状态监测与故障诊断
设备状态监测及故障诊断综述
设备状态监测与故障诊断综述：摘要从设备管理的角度，介绍了典型的设备状态监测与故障诊断的诊断理论、技术手段和具体方法。
首先对设备状态监测与故障诊断的意义、开展，根底理论和现状进展了介绍，阐述了设备状态监测、故障诊断与设备管理的关系。
进而对振动监测、温度检测、无损检测等根本监测手段的原理及诊断方法。
关键字：状态监测；故障诊断；振动；设备1设备状态监测和故障诊断概述1.1设备状态监测和故障诊断的意义和开展历史1.1.1设备故障及故障诊断的意义随着现代化工业的开展，设备能否平安可靠地以最正确状态运行，对于确保产品质量、提高企业生产能力、保障平安生产都具有十分重要的意义。
设备的故障就是指设备在规定时间内、规定条件下丧失规定功能的状况，通常这种故障是从*一零部件的失效引起的。
设备的故障诊断则是发现并确定故障的部位和性质。
寻找故障的起因，预报故障的趋势并提出相应的对策。
1.1.2 设备故障诊断技术开展历史设备故障诊断技术的开展是与设备的维修方式严密相连的。
可以将故障诊断技术按测试手段分为六个阶段，即感官诊断、简易诊断、综合诊断、在线监测、精细诊断和远程监测。
从时间考察，故障诊断技术大致可以分为20世纪60年代以前、60年代到80年代和80年代以后几个阶段。
1.2现代设备故障诊断技术在故障诊断学建立之前，传统的故障诊断方法主要是依靠经历的积累。
将反映设备故障的特殊信号，从信息论角度出发对其进展分析，是现代设备故障诊断技术的特点。
可以分为统计诊断、逻辑诊断、模糊诊断。
其中有几种方法做简单的介绍。
贝叶斯法,此方法是基于概率统计的推理方法，以概率密度函数为根底，综合设备的故障信息来描述设备的运行状态，进展故障分析。
此外还有最大似然法、时间序列、法灰色系统法和故障树分析法。
故障树分析法模型是一个基于被诊断对象构造、功能特性的行为模型，是一种定性的因果模型。
1.3基于知识的故障诊断方法基于知识的故障诊断方法，不需要待测对象准确的数学模型，而且具有智能特性。
设备状态监测与故障诊断
1.设备监测目的意义保障设备安全，防止突发故障。
保障设备精度，提高产品质量和经济效益。
推进设计理念和维修制度的革新。
避免设备事故、人员伤亡、环境污染。
维护社会稳定。
2.故障分类按故障对机械工作能力的影响分类：完全性故障局部性故障按故障发生速度及演变过程分类：突发性故障渐进性故障按其发生的原因分类：磨损性故障错用性故障先天性故障按造成的后果分类：危害性故障安全性故障3.故障规律浴盆曲线：磨合期，正常使用期，耗损期4.故障发生的原因宏观上分析1.设计错误2 原材料缺陷3 制造过程的缺陷4 运转缺陷微观上分析：疲劳，磨损，断裂，腐蚀5.零件磨损的一般规律磨合阶段，正常磨损阶段，急剧磨损阶段6.零件变形失效塑性变形失效，弹性变形失效，蠕变变形失效，翘曲变形失效7.断裂失效塑性断裂，脆性断裂8.状态监测与故障诊断的技术方法1.振动、噪声诊断技术2. 油液分析技术3. 温度检测技术4. 无损检测技术9.振动的危害降低机器及仪表的精度,引起机械设备及土木结构的破坏10.机械振动的分类按振动系统本身的特点分类: 离散系统连续系统按振动系统所受的激励类型分类: 自由振动强迫振动自激振动参数振动按系统的响应（振动规律）分类: 确定性振动随机振动按描述系统运动的微分方程分类:线性振动非线性振动11.机械振动要研究的内容和步骤1. 建立物理力学模型2.建立数学模型3.方程的求解4.结果的阐述12. 随机振动非确定而又具有统计规律，它们的规律不能用时间的确定性函数来描述，但又具有一定的统计规律性。
平稳随机过程与各态历经过程13. 自相关函数∑=∞→+=+nk k k Tx t x t x n t t R 11111)()(1),(lim ττ同一点不同的两个时间函数乘积称为随机过程 X(t)于时刻 t 1与 t 1+ τ的自相关函数。
它是时差 的函数，在一般情况下，它也依赖于采样时刻 t 1，反映这两个时刻的随机变量的X k （t 1）与X （t1+τ）统计联系。
电气设备状态监测与故障诊断
电气设备状态监测与故障诊断1 前言1.1 状态监测与故障诊断技术的含义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。
特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。
电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。
“监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。
