某电站水轮机振动测试及其可靠性分析
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摘 要：对于现在电力行业不断发展的过程中，要想全面提高电力自身质量，就需要在采用水利发电的过程中对发电设备的可靠性有一个全面保障，这样对于提升电力发展起到非常重要的作用。在目前水利发电中使用的设备主要在于水轮机，这就需要在进行水利发电之前对水轮机自身震动性能进行有效测试，并对水轮机自身可靠性进行全面分析。在这个过程中需要对水轮机运行中涉及的相应数据有一个全面了解，并根据发电现场的主轴摆度和质量进行深入研究，促使水轮机在发电中产生的数据能够与规定数据相符合，进一步提升其可靠性。
在对现在水利发电中使用的水轮机设备进行深入分析中，了解到在其中使用的水轮机机组振动把本身就是一项非常复杂的问题，其主要因为在使用水轮机进行发电的过程影响其自身机组振动的因素非常多，不仅仅包括轴轮的偏移和其他方面振动，还包括安装过程中和水利振动等原因，这些因素的出现对水轮机正常使用产生非常严重的影响，对整个发电过程的顺利实施起到严重的阻碍作用。针对于此就需要对水轮机组运行状态进行深入研究，总结运行中产生的数据，并根据相应数据推算机组稳定运行的可靠概率。
1 机组的振动测试及结果分析
1.1 测试工况及方法
在进行测试之前需要对水轮机的现有状态进行仔细观察，并通过对照分析的方法对水轮机在不同状态下的运行状态进行深入分析。主要进行变化测量的部分包括三个，第一，变速测试验，这一过程中需要将工况保持在小于正常值80%-30%之间。第二，变励磁试验，一般来说再进行这一试验的时候需要将工况控制在以25%为一个研究分割段的试验，即25%、50%、75%、100%这四种工况状态下的励磁变化试验。第三，在这个过程中还需要进行一定变负荷试验，其根本目的在于对不同负荷状态下的水轮机机组进行数据测试。
在上述试验中还需要采用三种传感器对数据进行实时记载，记录时的频率和时间都需要按照相应规定进行，这样对促使信号采集的真实性提高起到非常重要的作用。
1.2 实验结果与分析
在对上述之言中不同数额的水轮机运行中产生电量尽心全面分析中，发现在不同情况下水轮机产生有效研究数据还存在很大的差异。
2 摆度与质量偏心引起的振动和脉动水压力之间的关系
在水轮机运行的过程中，摆度与质量偏心引起的振动和脉动水压力之间存在某种联系，为了方便表达可以对在这个过程中出现的关系利用函数的方式进行全面表达。而且在对上述实验数据进行研究中发现这些数据本身就存在一定回归关系，因此在使用后水轮机进行水利发电的时候需要对数据之间存在的关联性进行全面考虑，并对出现数据偏差的现象进行有效解决，这样对保障水轮机正常运行起到不可忽视的作用。在进行数据分析中涉及的函数和方程式等笔者在这里也进行详细的说明。
通过计算，发现蜗壳进口、蜗壳末端、顶盖、尾管的脉动水压力之间有很强的相关性。它们的相关系数矩阵详见图1。
式中z为机组平稳运行时的界限值；z（x1，x2）就是上导摆度与质量偏心引起的振动x1和脉动水压力x2之间的函数关系。有了极限状态方程，就可以进行转轴摆度的可靠度分析了。在这里，我们将用结构可靠度分析中的几何法来计算转轴的可靠度指标β。几何法的原理立足于可靠度指标β的几何意义，采用优化方法，直接寻找标准正态空间内原点到失效边界的最短距离，以求得可靠度指标β值。几何法的特点是避免了极限状态方程线性化带来的误差，精度高。
3.2 主轴平稳运行的可靠度分析
设主机大修的期限为4年，在4年内，平稳运行的摆度界限取为z=120μm。设质量偏心引起的振动x1和脉动水压力x2都为正态分布，并且相互独立。由表1可以计算出这两个随机变量的统计量，x1的均值和标准差分别为52.15、6.25；x2的均值和标准差分别为1.16、0.28。由几何法得到可靠度指标β=1.93。在平稳运行期间主轴的摆度不超越界限z=120μm的概率为97.32%。
结束语
在现在电力行业不断发展的过程中，采用水利发电对人们日常生活有非常大的影响。针对于这一方面就需要对水力发电中使用的机械设备进行全面分析。对于水利发电来说，其发电过程中使用的主要设备就是水轮机设备，但是这项设备在运行过程中经常会受到外界因素影响，使得运行数据与实际数据之间存在偏差，针对于这种情况就需要通过相应函数和回归方程的方式对影响水轮机运行可靠性因素进行全面分析，从根本上促使我国水力发电得到更好的发展。
参考文献
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