水轮发电机组状态监测及故障诊断系统方案设计
水轮发电机组的状态检测及故障诊断分析
水轮发电机组的状态检测及故障诊断分析摘要：本文作者结合多年来的工作经验，对水轮发电机组的状态检测及故障诊断进行了分析，具有一定的参考意义。
关键词:水轮发电机组；状态监测；故障诊断中图分类号：tm312 文献标识码：a文章编号：引言根据全国水力资源复查成果，我国水力资源居世界首位。
水能理论蕴藏量6.94亿kw，年发电量6.08万亿kwh，技术可开发装机5.41亿kw，技术可开发电量2.47万亿kwh。
然而，目一前发达国家的水能资源平均开发度在60%以上，其中美国水能资源已开发约82%，而我国还不到30%。
按照《可再生能源中长期发展规划》，到2010年和2020年，水电装机容量将分别达到1.9亿kw和3.0亿kw，占水能技术可开发量的35.1%和55.4%。
目前我国经济正在快速稳定发展，需要强大的能源支持，在这样的背景下，水电开发的速度也是史无前例的，据统计，目前在建水电规模达到8000万kw，一批大中型水电站正在建设之中。
加快水电能源的开发不仅可以在防洪减灾、改善生态环境、增强供水安全和调整区域产业结构等方面带来巨大效益，还能减少化石能源对环境的污染，为电网提供充足的调峰和备用容量，提高电力系统的安全稳定性。
水电机组由于启动、停机非常迅速，可在几秒钟内增减大量负荷，具有运行灵活、快捷等优点是电力系统调节尖峰负荷、电网频率以及担负事故备用最理想的电源类型。
随着国民经济和科学技术的迅猛发展，水电机组的单机容量愈来愈大，结构也趋于复杂。
在电站水头变幅增大、运行工况复杂的情况下，水电机组的不稳定现象不断增多，水轮发电机组的状态检测及故障诊断成为人们研究的热点问题。
1. 设备状态监测及故障诊断的含义及故障的类型设备状态监测是指对设备状态进行监测，突出设备的状态：其状态可以是正常状态，也可以是不正常状态，甚至还包括各种故障状态，含义比较广泛。
工程领域的“故障”，是指设备运行功能的失常，一般是指功能可恢复的，而不是失效，更不是损坏。
水电机组状态监测与故障诊断
水电机组状态监测与故障诊断摘要：在我国电力企业不断发展的过程中，为了进一步提高相关企业的经济效益，提高市场竞争力，可以采取以下措施：一是降低设备维修成本；二是进一步提高设备运行的可靠性和稳定性。
为保证水电机组平稳平稳运行，我国传统的方式是实行计划维修制度，虽然取得了一些成效，但仍存在以下不足：一是缺乏针对性；二是维修过于盲目；第三，该方法不能提前预防设备故障，因此不能满足当前水电机组的需求。
这种情况下，有一个新的维护模式即状态维护，该方法有较强针对性，先进的设备检测技术和设备的应用谨慎监测诊断系统设备运行状态分析，从而尽快发现问题，及时采取适当的策略来解决，不仅大大降低了维护成本，而且还提高维修工作的效率，确保设备的安全运行，避免相关安全事故的发生。
关键词：水电机组；状态监测；故障诊断一、水电机组状态监测与故障诊断技术现状1、水电机组状态监测技术现状（1）机组振动稳定性监测技术。
水电机组振动稳定性监测技术包含多种不同的参数，如水压脉动、主轴摆度、机组结构振动等。
其中，当前水轮发电机组振动稳定性监测的基本原理如图1所示。
监测分析系统、振动传感器共同构成振动监测系统。
表征机组振动状态的不同非电量特征参数，通过传感器收集并转化成为电量信号，以便监测系统进行有效运用。
监测分析系统共包括3种功能，即数据分析功能、数据存储功能、数据采集功能，能比较全面地获取振动信息，如振动趋势、轴心轨迹、振动波形、相位等，便于故障分析。
图1 振动监测原理（2）发电机气隙和磁场强度监测技术。
到目前为止，通过运用配套前置器、平板电容式传感器，利用计算机采集、储存、输出数据，便能测量出水轮发电机的磁场强度和气隙。
电容式位移传感器的工作原理是通过对被测表面和传感器平板二者之间等效电容的的变化程度，对2个平面之间的距离进行有效反映。