设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。
“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。
设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。
简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。
广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。
1.2 状态监测与故障诊断技术的意义电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。
但这样会导致制造成本增加。
此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。
因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。
早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。
故障诊断与状态监测
详细描述
基于信号处理的故障诊断方法是一种实时监 测和诊断技术，它通过采集设备运行过程中 的各种信号，如振动、声音、温度等，利用 信号处理和分析技术，提取出反映设备状态 的参数和特征，识别出异常模式，判断设备 的运行状态和潜在故障。
03
状态监测技术
振动监测技术
总结词
通过监测设备或结构的振动情况，分析其振 动特征，判断设备或结构的运行状态。
故障树分析
总结词
通过构建故障树，分析系统故障的成因和相互关联，找出导致系统故障的关键因素。
详细描述
故障树分析是一种自上而下的逻辑分析方法，通过构建故障树，将系统故障的成因逐级展开，分析各 因素之间的逻辑关系，找出导致系统故障的关键因素，为改进设计和降低故障概率提供依据。
故障诊断专家系统
总结词
利用专家知识和推理规则进行故障诊断，提供专业化的故障解决方案。
复杂系统与多源异构数据的集成处理
复杂系统
随着工业设备的复杂度增加，故 障诊断与状态监测需要处理来自 不同系统、不同部件的多源异构 数据。
数据集成
为了全面分析设备的运行状态， 需要将不同来源、不同格式的数 据进行集成，形成统一的数据视 图。
数据处理方法
针对多源异构数据的特性，需要 发展新的数据处理方法，包括数 据清洗、融合、转换等，以提取 有价值的信息。
故障诊断与状态监测技术的发展历程
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
初步探索阶段
20世纪50年代以前， 主要依靠人工观察和经 验判断，缺乏科学依据 和技术手段。
初步发展阶段
20世纪50年代至70年 代，开始出现简单的振 动和温度监测技术，初 步形成了基于信号处理 和模式识别的故障诊断
故障诊断与状态监测
维修费用化了多少？ 维修费用化了多少？
• 美国1980年税收总额 $7500亿，维修费为 $2460亿, 估计其中过剩维修费为 $750亿。 • 我国1987年国营公交企业40万个，固定资产￥7000亿, 维修费约为固定资产的 3～5％。 • 我国2002年规模以上企业共有固定资产￥8800万亿， 维修费有多少？能节省多少？
强 迫 振 动 类 故
松 动 转子内阻
自
正进动
激 振 动 类
正进动
内腔积液
正进动
正进动
故 障
障
齿轮故障
径向摩擦
反进动
滚动轴承
轴向摩擦
R: 转动频率
转子不平衡故障的频谱
TO TI
轴向很小
透平
齿轮箱 风机
1X频率(铅垂) 1X频率(水平)
波形为简谐波，少毛刺。 轴心轨迹为圆或椭圆。
轴向很小
1X频率为主。
微积分
选频网络
传感器
灵敏度 调节
电池
数据采集器的外形 和工作框图
电 池 放 大
数据采集器 时 钟 管理环节 显 示 贮 口 存 接
屏 幕 计算机 打印机 软件 存贮器 计算机及外部设备
数据采集器的工作流程
新开巡检组 组 态 打印 增减巡检组 增减设备和测点 更改测量参数 组态表 主 巡检准备 输入组态信息 清除内存 数据比较 频谱分析 轨迹分析 趋势分析和 趋势分析 调用存储数据 谱趋势分析 显示和打印 校对时钟 巡检报表 频谱图 轨迹图 显示和打印 出发巡检 定巡检路线 定设备和测点 定测量参数
简易诊断和精密诊断
状态监测（简易诊断） 状态监测（简易诊断）
内容：
识别有无故障 明确故障严重程度 作出故障趋势分析
电力设备状态监测与故障诊断
电力设备状态监测与故障诊断电力设备是电力系统供电的关键组成部分，其性能稳定可靠性对供电系统的正常运行至关重要。
