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         一、水輪發(fā)電機組振動與動不平衡
        立式水輪發(fā)電機組的振動，雖然說有水力、電氣、機械三方面的原因，但是多數(shù)是由于發(fā)電機轉子質量不平衡所引起的。因為水輪發(fā)電機轉子體積大、重量也大，由多個部分組成，加工、組裝工藝很難保證平衡，并且也難以進行靜平衡試驗，即使做了靜平衡試驗也難以保證動平衡。轉子在靜止時并不產(chǎn)生不平衡力矩，當轉子以某一角速度旋轉時，卻會產(chǎn)生一個不平衡力偶。這種不平衡，做靜平衡試驗也是無法發(fā)現(xiàn)的，只有在轉子做旋轉運動時才會出現(xiàn)，故稱之為動不平衡。
         二、動平衡試驗條件
         轉子動平衡試驗首先要有振動測試條件，振動的測試方法大體有三種：百分表測振法；應變梁測振法和拾振器測振法。這中間第一種方法各電站都具備條件，就是用橋機吊著靜止重物，重物上吸一只帶有磁力表座的百分表，表的量桿垂直頂在被測物上。要選擇適當重量的試重塊，選擇試重塊的重量時，應使機組振動大小比原來有顯著區(qū)別，但為避免發(fā)生劇烈振動，也不宜加得太重，一般可根據(jù)在額定轉速下，該試重所產(chǎn)生離心力的允許值而定，也可以根據(jù)機組振動值的大小來確定。
         1．確定試加重塊的重量
         按試加重塊所產(chǎn)生的離心力，約為發(fā)電機轉子重量的0.5%~2.5％來確定試加重塊的重量。
           

  式中 P一試加重物的重量，N
          G—發(fā)電機轉子重量，N
          g一重力加速度，cm/s2
          R—試加重塊固定半徑，cm
          n—額定轉速，r/min
         對低轉速機組，式中的0.5%~2.5％取小值，對高轉速機組，則取大值。
         2．使試加重塊產(chǎn)生的離心力約為實際最大不平衡力的一半，而最大不平衡力在試驗前是難以確定的，可大致按每增加轉子重量的1％的離心力，其振動增加0.01mm的關系來決定試加重塊的大小，即：
        

式中 P一試加重物的重量，N
         μ—機組未加試重時的最大振幅值，mm
         G—轉子重量，kN
         g一重力加速度。cm/s2
         R—試加重塊固定半徑，10-2mm
         n—額定轉速，r/min
        這個公式比較適合高轉速機組。
        三、動平衡試驗方法
        三次試加重法是水電站對發(fā)電機轉子進行動平衡的常用方法。在機組無勵磁空轉時，測量機組振動，若機組振動過大，超過規(guī)定的允許值時，應進行動平衡試驗。
        三次試加重法就是順序地在發(fā)電機轉子的同一半徑互成120°的三點逐次加試重塊，分別啟動機組至額定轉速，并測記軸承所在機架各次的振幅值連同未加重所測得的振幅值共四個值，根據(jù)這四個振幅值求出轉子存在的不平衡力和方位。
        然而，在實際工作中，往往由于轉子本身條件限制，在同一平面、同一固定半徑上，很難精確分出互成120°的三等分，所測的振動值必然出現(xiàn)誤差，有時導致無法按公式計算出應加配重塊的重量，例如：表1數(shù)據(jù)是湖北省恩施州天樓地枕水力發(fā)電公司于2006年9月3日動平衡試驗數(shù)據(jù)。

    根據(jù)公式計算試加配重產(chǎn)生的振動值μP應為：
           

式中μP—試加配重產(chǎn)生的振動值
         μ1—第一點試加配重產(chǎn)生的振動值
         μ2—第二點試加配重產(chǎn)生的振動值
         μ3—第三點試加配重產(chǎn)生的振動值
         μ0一原始振動值
        但是將所測得的振動值代入上式后、繼續(xù)開方無意義，原因就在于，其一是所選取的試重塊偏小，其二是所選取的試重塊固定點由于條件限制，既不在同一平面，也不在同一半徑，試驗轉子磁極個數(shù)為10，沒辦法分成均等的三等分來固定配重塊，根據(jù)現(xiàn)場條件只好將不在同一平面和同一半徑的風扇螺孔也作為固定點。鑒于此，依照公式來求配重塊固定角α (μ1為最大振動值）：
         

       求得的固定角α，未必在現(xiàn)場有固定條件，依照上述試驗數(shù)據(jù)，在振動最小值向中間值偏移60°這個范圍內找到合適的試重塊固定點，測得振動值為0.028mm，按照在額定轉速下，轉子上不同的不平衡離心力反映在承重機架上就能測出相應的徑向振動值。對同一機組，振動值大小與不平衡力的大小成正比，即μ0：μ1：μ2：μ3=P0：P1：P2：P3，根據(jù)這一關系有：5.2：P0=2.8：(P0-2.5)，據(jù)此求出試加重塊P0=5.42kg。
        將2.5kg試重塊換成5.42kg永久配重塊固定可靠后，最后測得的振動值為0.007mm，符合現(xiàn)行規(guī)程GB/T 8564-2003要求，相當理想。
        四、結論
        在實際情況中，機組振動不可能由單一的動不平衡所引起，電磁及水力影響也或多或少地起作用，是一種綜合性的因素。無論采取哪種方法，都會產(chǎn)生計算誤差，其值與其他方面干擾的大小及所測數(shù)值的精確度有很大關系，也不可能完全消除振動現(xiàn)象。此種動平衡試驗方法，雖然有些偏離理論計算，但是依據(jù)充分，是許多中小水電站值得借鑒的方法，相比大中型電站而言，中小型電站技術力量薄弱，實地測試條件相對較差，雖然試驗測試中可能次數(shù)多一點，但是仍然能夠有效地解決運行中的發(fā)電機轉子不平衡問題。