第4章 涡带压力脉动对机组运行稳定性的影响

中间开度区为混流式水轮机涡带压力脉动引起的水力不稳定区，它可能会引起机组振动、厂房振动、噪声等，因而常被称为涡带振动区。

水力不稳定区和机组振动区在概念上有区别。水力不稳定区是水轮机的特性所决定并自然存在的；而严格的“振动区”是根据一定的振动标准人为确定的。笼统地认为涡带工况区就是机组的振动区并不全面、也不尽合理。

涡带压力脉动对水电站和电站机组运行稳定性的影响是多方面的，除引起和增大机组的振动、摆度，引起厂房振动和厂房内的噪声外，还能引起发电机功率摆动和功率振荡、引水管路和管路中水体的振动或共振，使水轮机效率降低等。但其中最主要、最常见的影响还是表现在增大机组的振动和摆度上。

涡带压力脉动对电站和机组运行稳定性的影响程度也有很大的不同，与机组的尺寸、水轮机的运行水头范围、水轮机的参数等多种因素有关。实际上，也与机组的机械状态，特别是机械缺陷有关。

涡带压力脉动是在尾水管壁上测量的，它并不直接作用在厂房或机组振动部件上。直接引起或影响厂房振动或机组振动的是涡带压力脉动产生的动载荷，而不是压力脉动本身。因此，分析、认识、处理和预防涡带压力脉动引起的各种振动问题，有时就需要知道涡带压力脉动形成的作用力。例如，如果需要进行机组或厂房振动部件的振动设计或振动预测时，就需要知道涡带力的幅值及其分布特性，作为输入振动系统的载荷。

从机组安全运行的角度，需要的往往是知道涡带压力脉动对机组稳定性影响的结果和程度。根据已有的测量结果，已经积累和掌握了一些直接根据压力脉动幅值近似地判断它对机组振动、摆度影响的经验，利用这些经验对涡带压力脉动的影响进行近似评价是可能和可行的。