然而，随着电力设备使用时间的推移和工作环境的变化，设备的磨损与老化等问题开始逐渐显现，这些问题可能导致设备的故障甚至损坏，给供电系统带来不同程度的影响和损失。
为了及时发现电力设备的异常状况，并进行及时处理，实现设备的状态可视化监测和故障诊断已成为现代电力系统运维的重要手段之一。
这里我们将介绍电力设备状态监测与故障诊断的基本概念、方法和应用。
一、电力设备状态监测基本概念电力设备状态监测是指通过采集设备运行的各项指标、参数，建立设备状态模型，对设备的运行状态进行监测和评估的过程。
设备状态模型是描述设备性能状态的模型，由获得的数据通过计算和处理得到，通常采用数学模型或神经网络模型等来描述设备状态。
设备状态监测的目的是发现设备的异常状态，并给出预警，以便及时采取相应的措施防止设备故障的出现，从而提高供电系统的可靠性。
设备状态监测的主要内容包括：1、数据采集与处理：包括采集设备各项指标、参数，并进行数据处理，建立设备状态模型；2、设备状态评估：基于设备状态模型，对设备的状态进行评估和比较，寻找设备的性能异常；3、异常诊断与预测：针对设备异常状态，进行诊断和预测，给出预警和故障处理建议；4、状态监测报告：根据监测结果，生成状态监测报告，给出详细的监测结果和建议。
电力设备状态监测方法有多种，根据设备的类型和监测的具体要求不同，可采用不同的方法。
以下是常用的电力设备状态监测方法：1、振动分析法：运用振动计、加速度计等传感器对设备的振动情况进行监测和分析，根据设备的振动特征，进行异常诊断和预测，推测设备的潜在故障或故障来源，为设备的维修保养提供依据。
2、红外热像法：采用红外热像仪对设备进行热像扫描和分析，通过对设备温度变化的监测和诊断，寻找热量异常区域，确定设备的问题和潜在故障。
3、声波分析法：利用设备发出的声波信号，通过声学传感器将声波信号采集并分析，推测设备的故障源头和结构异常。
设备状态检测与故障诊断解说词
设备状态检测与故障诊断解说词尊敬的观众们，大家好！今天，我将为大家介绍设备状态检测与故障诊断的相关知识。
设备状态检测与故障诊断是一项重要的技术，它能够帮助我们及时发现设备的异常状态，减少故障发生的可能性，提高设备的可靠性和工作效率。
设备状态检测是通过对设备进行实时监测和分析，了解设备的工作状态是否正常。
我们可以通过监测设备的温度、振动、电流等参数来判断设备是否处于正常工作状态。
如果设备的温度异常升高，或者振动频率异常增大，那么就可能存在设备故障的风险。
通过及时检测和分析这些指标，我们可以提前采取措施，避免设备故障带来的不良影响。
故障诊断是在设备发生故障时，通过分析故障现象和相关数据，找出故障的原因和位置。
故障诊断需要借助专业的工具和技术，比如红外热像仪、振动分析仪等。
通过这些设备，我们可以对设备进行全面的检测和分析，找出故障的根本原因，以便进行及时修复和维护。
在设备状态检测与故障诊断过程中，我们还需要注意一些关键问题。
首先是数据采集的准确性和及时性，只有准确和及时地采集到设备的状态数据，我们才能更好地判断设备是否正常工作。
其次是数据分析的精确性和有效性，只有通过准确的数据分析，我们才能找出故障的原因和位置，做出正确的处理决策。
设备状态检测与故障诊断技术的应用非常广泛。
它不仅可以应用在工业设备上，还可以应用在交通运输、能源、医疗等领域。
通过设备状态检测与故障诊断，我们可以提高设备的可靠性和安全性，降低故障的发生率，为各行各业的生产和运营提供有力的保障。
设备状态检测与故障诊断是一项关键的技术，它可以帮助我们及时发现设备的异常状态，减少故障发生的可能性。
通过准确的数据采集和分析，我们可以找出故障的原因和位置，做出正确的处理决策。
设备状态检测与故障诊断的应用范围广泛，对于提高设备的可靠性和安全性具有重要意义。
让我们共同努力，将设备状态检测与故障诊断技术应用到实际生产和生活中，为社会发展和进步贡献力量！谢谢大家！。
电气设备的状态监测与故障诊断
电气设备的状态监测与故障诊断随着电气设备应用范围的不断扩大，设备的运行状态及故障诊断成为了一个重要的研究方向。
电气设备状态监测与故障诊断技术不仅对于设备的运行效率和安全性具有重要意义，也能够节约维护成本和提高设备寿命。
本文将分别从状态监测和故障诊断两个方面进行探讨。
一、电气设备状态监测电气设备的状态监测是指通过各种手段对电气设备的运行状态进行实时监测和评估，在设备状态变化前提前发现问题，从而及时进行维护和修复，保证设备的正常运行并延长设备的使用寿命。
电气设备状态监测需要实现对三大工业环节的全面监测，即设备的运行情况、气体感应情况以及机械振动情况。
