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摘要：近些年来，随着水力发电厂建设步伐的不断加快，大量新建水力发电机组纷纷投入运行。但是，应当注意的是，由于水电厂相关设备在制造、安装、调试以及验收等等多个方面均存在着不少问题，因而导致许多机组运行过程中的稳定性相对较差，振动的摆度也严重超标，对于机组的轴系、主轴以及驾机等均造成了机械损伤，对于机组运行过程的安全性带来了严重影响。因此，本文针对水力发电机运行稳定性的监测以及振动等故障的分析和处理进行了探讨。
关键词：水力发电机组；运行稳定性；检测；故障
1.水力发电机组运行稳定性的监测
通过监测水力发电机组的运行稳定性，能够对不稳定区域内的危险运行工况进行及时掌握，避免运行危险点，以便于能够将机组的使用寿命延长，为了能够及时掌握机组的运行状态，需要针对不同的机组进行大修或小修，这样能够对检修的效果进行全面有效的了解，从而，奠定机组的基础检修状态。有关水力发电机组在目前已经能够发展和应用较为稳定的监测系统，主要有3个组成方面：上位机服务器、信号采集单元、传感器预处理等。
1.1传感器测点的相关布置
水力发电机组运行的稳定性通常会受到水力、电气、机械等多方面因素的影响，因而，系统的整体设计通常会按照7路压力脉动、12路振动测点、1路抬机量、6路摆度测点等。对于传感器的整体性能，其需要进行良好的数据检测。一般情况下，只要其主电路的传输装置较为正常，其传感的效果会更为显著。
1.2预处理及信号采集单元
此单元的主要构成部分有：集线器、共享器、逆变电源、液晶显示器、鼠标、键盘、信号采集单元以及传感器的电源箱等此部分主要采用双工业级主板，信号采集单元的主要功能是采集各路开关量、模拟器以及键相等信号，将所采集信号传输到预处理单元。预处理单元的主要功能是有效的分解系统采集以及传输的数据，提取系统需要分析的各信号特征值，例如：随机信号、转频信号的相位、振幅以及频率等，然后，对于数据的整理与分类需要根据机组不同的运行状态来进行，将不同测点的运行趋势，作为整个系统的故障、分析、监测的数据来源。
对于不同单元格的信息需要进行单元的正确分配。对于不同的参数需要进行相应的信息集成的处理。这样，其信号的预处理效果会更为显著。最终使得信号单元采集的数据更为精确。
由于在进行信息单元的监测中，其机组的各种性能会得到不同层面的变化。这样会使得机组的整体运行还存在一定的缺陷。因此，对于信息单元的采集需要进行模块化的信息处理。并做好系统数据的相关分析，最终达到良好的监测效果。
1.3上位机服务器
对于上位机的服务器需要进行较为集中的处理。一般情况下，可以利用其信息的整体变化。让各个服务器得到相应的监督。同时，对于各个信息流其需要进行信息的整体整合。从而使得上位机服务的效果更为显著。对于上位机服务器，其主要是要实现其多方面的功能。
该部分的主要功能如下所示：
（1）分析信号相关趋势，在能够向用户提供专有分析工具的同时，还能够从多种角度对系统的运行情况进行灵活的分析，对于数据检索可根据机组长期的运行之后自身的状态情况来定，对于不同时期机组的运行趋势可根据所得的数据信息来判断。
（2）在水电厂出现重大故障时，为了确保机组运行的相关安全性，可通过网络传输联系专家进行及时的维护和咨询。对于水电体系出现的整体状况，我们需要进行综合性的故障检测。最终达到较为理想的检测效果。
1.4选择环境参量
由于受到机组工况的影响，水力发电机组的振动情况需要进行充分的考虑。因此，系统引入了几个环境参量：励磁开关、无功功率、接力器行程、有功功率和接力器行程等环境参量。
2.水力发电机组的振动故障及处理
2.1水力发电机组的振动故障
（1）机械振动
