四、异常声响与发电机电磁埸的关系
　　
　　一号机在启动程序试验过程中,发现一个特殊现象,当发电机做短路试验,励磁电流达到一定值时、或机组并网后,异常声响聚然消失.这说明电磁埸对机组的异常声响有着直接的关系.
　　
　　水轮发电机组根据物理性能可分为四个系统:
　　
　　1,水流系统2,机械转动系统(弹性振动系统)3,机械固定系统4,电磁系统
　　
　　机组的转动部分,包括转子、主轴、转轮、浆叶等.由于其相对刚度较低,在实际上是一个弹性振动系统.
　　
　　由于水流所激发的机组的各种机械性振动(或异常声响),其特点是振动体的一部分或全部位于流体中,因而它不是一个孤立的机械系统.也就是说,在产生振动过程中,流体与振动体以及电磁埸之间存在相互作用,相互影响.因此,只有将(水体—弹性振动系统—电磁)三者作为关连系统来研究,才能反映问题的本质,才能解释机组加上励磁电流后异常声响消失的原因.
　　
　　在理论上以及实际运行中,以下情况可造成电气方面的机组振动:
　　
　　1)周期性磁拉力分量;
　　
　　2)转子与定子之间有不均匀的气隙引起的作用力;
　　
　　3)转子短路时引起的作用力;
　　
　　4)发电机在不对称负荷下运行时产生的力;
　　
　　但对于城关电站机组而言,电气方面的因素并非造成机组的振动,而是以上第1)及2)条因素,对水轮机弹性系统和水流系统的振动频率产生干扰作用.改变了在84~108转速下,浆叶的激振频率,从而改变了异常声响的形成条件.
　　　　　　
　　五、异常声响主导因素小结
　　
　　通过以上分析,城关电站机组的异常声响的主导成因可归纳为:
　　
　　1)由于水轮机的导叶和浆叶处于小开度时,水轮机运行工况点远离设计工况点,浆叶出口处产生叶型涡列,涡列与弹性浆叶相互激励,并使浆叶达到较大的振幅值,一旦边界条件改变或外部因素的干扰,导致振幅突变,从而发出声响.
　　
　　2)由于的转子与定子之间的气隙不均匀,当转子通入励磁电流后,引起周期性磁拉力分量.这个分量通过主轴、转轮等弹性体系,最终传至浆叶上,从而改变浆叶的激振频率,致使异常声响的消失.
　　
　　3)异常声响是一个多因素的、复杂的、综合成因,除上之外还有其它各种制约条件.
　　
　　六、改进措施建议
　　
　　根据以上的声响起因分析,其形成有“必要和充分条件”,如要改变声响的必要条件,也就是要消除脱流涡列,目前是不可能而且也不现实,但如改变声响充分条件,也就是改变弹性系统的振动频率,即可消除或避开声响.任何声音都是由物体振动所形成,而且有一个固有的振动频率.机组的异常声响,也是振动引起,由水流弹性系统和机械弹性系统组成比较复杂的多因素的振动系统,它也有固有振动频率.本文设想改变浆叶的激振频率,也就是通过改变机械弹性系统的振动频率,同时改变水流弹性系统对浆叶的激振影响.
　　
　　由于水力设计和结构制造已定型,难以改变水力设计,也难以改变结构来消除声响.但根据水力机械的运行实践经验,如对水流掺入适当的空气,可改善浆叶尾部涡列的强度以及对浆叶的激励振动;在水中渗进了空气增加了水的弹性,会改变水轮机浆叶的激振频率.鉴于城关电站机组声响的特点和结构,建议利用已有的水轮机转轮室浆叶前的测压管接入高压压缩空气(8KG/cm2),这种方法不涉及结构问题,也不危及运行安全.
　　
　　鉴于已有四个测压孔的直径较小,补气量可能有限,但本试验只是为改变产生声响的激振频率,因此需用气量并不会太大.这里需指出,在功能上与尾水管的真空破坏阀的补气作用不同,并不是要破坏尾水管的真空,二者所需的气量不可同语而言,本试验的补气必须在浆叶的的前部,而不是在浆叶之后的水流中.从机组并网空载运行时声响自行消失的现象可看出,空载时电磁场所产生的不平衡磁拉力力也并不大(并网前后的机组转动部件的振动和摆度都无明显变化),由此可认为尽管测压孔的孔径较小,对试验还是能满足一定的要求,至少能有改善的趋势.
　　
　　采用上述试验后,取得了较好效果,经进一步采取改良措施,已解决异常声响题.