由于传感器属于平板形式，在定子转子之间安装传感器比较合适。
其中，美国Vibrosys公司生产的气隙监测传感器比较具有代表性，包括空气气隙传感器VM5.0（图2a）和磁场强度传感器MFM-100（图2b）。
水轮发电机组状态监测与故障诊断方法
新 型 的水 能 发 电机 组 状 态 监 测 与 故 障 诊 断 系统 结合 了可 靠 的数 据信 息 存 储 方案 与 数据 的挖 掘 技 术 ， 立 起 一个 实时 信 息 数 建
在 水 轮发 电机 组 运行 的实 际情 况 中 ，进 行 状态 监 测 是 非常 复 杂 的， 要进 行 的监 测 包括 其稳 定 性监 测 、 轮 发 电机 的空气 间隙 需 水
１ 水 轮 发 电 机 组 状 态 监 测 与 故 障 诊 断 系 统 概 述
在 水 力发 电工 程 方面 ，水 轮 发 电机 组状 态监 测 与 故 障诊 断 广 泛 运 用 了很 多新 技 术与 新 型 的控制 系 统 ，这些 技 术和 系 统 的应 用 也 对 水 电站变 压 器 综合 监测 和 调试 技 术 、水轮 发 电机 组状 态 监 测 技术、 故障 诊 断技 术等 的发 展起 到 了重要 的作 用 。 水 轮 发 电机 组 状 态 监 测 与 故 障诊 断 是 一 个 水 电 站 的 综 合 系
较 差 ； 轮 发 电机 组 变 电站 自动化 系 统抗 干 扰 能 力 较 差 ； 轮 发 水 水
电机 组 变 电站设 备 需 要进 行 定 期 的 测试 和 维 修 ，设 备异 常 运 行 ， 故 障难 以及 时发 现 等 具体 问题 还较 为 严 重 。
水轮发电机组的状态监测和故障诊断
（ 信 阳市南 湾 山库水 电站 ，河 南 信 阳
【 摘
４ ６ ４ ０ ３ １ ）
要】 水 轮发 电机 组是 水电厂的核心设 备之 一，其 运行状 态 的稳定 性 与安 全性直 接关 系到水 电厂 的安全。
本文在分析水轮发 电组振动机理 、监测 内容及典型故 障 的基 础上，对水轮发 电组 的状态监 测和故 障诊 断 系统进
行 了 阐述 。
【 关键词 】 水轮发电机组 ；状态监测；故障诊 断；水 电站
中图分 类号 ：Ｔ Ｖ ７ ３ ４ ． １
文献标 识码 ：Ｂ
文章编 号 ：１ ６ ７ ３ － ８ ２ ４ １（ ２ ０ １ ５ ）０ ７ － ０ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｄ ｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｗａ ｔ ｅ ｒ － ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｅ ｔ
除此之外 ，其他影响 因素还有尾水管 涡带 、转轮 进 口处压力波动以及 汽蚀 。
１ ． ２ 振 动 监 测 内容
振动监测 内容 包 括机 壳 振动 监测 、大 轴状 态 监
测 、轴心 轨迹监 测 以及 水 轮发 电机 组 振动 测点 选 择 与布置 。
ａ ． 设计 的转 轮结 构 不 当。若 转 轮与 迷宫 的参 数 不合理 ，则会 由于水力而产生振动 。同时 ，由于转轮 与迷宫之 间止漏环径间 隙的存在 ，也会 引发 振动 ，且
第７ 期（ 总第１ ２ ４ 期）
２ ０ １ ５ 年７ 月
中 国水 能 及 电 气化
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ ＆Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
水电机组状态监测与故障诊断研究
水电机组状态监测与故障诊断研究水电机组是指利用水能源进行发电的设备，它由水轮机和发电机组成。
随着水电发电技术的发展，水电机组的运行管理变得越来越重要，状态监测与故障诊断成为了提高水电机组可靠性和安全性的关键因素。