1. 设备运行情况设备运行情况是通过监测设备的电流、电压、功率、温度等参数，分析设备发生故障的原因和位置，并提供预警信息。
现在大多数电气设备的运行数据都可以通过物联网的方式实时上传到云端，通过云端分析和处理的方式对设备进行监测。
2. 气体感应情况气体感应情况是指通过对变电设备中气体成分及其变化情况进行监测，判断设备的状态，从而提前发现电气设备可能存在的故障。
目前，常用的气体监测方法主要有红外吸收法、色谱法等，其中红外吸收法是目前最为常用的方法之一。
3. 机械振动情况机械振动情况是指通过对设备振动信号的分析和处理，判断设备是否存在故障或者要发生故障。
监测机械振动需要使用专业的振动传感器和数据采集系统。
二、电气设备故障诊断电气设备故障诊断是指在设备发生故障时，通过对设备进行分析和处理，找出故障原因，并进行修复，从而恢复设备正常运行状态。
电气设备故障诊断具有以下几个方面的内容。
1. 故障预测故障预测是在设备运行中，通过对设备的故障危险程度进行评估，提前预测可能会发生故障的设备，并提供相应的措施来避免设备故障。
故障预测需要通过设备运行数据的统计分析和数据挖掘算法实现。
2. 故障定位设备遭受故障时，需要对故障进行定位，找出故障点，并进行修复，以保证设备的正常运行。
电力设备的状态监测与故障诊断
电力设备的状态监测与故障诊断电力设备作为现代工业和生活的基石之一，其正常运行对于社会经济的发展至关重要。
然而，电力设备的长期使用不可避免地会出现各种各样的问题，例如电气故障、设备老化以及不当操作等。
为了确保电力系统的稳定运行，状态监测与故障诊断技术被广泛应用。
一、状态监测技术电力设备状态监测技术是通过实时数据采集、分析和处理，对设备的运行状态进行监测和评估的一种技术。
它可以帮助工程师及时发现设备的异常状况，预测设备可能出现的故障，并采取相应的维修措施，避免设备停机造成的经济损失。
1.1 无线传感技术无线传感技术是一种监测设备状态的有效手段。
传统的有线监测系统需要铺设大量的电缆，不仅造成空间上的限制，还增加了安装和维护的成本。
而无线传感技术则可以通过传感器直接读取设备的参数，并通过无线通信将数据传输到监测中心。
这种技术不仅提高了监测的灵活性和可靠性，还节省了大量的成本。
1.2 数据分析与处理状态监测技术采集到的数据需要经过一系列的分析和处理才能转化为有用的信息。
利用数据分析算法，我们可以提取出设备的特征参数，对数据进行特征提取和降维，以减少数据量和提高分析效率。
同时，对数据进行故障诊断和预测，可以帮助工程师及时发现设备的异常行为，预测设备的寿命并制定相应的维修计划。
二、故障诊断技术故障诊断技术是通过对设备运行过程中的各种故障进行分析和判断，找出故障原因，并提出相应的维修和保养方案。
故障诊断技术主要包括以下几个方面：2.1 特征提取与分析特征提取是故障诊断的基础。
通过对设备运行数据进行分析，我们可以提取出与故障相关的特征参数。
例如，电机轴承的振动信号可以反映出轴承的磨损程度，而电力变压器的温度可以反映出变压器的负载情况。
通过对这些特征参数的提取和分析，可以准确判断设备是否存在故障。
2.2 故障诊断方法故障诊断方法是指根据特定的故障特征和模式，对设备的故障进行判断和鉴定的方法。
常用的故障诊断方法包括模式识别、人工智能、神经网络等。
故障诊断与状态监测
声发射监测技术具有非接触 性、实时性等优点。
详细描述
声发射监测技术可以通过传 感器非接触地采集声音信号， 实时监测结构的声发射事件， 并通过数据采集和分析系统 进行远程监测和诊断。
红外监测技术
总结词
红外监测技术通过测量物体或结构的红外辐射来评估其运行状态。
详细描述
红外监测技术广泛应用于电力设备、化工设备、航空航天等领域，可以检测出设备的过 热、泄漏等情况，通过分析红外辐射的特征，可以判断设备的故障类型和严重程度。
故障诊断与状态监测
目录
• 故障诊断与状态监测概述 • 故障诊断技术与方法 • 状态监测技术与应用 • 故障诊断与状态监测的挑战与未来发展 • 案例分析与实践
01
故障诊断与状态监测概 述
定义与目的
定义
故障诊断与状态监测是针对设备或系统的运行状态进行检测、评估和预测的技 术，旨在及时发现潜在故障、分析故障原因，并采取相应的措施进行维修和预 防。
详细描述
油液监测技术可以直接检测润滑 油或液压油的性能和状态，通过 定期取样和分析，可以实时了解 机械设备的润滑和液压系统的工 作状态，及时发现潜在的故障和 问题。
声发射监测技术
总结词
声发射监测技术通过采集和 分析物体或结构在受力时发 出的声音信号来评估其运行 状态。
详细描述
总结词
声发射监测技术广泛应用于 压力容器、管道、桥梁等结 构的监测，可以检测出结构 的裂纹、腐蚀、疲劳等情况， 通过分析声发射信号的特征， 可以判断结构的损伤程度和 故障类型。
