[发明专利]一种确定水轮机动静干涉振动能量的方法

说明书

本发明公开一种确定水轮机动静干涉振动能量的方法。通过对水轮机的振动和压力脉动试验测试，对得到的水轮机的动静干涉频率进行振动和压力脉动能量谱分析与统计，当振动能量和压力脉动能量在水轮机上游侧到下游侧的各个部件统计规律一致时，确定水轮机各部位的动静干涉频率的振动能量。本发明可以应用于水轮机各部位的动静干涉频率的振动能量的确定，以便对动静干涉振动的能量进行评估，避免水轮机运行时的动静干涉振动对水轮机厂房和机组的固定部件造成破坏，保证发电机组长期稳定运行。

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能量的方法。

背景技术

目前，对于水轮机稳定性能的确定，主要以振动幅值和振速进行评估，但这种方法具有一定的局限性。振动幅值和振动速度只能反映由于系统的动态特性造成的不同激振力频率对系统的影响，而振动能量能够全面反映不同大小激振力频率对系统的综合影响，更加全而客观。

对于水轮机动静干涉振动而言，其振动幅值和振速无法准确描述其振动能量的大小，因此在测得动静干涉振动时，需要以功率谱密度统计或能量谱密度统计方法，对水轮机过流部件或固定部件的振动能量进行分析，这是由于水轮机动静干涉振动振动能量的产生，其具有一定的复杂性，为水力和机械、电磁共同作用的结果，使用能量来描述结构振动有很多优点，可以直观得到能量传输途径，为减振降噪提供指导。尤其在设计和试验阶段，准确识别水轮机活动导叶动静干涉振动频率能量的大小，对于判断动静干涉振动的危害性是有重要意义的。

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能量的方法，以解决水轮机动静干涉振动能量的问题。本发明技术方案为：

1)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；

2)在蜗壳进口、导叶与转轮间+X、导叶与转轮间+Y、底环与转轮间+X，顶盖与转轮间+X，固定导叶与活动导叶间，肘管、锥管0.4D上游侧和锥管0.4D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；

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相一致，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，尾水管部位测得的水轮机的动静干涉振动频率进行能量谱密度分析，对各部位能量谱密度在各个工况进行统计，得到能量值；

5)对蜗壳进口、导叶与转轮间+X、导叶与转轮间+Y、底环与转轮间+X，顶盖与转轮间+X，固定导叶与活动导叶间，肘管、锥管0.4D上游侧和锥管0.4D下游侧部位测得的水轮机的动静干涉的压力脉动频率进行能量谱密度分析，对各部位能量谱密度在各个工况进行统计，得到能量值；

6)从上游侧到下游侧，对水轮机测得的振动能量和压力脉动能量进行对比分析，确定测得的振动能量和压力脉动能量在各个部件的统计分布规律一致性，当一致时，得到水轮机各部位的动静干涉振动能量。

本发明要解决的主要问题有：

1、对水轮机的振动和压力脉动试验测试，准确得到水轮机的动静干涉频率的振动和压力脉动能量谱分析与统计数据；

2、振动能量和压力脉动能量在水轮机上游侧到下游侧的各个部件统计规律一致时，识别得到水轮机的动静干涉频率的振动能量。

工作原理