本文将着重从状态监测与故障诊断的角度对水电机组进行研究，探讨如何利用先进的技术手段对水电机组进行实时监测和故障诊断，以提高其运行效率和可靠性。
一、水电机组状态监测技术的现状随着信息技术和大数据技术的发展，水电机组的状态监测技术也得到了很大的进步。
传统的水电机组状态监测通常是通过人工巡视和定期检修来实现的，这种方式存在着工作效率低、监测不及时、难以发现早期故障等问题。
而随着先进的监测技术的应用，包括振动监测、温度监测、油液监测等多种技术手段的整合应用，使得水电机组状态监测能够实现实时监测、远程监测、自动报警等功能，大大提高了水电机组的运行管理水平。
1. 振动监测技术振动是水电机组运行过程中产生的一种典型的机械振动，通过对振动信号的监测可以获得水轴承的轴承振动频谱、振幅等信息，从而判断出水轴承的状态是否正常。
通过振动监测技术可以有效地发现水轴承的磨损、失效等故障，提前预警并进行及时处理，从而避免机组因水轴承故障而停机带来的经济损失。
水电机组的各个部件在运行过程中会产生不同程度的热量，通过对机组各部件温度的监测可以获得机组各部件的温度分布情况，从而判断出机组中是否存在异常情况。
当机组轴承温度异常升高时，可能意味着轴承润滑不良或轴承损伤等问题，及时的温度监测可以提前发现问题并进行处理，避免机组发生更严重的故障。
水电机组中的油液，如润滑油、液压油等，在运行过程中会受到外界因素的影响而发生变化。
通过对润滑油或液压油中含污染颗粒、含水量等指标的监测，可以判断出油品是否正常，从而进一步推断出机组主要部件的状态。
当润滑油中的污染颗粒数量超过一定标准时，可能意味着机组内部存在磨损、破损等问题，需要及时更换油品或进行更深入的故障诊断。
水力发电站水轮机运行状态检测与监控技术研究
水力发电站水轮机运行状态检测与监控技术研究水力发电站是一种利用水能转化为电能的电力生产设施。
由于水力发电具有成本低、环境友好的特点，近几年来，水力发电作为一种可再生能源得到了广泛的应用和发展。
然而，水力发电站水轮机的运行状态检测和监控技术的研究仍然是当前研究的热点之一。
一、水轮机运行状态检测的意义和目的水轮机运行状态检测是指对水轮机在运行过程中的工作状态和性能参数进行监测和分析的过程。
通过对水轮机的状态检测，可以实现对水轮机运行状况的实时监控，及时发现问题，并采取有效的措施进行修复和保养，保证水轮机的长期稳定运行。
同时，水轮机运行状态检测还可以用来确定水轮机的运行效率，并发现水轮机的设计缺陷。
同时，它可以为水轮机性能优化提供必要的数据，为提高水轮机的发电效率提供支持。
二、水轮机运行状态检测和监控技术的研究现状目前，水轮机运行状态检测和监控技术主要包括传统的测量技术和先进的无损检测技术两种。
1、传统测量技术传统技术主要是通过以前沿反射测量技术和信号处理技术来对水轮机运行状态进行监控和检测。
该方法通过传感器对电机的工作参数进行实时测量，如功率、电流、电压、温度、压力等，并结合分析软件进行实时数据处理，以监控电机的多个方面的运行情况。
2、无损检测技术随着电子技术和计算机技术的不断发展，无损检测技术的应用也越来越广泛。
该技术无需对水轮机进行开采和破坏，可以通过声学、振动、磁力、红外、激光等方式对水轮机进行检测。
3、基于大数据技术的水轮机运行状态监测除了上述传统的水轮机运行状态检测方法，基于大数据技术的水轮机运行状态监测也在近年来得到了越来越广泛的应用。
该方法基于数据挖掘和大数据分析技术，对水轮机运行过程中所产生的各种数据进行收集、存储、处理、分析和建模，从而实现对水轮机的实时监测和故障诊断。
三、水轮机运行状态检测和监控技术的未来发展水力发电作为一种可再生能源，具有成本低、环保等优点，在未来的能源发展中将得到越来越广泛的应用。
水电机组状态监测与故障诊断技术
水电机组状态监测与故障诊断技术摘要：水电机组作为重要的发电设备，其正常运行对保障电力系统的可靠运行至关重要。