故障诊断的准确性与实时性要点一 Nhomakorabea总结词
要点二
详细描述
故障诊断的准确性和实时性是关键，需要不断提高诊断算 法的精度和响应速度，以满足工业应用的需求。
设备状态检测与故障诊断
• 设备状态监测的对象一般以重点设备为主。 目前，设备状态监测方法主要有两种：
•(1)由维修人员凭感官和普通测量仪，对设备的技 术状态进行检查、判断，这是目前在 机械设备监 测中最普遍采用的一种简易监测方法。 (2)利用各种监测仪器，对整体设备或其关键部位 进行定期、间断或连续监测，以获得技术状态的 图像、参数等确切信息，这是一种能精确测定劣 化和故障信息的方法。
设备状态检测与故障诊 断
2020/12/8
设备状态检测与故障诊断
一、设备状态监测与诊断技术
的基本概念
设备状态监测，是指用人工或专用的 仪器工具，按照规定的监测点进行间断 或连续的监测，掌握设备运行所处于的 状态，有压力、流量、温度、振动与噪 声等等。所谓的设备诊断技术，是指在 设备运行中或基本不拆卸的情况下，根 据设备的运行技术状态，判断故障的部 位和原因，并预测设备今后的技术状态 变化。
a、 生产设备关键性（A类）指大型、高速、检修费用昂贵，采用在 线监测系统、连续检测（投入费用较大）
b、 重要性生产设备（B类）采用离线状态监测仪器，配置便携式简 易或精密检测分析仪器（数采），定期采集数据进行分析，（投 入费用是可以接受的）
c、 一般性生产设备（C类）采用离线简易检测仪器，定一个标准来 进行评判，也是比较普遍采用的一种常规做法。投入费用低，易 掌握，便于普及。
设备状态检测与故障诊断
B： “定人”
设备状态检测，一般都采用离线数据采集 器，因此数据的真实性，在很大程度上也取决 于检测人员的综合素质，从事该工作应该有比 较强的责任心，因为离线检测仪器的传感器与 被检测的设备是分离的，其位置发生改变，得 到的数据会有很大区别，为了保证分析结果的 可信度，数据检测应该由“专人”负责，即 “定人”。
状态监测和故障诊断知识
强 迫 振 动 类 故 障
不对中 磁拉力 不平衡 松 动
正进动
自 激 振 动 故 障
齿轮故障
反进动
滚动轴承
R: 转动频率
转子不平衡故障的频谱
TO TI
轴向很小
透平
齿轮箱
风机
1X频率(铅垂) 1X频率(水平) 轴向很小
• 波形为简谐波，少毛刺。
• 轴心轨迹为圆或椭圆。 • 1X频率为主。
• 轴向振动不大。
• 并预测、预报设备未来的状态。
是防止事故和计划外停机的有效手段。 是预知维修的基础，是设备维修的发展方向。
简易诊断和精密诊断
状态监测（简易诊断） 故障诊断（精密诊断） 内容： 内容：
• 识别有无故障 • 明确故障严重程度 • 作出故障趋势分析 由设备维修人员在现场进行
确定故障部位 确定故障原因 提出维修建议
仪器选用原则：
被监测对象在生产中的地
位
生产的规模和产量
预计的投资
设备管理人员的水平和素 质
监测和诊断仪器的分类和功能
振动监测系统的分类和选择
设备 类型 损坏后果 推荐监测手段 主 要 功 能 振动幅值、频谱的连续监测 数据存储、数据比较，数据文件管理 趋势分析、谱趋势分析 启、停车等瞬态过程数据收集 超限报警、保护，事故记忆 故障诊断，人工智能，联网，远程等 振动幅值的连续监测 超限报警、保护 数据存储、比较，趋势分析 振动幅值、频谱的周期采集 数据存储和管理 数据比较，趋势分析 振动幅值的采集 简单的频率分析
由设备诊断人员在现场或诊 断中心进行
监测和诊断的各种手段
★ ★
振动：适用于旋转机械、往复机械、轴承、齿轮等。 温度（红外）：适用于工业炉窑、热力机械、电机、电器等。
电力系统设备状态监测与故障诊断技术
电力系统设备状态监测与故障诊断技术电力系统设备状态监测与故障诊断技术是电力系统中最重要的技术之一。
这项技术可以帮助电力系统管理和运营人员监测设备健康状态并预测可能发生的故障。
随着电力系统规模的不断扩大，设备数量的增加和运行环境的复杂性，使得电力系统设备的状态监测和故障诊断变得越来越困难。
但国内外研究人员正在不断探索新的技术手段，采用先进的信息与通信技术、数据挖掘技术、人工智能技术等来解决这些问题。
电力系统设备状态监测与故障诊断技术主要包括以下几个方面：1、设备健康状态监测监测电力系统的各种设备，包括发电机、变压器、开关等的健康状态。
设备的健康状态是通过一些关键指标进行监测，如温度、电压、电流、振动、噪音等。
这些指标可以帮助运营人员及时发现设备健康状况变化并采取预防措施，避免设备故障对系统带来的影响。
2、故障诊断在设备出现异常或故障时，进行诊断并确定故障所在地点、原因和影响程度。
