今日份干货——故障分类概述

故障诊断是依据振动特征及相关信息确定振动的原因。诊断的目的是将怀疑面尽可能缩小，为有针对性地检修提供依据。

机组的许多故障都可以引起振动的异常。不同的故障具有独特的、区别于其他故障的振动特征。诊断的核心是掌握这种特征。

故障诊断是一个从总体到一般的过程。通过逐渐缩小怀疑面，最后确定出具体的故障点。为此需要将各种振动故障按其原因分类。在遇到故障之后，首先要明确它属于哪一类型，在此基础上再做进一步分析。

振动按其产生的原因可以分为自由振动、强迫振动和自激振动三类。

自由振动是物体偏离平衡位置后，只靠其弹性恢复力维持的振动。振动的频率等于振动系统的固有频率。

物体在外力作用下激发的振动称为强迫振动，振动的频率等于激振力的频率。本文所讨论的强迫振动是指激振力是由不平衡引起的，因此振动的频率与转速一致（1X）。

自激振动是由系统自身的运动诱发的振动。自激振动的频率等于转子的一阶临界转速ω1，或等于转速的 1/2。

由于阻尼的存在，自由振动会很快衰减。在研究转子的弯曲振动时一般不考虑自由振动的问题。因此本文讨论的故障总体上只有强迫振动和自激振动两类。考虑到汽轮发电机组振动的特殊情况，本文又将强迫振动分为普通强迫振动和非定常强迫振动两类。

普通强迫振动是指振动是由质量不平衡引起的，其基本特征是振动的频率为转速的频率（1X），转速一定时振动是稳定的。

非定常强迫振动是指这样一类振动：振动的频率也为1X，但是振动的大小或相位是不稳定的。

机组振动总体分类如下：

统计结果显示：在机组总的振动故障中，普通强迫振动占 60%以上，非定常强迫振动约占 30%，自激振动不到 10%。

通过这样的分类，可以建立一个粗略的诊断框图（图1）。

图1 诊断框图

汽轮发电机组的各种故障及特征见表1，表中列举的故障已经包括了出现于汽轮发电机组的绝大多数振动故障。

表1 汽轮发电机组的各种故障及特征

此外还有若干故障，其特点与上面故障分类列举的特征不完全一致。它们是：

（1）高次谐波和分谐波振动。这两种振动属于强迫振动的范畴，但频率不是基频。

（2）电磁振动。也属于强迫振动，但频率为2倍频（2X）。

（3）发电机转子截面不对称振动。这种振动属于自激振动的范畴。但频率为2X。