因此，及时有效地监测其状态并进行故障诊断，可以帮助提前发现和预防潜在问题，从而减少损失和保障发电设备的安全运行。
关键词：水电机组；状态监测；故障诊断技术引言水电机组状态监测与故障诊断技术的提升对于确保水电站的安全运行至关重要。
水电机组是水能转化为电能的重要设备，广泛应用于发电厂、水利工程和农村生活中。
然而，由于长期运行和恶劣环境的影响，水电机组可能会面临各种故障和问题，导致停机时间延长和维护成本增加。
因此，为了及时发现机组运行状态异常和故障情况，有效的状态监测与故障诊断技术变得越来越重要。
1水电机组的重要性及广泛应用水电机组状态监测与故障诊断技术在现代工业领域中具有重要意义。
水电机组广泛应用于发电厂、水利工程和工业生产中，是实现持续稳定能源供应的关键设备。
然而，由于长时间运行和大负荷工作的特点，水电机组容易受到机械磨损、部件老化、故障或损坏的影响，这会导致设备性能下降、能效损失甚至设备损坏。
因此，实时监测水电机组的状态并及时发现和诊断潜在故障成为保证其正常运行和延长使用寿命的关键。
2水电机组状态监测该技术通过监测机组的关键参数，如振动、温度、压力等，可以实时获取机组的运行数据，并结合专业算法进行分析和判断。
通过对机组运行状态的监测，可以及时发现机组故障和异常情况，并提供预警和诊断信息，从而保障机组的安全运行。
水电机组状态监测技术的核心在于采集和分析机组的振动信号。
振动监测可以用来检测机组的早期故障迹象，识别并监测出机组的不正常振动，并根据振动图谱和特征参数来判断机组的故障类型和严重程度。
此外，温度和压力监测也是重要的参数，可以用来评估机组的热工性能和运行负荷情况。
水电机组状态监测技术的应用可以帮助运维人员及时发现机组的故障和异常情况，提前做好维护和修复工作，减少机组停机时间和损失。
3水电机组状态监测技术3.1传感器技术传感器可以测量和监视各种参数，如温度、压力、振动和电流等。
水电机组故障诊断分析系统
水电机组故障诊断分析系统水电机组状态监测系统通过对机组各种参量的实时检测和监视，综合设备历史状况，能对机组作出故障诊断和趋势预报，及时评估设备性能，利于水电厂制定合理的设备检修维护制度，从而达到延长检修周期，缩短检修时间的目的。
1水电机组故障诊断特点水电机组故障诊断主要包括水轮机诊断和发电机诊断，二者互为关联。
水轮机诊断包括：轴系、叶轮、叶片、导轴承、润滑系统、支撑系统、控制系统等部位故障的诊断。
主要故障特征包括：油箱油位的升高和降低、油温的升高、轴瓦平均温度升高、轴瓦温度上升率、摆度升高、轴承振动升高、振动和摆度随转速、负荷变化的趋势、有无负荷的振动情况。
发电机诊断包括：定子线圈、定子磁心、转子、轴系等部位故障的诊断。
定子线圈的诊断采用局部放电法（脉冲高频容量）用于检测线圈、线棒、线棒支撑的绝缘情况及线圈断路。
定子铁芯和转子的诊断运用一组气隙测量传感器监测定子孔径和转子圆周、偏心所造成的动态气隙情况。
检测的参数一般有：机架振动、摆度、温度、电量、气隙、绝缘监测、气蚀、压力脉动等。
对于诊断导轴承、推力轴承以及其它一些复杂的故障，诊断系统要综合考虑分析各检测参数。
2故障诊断系统结构机组故障诊断系统包括数据预处理和数据规范化、信息处理、故障诊断知识建模、故障检测、故障分离与估计、故障分类评价和决策、知识模型库、数据库、智能决策支持系统、人机对话界面、监控中心等。
故障诊断系统构成见图1。
数据预处理和数据规范化模块对在线采样的可测变量先进行预处理以消除噪音，然后将其转化为规范数字信号输入数据库中。
信息处理、故障诊断知识建模模块将从机组录入的振摆、水压脉动等信号进行再处理并建成知识模型库。
知识模型库、数据库在故障检测、故障分离与估计、故障分类评价和决策模块实时起支撑性作用。
智能决策支持系统模块负责对机组不同的运行状态选择哪种或哪几种诊断方法，以及各诊断方法之间的集成，给出相应的故障处理方案，和优化运行决策与检修计划决策，并对知识模型库中的知识进行协调调用。