在电力系统中，故障通常分为高压故障、低压故障、地故障和光闸故障等。
运营人员可以利用现代信息技术，结合各种传感器采集的数据，进行诊断，提高诊断准确率。
3、设备寿命评估电力设备的工作寿命在一定程度上可以确定，但由于设备使用环境的变化、外部因素的影响，设备的寿命不一定能够完全预测。
因此，对设备的寿命进行评估非常重要。
评估方法通常包括统计学方法、模型预测法、故障模式与效果分析法等。
4、智能维护利用先进的技术手段，通过大数据分析和人工智能算法等，对设备进行智能化维护。
运营人员可以根据设备的维护历史和健康状况，智能判断设备的应该进行哪些维护工作，以及何时进行。
电力系统设备状态监测与故障诊断技术的发展，为电力系统管理和运营带来了极大的便利与提高。
相关技术还在不断发展，未来将会有更多新的技术手段涌现，帮助电力系统管理人员更好地维护设备并提高系统运行效率。
电力设备状态监测与故障诊断
电力设备状态监测与故障诊断随着电力系统的不断发展，电力设备的状态监测和故障诊断变得越来越重要。
电力设备的正常运行对于保障电力系统的稳定运行以及电力供应的可靠性至关重要。
而当电力设备出现故障时，不仅可能导致电力系统瘫痪，还会对生产、生活以及环境带来严重的影响。
因此，对电力设备的状态进行实时监测和故障诊断显得尤为重要。
一、电力设备状态监测的重要性电力设备状态监测是通过对电力设备的各项参数、指标进行实时、连续、自动、远程的检测和监视，对设备的工作状态进行评估和判断的过程。
电力设备状态监测的主要优势在于它可以及时发现设备运行中的问题，避免因设备状态恶化而导致的故障和事故发生。
除此之外，电力设备状态监测还可以帮助电力系统的管理人员进行运行决策，提高设备的可用性和可靠性。
例如，对于高压开关设备的状态监测，可以通过检测温度、电流、电压等指标来判断设备的工作状况。
通过实时监测，可以及时发现设备的异常情况，如过载、温度异常等，并及时采取相应的措施。
这样就可以避免因设备故障而引发的火灾、停电等严重后果，保障电力系统的稳定运行。
二、电力设备故障诊断的意义电力设备故障诊断是在电力设备发生故障时，通过采集和分析设备工作状态的变化，确定故障的类型、位置和原因，并提出相应的修复方案的过程。
电力设备故障诊断的意义在于可以帮助维护人员快速准确地确定故障原因，并迅速采取相应的措施，以减少故障对电力系统的影响。
电力设备的故障种类繁多，可能包括线路短路、设备损坏、绝缘击穿等。
这些故障会导致设备无法正常运行，甚至造成设备烧毁、爆炸等严重后果。
通过故障诊断，可以帮助维护人员及时了解故障的发生，并迅速修复，从而减少因故障而带来的停电时间和设备维修费用。
三、电力设备状态监测与故障诊断的方法1. 传统方法传统的电力设备状态监测和故障诊断主要依靠人工巡检和定期检测。
这种方法需要维护人员定期进入现场，使用检测仪器对设备进行检查和测试。
然而，这种方法存在人力成本高、效率低等问题。
机械设备状态检测与故障诊断
机械设备状态检测与故障诊断1.简述设备故障诊断的目的和任务答：目的：①能及时的、正确的对各种异常状态或故障状态作出诊断，预防或消除故障，对设备的运行进行必要的指导，提高设备的可靠性、安全性和有效性，把故障降低到最低水平②保证设备发挥最大的设计压力③通过检测监视、故障分析、性能评估等，为设备结构改造、优化设计、合理制造及生产过程提供数据和信息任务：①状态监测②故障诊断③指导设备的管理维修2.简述设备故障诊断技术的定义、内容、类型和方法答：定义：在设备运行中或基本不拆卸设备的情况下，掌握设备的运行状况，判定产生故障的部位和原因，以及预测预报设备状态的技术内容：设备故障诊断的内容包括状态监测、分析诊断和故障预测三方面，实施过程为信号采集、信号处理、状态识别、诊断决策四方面类型：①按诊断对象分类：旋转机械诊断技术、往复机械诊断技术、工程结构诊断技术、运载器和装置诊断技术、通信系统诊断技术、工艺流程诊断技术②按诊断目的分类：功能诊断与运行诊断、定期诊断与连续诊断、直接诊断与间接诊断、常规工况与特殊工况诊断、在线诊断和离线诊断③按诊断方法完善程度分类：简易诊断、精密诊断技术方法：①传统方法：利用各种物理和化学的原理和手段，通过伴随故障出现的各种物理和化学现象直接检测故障；利用故障所对应的征兆来诊断②智能诊断：在传统诊断方法的基础上，将人工智能的理论的方法用于故障诊断③模式识别、概率统计、模糊数学、可靠性分析和故障树分析、神经网络、小波变换、分析几何等数学分支在故障诊断中应用3.机械设备故障的信息获取和检测方法有哪些？