轮机动静干涉振动频率进行互相关系数分析，当互相关系数满足条件，互相关程度为实相关以上时，进行各部件之间的互功率谱分析；