在水力发电机组的正常运行过程中，最容易导致振动故障的就是机械振动，其主要是因为机组的轴线不正，或者是转子质量没有处于平衡的状态等，受各种因素的影响，因为机组轴线不正，导致水力发电机组振动并不算严重，但是转子质量没有处于平衡的状态下，使得水力发电机组产生振动就会非常严重。一般来讲，转子质量不能达到一种平衡的状态，就会导致中心和轴线之间发生偏离，无法处于同一条水平线上，从而导致水力发电机组发生振动。导致机械振动的原因还有很多，即水力发电机组结构或轴系刚度不足，会导致机组既有的频率有所下降，进而导致发生振动；推力轴承制造或者调整不良也会导致发生机械振动，而如果振动频率在接近部件的既有频率时，就会产生共振；轴密封调整不合适，就会导致密封的周围所承受的压力不均匀，受热也不均匀，从而使得轴密封发生局部弯曲，最终引发振动。
（2）电磁振动
电磁振动会直接威胁到定子和转子之间的间隙磁通量，而发生电磁振动的主要原因是因为定子和转子之间的间隙分布并不均匀所造成的，在水力发电机组的运行过程中，定子和转子磁场的轴心一旦没有重合或励磁场绕组匝间发生短路等现象，都会导致定子和转子之间的间隙不均匀，从而引发电磁振动。
（3）水力振动
水力振动在一定程度上与机械振动相同，都是振动中最为常见的故障类型，在水力发电机组实际运行过程中，造成水力振动的主要原因有很多，即空气的气蚀和水力不平衡等。其中空气气蚀主要是因为空腔内部产生的气蚀所造成的，在发生这种状况的时候，会导致水力发电机的垂直振动强度大大增加，而如果由于水力不平衡，导致机组发生振动，就会使得转轮中的水流不平衡，这样一来，在失去轴对称时，会产生不平衡径向力，从而导致发生水力振动。2.2水水力发电机组的振动故障及处理
在水力发电机组发生故障的时候，应该准确判断故障的具体特性，并快速确认解决故障的实际方法。实际上，为了判断故障振动的具体原因，应从多角度和方向进行反复观察和探究，只有这样，才能够得出造成振动的具体原因。首先，应详细查找和分析故障，为了便于查找，可以采用振动故障检测试验的方式方法。通过利用排除法，深入探析水力发电机组故障，从转子质量平衡状况开展，如果在试验中，上机架的振动会随转速的增加不断增加，这就说明转子质量的平衡性较差，这就需要工作人员切实根据故障的实际特性加以针对性处理。另外，还可以对励磁电流和负荷进行试验研究，一直到检查出造成振动的主要原因。
（1）在处理机械振动中遇到的故障时，应该全面遵从：要提高制造精读和安装质量，以确保机组轴线的对正；防止磁轭运行中产生不均匀径向外移，使转子质量处于平衡状态；为确保机组的稳定运行，在结构设计上要做到静、动态刚度够强；调整各块轴瓦受力均匀，以保证推力轴承处在平衡的状态；采用无接触式的密封结构，使密封周围受力一致。
（2）在处理电磁振动方面的故障时，要优化分数槽发电机的钉子接线方式，还要对其产生的振动进行分析；在铁心堆叠时，应采用分段压热的方法，保证温度；在电力系统中，要设置发电机阻尼绕组，从而减小负序电流。
（3）在处理水力振动中遇到的故障时，要按照：对真机采取避振运行；适当增大设计间隙，以防止水力自激振动产生；优化转轮上冠型线；对涡带运行区域进行轴中心自然补气。
3结语
总而言之，为了确保水力发电机组可以安全稳定运行，并获得良好的经济效益和社会效益，就应确保水力发电机组的安全、高效工作，对水力发电机组运行进行稳定性监测，一旦发现故障，必须积极采取与之相适应的对策，及时修复故障，以此推动水力发电行业的健康可持续发展。
参考文献：
[1]谢辉，王玉亮.关于水力发电机组运行稳定性监测与故障探究［J］.城市建设理论研究，2015（21）.
[2]彭立.水力发电机组故障预测及维护探讨［J］.科技创新与应用，2015（32）：125