答：获取方法：直接观测法、参数测定法、磨损残渣测定法、设备性能指标的测定检测方法：①振动和噪声的故障检测：振动法、特征分析法、模态识别与参数识别法、冲击能量与冲击脉冲测定法、声学法②材料裂纹及缺陷损伤的故障检测：超声波探伤法、射线探伤法、渗透探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法、激光全息检测法、微波检测技术、声发射技术③设备零部件材料的磨损及腐蚀故障检测：光纤内窥技术、油液分析技术④温度、压力、流量变化引起的故障检测4.简述振动检测和诊断系统的组成和原理，说明其区别答：振动检测系统：信息输入-数据预处理-数据变换和压缩-特征提取-状态分类-{①显示、打印、绘图、储存②判断与决策-报警、审核、维修}诊断系统：激振器-被诊断对象-传感器-二次仪表-{①磁带记录仪②分析仪③数据采集、记录和存储器}-故障诊断系统5.测振传感器有哪些类型？简述其工作原理。
状态监测与故障诊断技术
第一节 故障诊断的基础知识（掌握）
一、故障的分类 1．按故障的性质分类 （1）人为故障 （2）自然故障 2．按故障产生的原因分类 （1）先天性故障 （2）使用性故障 3．按故障发展速度分类 （1）突发性故障 （2）渐进性故障
• （1）故障的危害程度增大。一旦某一部件发生故障，就 可能引起“链式反应”，导致整个生产系统不能正常运行， 从而造成巨大的经济损失，严重的设备故障还会造成灾难 性的事故和人员伤亡，产生不良的社会影响。例如，20世 纪80年代，对全国14个省45个矿务局112个矿井抽样调查， 因矿井提升机发生故障引起停工停产，甚至造成人员伤亡 的事故，共有126例，伤亡272人，经济损失达七千万元。
表1-1 故障诊断方法分类
分类依据 诊断对象
诊断目的和要求
诊断手段（信号物理特性）
分类内容
①旋转机械故障诊断 ②往复机械故障诊断 ③机械零件故障诊断 ④工程结构故障诊断 ⑤电气设备故障诊断
①在线诊断和离线诊断 ②功能诊断和运行诊断 ③定期诊断和连续诊断 ④直接诊断和间接诊断 ⑤常规诊断和特殊诊断
①振动诊断 ②声学诊断 ③温度诊断 ④强度诊断 ⑤污染诊断
1.国外故障诊断发展概况
设备的故障诊断自有工业生产以来就已经存在，不同的 时期故障诊断具有不同的特点。
在19世纪，设备的技术水平和复杂程度都很低，这一时 期主要采用事后维修方式；
进入20世纪后，设备的技术复杂程度有了提高，设备故 障或事故对 生产的影响显著增加，这样就出现了定期预防维 修方式，故障诊断技术处于孕育时期。故障诊断主要依靠人 工经验判断，缺乏自动监测技术。
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状态监测技术
1.状态监测介绍
(1)简介 正如其名，状态监测就是监测设备状态的技术， 我们通过它来了解设备的健康状况，判断设备是 处于稳定状态或正在恶化。
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状态监测技术
(2)为什么要进行状态监测 你可能会问我们为什么如此关注旋转机械的健康 状态？概括一句话：经济效益。
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状态监测技术
(3)如何进行状态监测 那么，在进行状态监测时我们能够做哪些工作
设备监控与故障诊断
李宏坤 沈鼓研究院-大连分院
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第一章 设备维护概述
一、设备的重要性 二、设备为何发生故障 三、设备维护的重要性 四、常用的设备维护体制 五、状态监测技术 六、状态监测的发展趋势
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设备的重要性
1.现代工业的特点：大型化、 连续化、高速化和自动化 2.现代工业对设备的依赖程度 3.设备发生故障而停工造成的 损失巨大，维修费用大幅上升； 同时可能招致重大事故。
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确定报警值和危险值的方法
• 绝对法
根据相应的国际标准、国家标准、行业标 准等 如： ISO， GB， API 等。
• 相对法
以机器正常状态的振动值作为基数，自己 和自己比。
• 类比法
与同类机器的振动值作比较。
.
转机振动标准举例(轴承振动)
ISO2372，ISO3945
振 动 烈 度 m m /s
转
机
举振 例动
轴 振 动
标
准
)
(
VDI－德国工程师协会 IEC －国际电工协会 API － 美国石油协会
.
相对法确定振动限值
旋转机械 滑动轴承
1234 56 78
滚动轴承 齿轮
报警值 ＝(2~3) × 正常值 危险值 ＝(4~6) × 正常值
.
