水轮机压力脉动及水力振动是水电站十分复杂的稳定性问题,也是水轮机的常见问题。水轮机压力脉动及振动不仅会引起机组功率摆动,转轮叶片开裂,还会出现啸叫声,厂房振动、甚至机组损坏,造成巨大的经济损失,因此对水轮机进行压力脉动及水力振动的研究具有重大的经济效益和社会效益。本文针对某电站的四号机组在以上工况出现压力脉动和振动异常的情况,开展了水轮机振动测试和内部流场数值计算分析,研究结果为电站安全运行,合理规避异常运行工况点提供了参考依据。主要工作内容和研究成果如下:1、通过现场测试水轮机确认了发生振动的原因为水力振动,与水头有关。异常工况出现在222.8MW负荷,毛水头110.19m,80.449%导叶相对开度值,测试当天在222.8MW负荷,80.449%导叶相对开度值,毛水头118.13m时未出现异常压力脉动,可以确定异常工况振动的原因与唯一变量——水头有关。2、通过计算压力管道的水头损失,得到异常工况下的工作水头。通过计算发现了该水轮机在异常工况下运行发生水力振动的原因是:当机组增加导叶开度过程中,引水系统中的压力管道的流量随导叶开度增加而增加,引水系统中管道的内部流速将会增加,水头损失值与速度的平方成正比,进而使得该异常工况的水头损失高达4m,由于工作水头的减少,222.8MW负荷,毛水头110.19m,80.449%导叶相对开度值的工况点落在了由水轮机制造厂给出的运行综合特性曲线的安全运行范围之外。3、通过CFD（Computational Fluid Dynamics）软件,建立水轮机过流部件三维几何模型,对流体域进行了合理的计算网格划分,对水轮机内部流场进行了非定常的数值计算,进一步剖析了异常工况发生时水轮机的内部流场,对比分析了水轮机在不同工况点的速度,压力和湍动能,得到水轮机在222.8MW负荷,毛水头110.19m,导叶相对开度80.449%的工况下运行发生水力振动的原因是此异常工况点位于厂家提供的运转综合特性曲线安全运行范围外导致的湍动能、速度、压力的脉动增大引发的机组水力振动。4、将模拟结果的时域图进行快速傅里叶变换得到频域图,并通过对比分析导叶出口压力脉动和主频模拟值和真实值,验证了数值模拟的准确性。