水电站同步发电机噪声产生原因及措施
王燕青
(内蒙古黄河工程管理局，内蒙古磴口015200)
[摘要] 机电设备运行时间较长，老化严重，导致机组噪声过大，直接影响设备安全和运行人员人
身安全。文章在分析机组产生噪声的原因后，提出了降低噪声的一些具体措施。
[关键词] 水电站；噪音；磁场谐波；径向力波
中图分类号：TV 52 文章标识码：A 文章编号：1009—0088(2012)06—0ll0一叭
1 基本情况
三盛公水电站是一座低水头径流式水电站，利用三盛公水
利枢纽北总干渠3．3 km处跌水落差发电。该电站有4台发电
机组，1、2、4号水轮机型号为2D760一LH一180，3号机型号为
2D630一LH一180。设计水头4．7 m，单机流量为15．3 m ／S，4
台机总过机流量为61．2 m ／S。额定转速为187．5 r／min，飞逸
转速为485 r／min。发电机型号为TS284／19—32，额定电压为
3 150 V，额定电流149 A，4台机组出力在2 000 KW左右。电
站于1967年5月第1台机组运行，至1977年8月4台机组全
部投入运行发电。由于机电设备运行时间较长，老化严重，导
致机组噪声过大，直接影响设备安全和运行人员人身安全。
2 发电机发出的噪音种类
通常发电机发出的噪音分为3种：①机械噪声，它主要是
轴承和电刷引起的，与所用材料、制造工艺和制造质量有关。
② 电磁噪声，电磁力作用在定、转子间气隙中，产生旋转力波或
脉动力波，使定子产生振动而辐射的噪声通称为电磁噪声。它
的主要来源是铁芯和机座的振动，机座的振动直接辐射噪声，
铁芯的振动通过机座或盖板上的孔向外辐射噪声，定子铁芯的
内表面在转子运行的过程中将受到分布电磁力的作用，这种作
用是产生电磁噪声的主要原因。③空气噪声。由于电机内部
通风的空气运动所产生的噪声。
以根据实际情况，在机坑铁盖板下加装一层吸音石棉垫，用于
吸收噪音。③保证发电机的正确安装与连接。一台发电机安
装连接的好坏，可以大大影响发电机本身及与之相连的原件的
振动情况。
由电磁分析可知，磁场谐波产生的电磁力为一系列不同频
率、不同分布的旋转力波，即径向力波，从定性的角度分析，将径
向分为3部分：①不随时间变化的力波，只使定子铁芯产生静变
形，因此不产生振动和噪声。②定、转子磁场自身的同次谐波作
用，从而产生的倍频力波。③定转子谐波间相互作用而产生的
倍频力波。值得指出的是，同步电机的径向力波及其振动和噪
声的频率为F=2 fir(r一(1、2、3、⋯⋯)，式中n为电网频率，即
同步电机的电磁噪声和振动频率与电网频率成整数倍的关系。
在机组带负载时，比较重要的力波是主极磁场U次谐波与
电枢磁场的V次谐波相互作用产生的，这些径向力波作用在定
子轭上也引起电磁噪声，其中起主要作用的是电枢绕组齿谐波
磁场，尤其是一阶谐波磁场的影响最大。其径向力波频率F=
(u±p)／=P[(2r+1)±1]fl(r=0、1、2、⋯⋯)，因此有结论：把
转子励磁绕组产生的磁场中的一阶磁导齿谐波和同极对数同
频率的定子绕组中的电枢电流产生的一阶绕组齿谐波叠加，形
成合成一阶齿谐波，这个合成一阶齿谐波和主极磁场及对数u
与定子槽数zl最接近的2个或3个谐波相互作用于所产生的
径向力波引起的电磁振动和噪声，就是同步电机负载时的电磁
噪声的主要成份。
3 降低噪声的措施 4 结语
在降低噪声中，着重从降低机械和电磁声方面，对设备进
行整改，空气噪声可以忽略。在降低机械噪声的措施中，可以
从以下几个方面着手：① 确保转子的静平衡，这点可以通过设
备出厂时进行严格的转子平衡试验加以保证。② 降低定子动
态振幅和控制电机的声辐射。为达到此目的，可以采用弹性联
结件，加强定子的钢度，加阻尼措施以及采用其它吸收声音的
措施加以改造。在实际应用中，由于定子的铁芯轭的厚度已经
固定，加强钢度和加阻尼措施的方法，实施起来有一定困难，可
从以上可以得到结论，要降低电磁噪声，从以下几方面着
手：① 保证转子和定子轴心同心。②尽量减小逆序。③定、转
子铁芯的磁导要均匀。④增加径力波阶数。
(