类比法确定振动限值
设备号
ABCD
测点
AB
①H 0.06 0.06 0.06 0.06
振动 ②H 0.07 0.05 0.07 0.07
烈度
cm/s ③H 0.06 0.07 0.14 0.05
CD
④H 0.07 0.06 0.17 0.07
C泵的振动超过同类诸泵的
振动一倍，C泵应定为有故障
.
报滚
警 参 考
械 的动 轴 承
故障频率带 通频
基频、亚同步 2~3 倍频 轴承带 I 轴承带 II
.
设备维护的重要性
1.提高设备运行的可靠性 2.减少设备故障导致的维修费用 3.提高产品的质量
.
常用的设备维护体制
1.故障后维修
故障后维修是指允许设备运行到故障损坏为止， 而不预先采取措施。它也被称为事后维修。 其维修理念是:任其损坏。
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常用的设备维护体制
2.计划维修
计划维修是指按企业的维修计划进行的维修 其维修理念是：
11.2
18
D
45
28
A B C
D
A
B C D
A I 级：小型机械 例15kW以下电机
II级：中型机械 B 例15～75kW以下电机
和300kW以下机械 C III级：大型机械，刚性基础 D 600～12000r/min
71
45
A－优，B－良，C－可，D－不可
.
IV 级：大型机械，柔性基础 600～12000r/min
设备分级
振动烈度：
范 围 限 值 I 级 II 级 III 级 IV 级 振动速度的有效值
0 . 2 8 0.28
测量频率范围 10～1000H
0 . 4 5 0.45 A
0 . 7 1 0.71
1.12 1.8
1.12 B 1.8
2.8 4.5 7.1 11.2
2.8 C 4.5 7.1
18 28
呢？有多种不同类型的检测技术和手段可以在状 态监测中应用。
关键在于了解设备失效的方式。如果你知道可 能发生的故障类型和位置，以及机器的内部情 况，你就能够找到正确的监测手段。
.
状态监测技术
我们将诊断分析分为四个阶段：检测是否有故障，分 析故障的严重性，查找故障根源以及维修后检验。
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状态监测技术
诊断软件的首要任务是监测设备是否有故障。软件中包 含的专家系统，能够将所测得的振动水平与一系列预设的报 警值进行比较。用户则需 要仔细分析你所提供的“异 常报告”，从而确定哪台机 器可能有故障。
Байду номын сангаас
40×R ~20kHz 3.0 g pk
R 为机器的转动频率
mm/s pk
8 6 420
0
5
10
15
20
25
30
35
40 R
.
滑 报动 警轴 参承 考机 值械
的
故障频率带 频率范围 报警值 单 位
通频
(0~10)×R 8.8
亚同步
(0~0.8)×R 2.54
基频
(0.8~1.8)×R 7.6
2~3 倍频 (1.5~3.5)×R 6.3
停工前进行检修计划维修的观点是，机器的寿命是 有限的，它发生故障的机率与其使用的时间成正比， 如下图所示。
.
常用的设备维护体制
3.预测性维修
预测性维修也被称为“基于状态的维修” 它的维修理念是：如果没有出现故障，就不检修。
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常用的设备维护体制
4.主动维修
主动维修也称为“精确 维护”、“基于可靠性 的维护”。 其维修理念是：一旦 维修，就进行精确维 修。
频率范围
(0~40)×R (0~1.2)×R (1.5~3.5)×R (3.5~15)×R (15~40)×R
报警值 单 位 8.8 mm/s pk 7.6 mm/s pk 6.3 mm/s pk 3.3 mm/s pk 3.3 mm/s pk
值
机 叶片通过频率 叶片数×R
2.5 mm/s pk
很高频
.
设备为何发生故障
据统计，工业现场的轴承 仅有10%达到设计寿命 (1) 40%由于润滑不良造成失效
(2) 30%由于不对中等装配原因引起故障 (3) 20%是由于过载使用或制造上的原因导致故障
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设备为何发生故障
设备故障产生的原因 ❖ 设计、制造 ❖ 安装的原因 ❖ 维护方法的不当 ❖ 超负荷使用
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状态监测的发展趋势
状态监测的发展趋势是： 诊断技术与诊断系统紧密结合；机器状态监测和工业过
程监测将融为一体；自动诊断和在线系统的应用将日趋增 加；最新的IT技术、Internet技术将更广泛地应用在该领 域。
4~10 倍频 (3.5~10)×R 5.0
叶片通过频率 叶片数×R 2.5
基频相位
30
mm/s pk mm/s pk mm/s pk mm/s pk mm/s pk mm/s pk
度
R 为机器的转动频率
mm/s pk
8 6 420
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R
.
状态监测技术
最后，在维修完成以后，我们还需要采取一些措施来 检验故障是否排除，确定维修的效果以及设备的继续工作 能力。这就是我们前面所说的检验阶段。