水轮发电机组状态监测及故障诊断系统的硬件系统设计
动。
图 １ 水 轮发电机组状态监测与故 障诊 断系统 硬件 系统结构 图
测点 分 别 布置 于上 导 、 导 、 导 、 机 架 、 下 水 上 下机 架 、 力轴 承 等 。传 感 器 类 型包 括 有 测 量 摆 度 的 涡 推
流 传感 器 ， 量 振动 的速 度传 感 ， 量压 力 脉 动 的压 测 测
力变 送 器 ， 量温 度 的热 电阻 。从 Ｓ Ａ Ａ 系统 引入 测 ＣＤ
信号 的包括 各 导轴 承瓦温 、 率 、 力器 行 程 的模 拟 功 接
量信 号 （２ ０ｍ 及 部分 开 关 、 ４ ～２ Ａ） 油位 信 号 。
维普资讯
云 南 水 力 发 电
２０ 第 ２期 ０２年
理 单 元 等 部 分 组 成 ，整 个 系 统 集 成 在 一 个
ｌ８ ０ｌＴ×６Ｏｌ／×６ ＯｌＴ的立 式 机柜 中。 ０ ｌ Ｏ ｌ ｎｌ ／１ Ｏ ｌ ｌ ｎｌ
号 ， 位 误 差小 于 ３度 相
性 、 补 性和 相对 独 立性 ； 互
（ ） 济性 原则 。 ６经
１２ 传 感 器 的选 型及 布 置设 计 ．
水 轮机 组 较 汽 轮发 电机 组 的振 动情 况 有较 大 区
别 ， 主要 特 点是 ： 其
基于
工控
基于
工控 ●
ｒ
— Ｔ ｊ Ｃ ＩＰ Ｐ ｄ
一
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嚼 ］
【 ．． ．． ． ．． ． ．． ． ． ．
（） 响机组 振 动有 三 个 方 面 的因 素 ， ２影 即机 械 因
水轮发电机组状态监测与故障诊断系统研究
滤 波 、 率谱 分 析 、 功 相关 分 析 、 干 分 析 、 相 频谱 分
析 、 递函数 分析 、 频谱 分析 、 传 倒 信号 奇异 性分 析 、 信 号 的压 缩等 ； 后 根据 分 析 结果 诊 断 出故 障发 然 生 的部 位 、 因 ， 出检 修决 策 ， 机 组 运行 管理 原 给 对
轮发 电机 组 的诊 断技 术相 对 于核 电 、 电机组 发 火
展得 较慢 。
状 态报 告 。具 体 内容 包括 ： 号的简单 分 析工作 ， 信
如时序 分析 ， 计分 析 等 ； 统 数据 的快 速傅 里 叶分 析 及 谱 分析 ； 机组 的启 停工 况分 析 ； 常运行 工况 分 正 析 ； 种监视 图形 的显示 ， 各 如棒 图 、 谱 分析 图、 频 轴 心轨迹 图等 ； 机组状 态 的显示 ； 机组 的状 态报告 与 打 印 ； 势分 析 ； 组 日常 报告 管 理 等 ； 趋 机 与分 析诊 断 的通 信协调 。分 析诊 断部分 首先 对于 在状态 监 测送 来 的信号 进 行进 一 步 详细 的分 析 ， 括信 号 包
摘
要 ：本 文设计 了水轮发 电机 组状 态监 测 与故 障诊 断 系统 的结 构 ，并针 对软 件 。该 系统 可以 实时记 录机 组运 行 中的振动 、 摆度 等数据 ， 并以 图形 和表 格 的形
式反 映给 用户 。本 系统还 包含 故 障诊 断专 家 系统 ， 系统 能根据 所 测数 据及 时诊 断 出机 组 的故 障 ， 自动 生成 报告 。该 系统 已在 索风 营等 多 个 电站投 入运行 ， 果表 明该 系统 能准确反 映机 并 结 组运行 情 况 ， 对机 组 故障做 出准确 的诊 断 。
浅谈水轮发电机组状态监测系统的组成及应用
２ Ｑ １
Ｑ ： Ｑ （ 王２
工 业 技 术
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
浅 谈 水轮发 电机组状态 监测 系统 的组成及 应用
石 海 英
（ 哈 尔滨 电机厂有限责任公 司 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
关键 词 ： 水轮 发 电机 ； 机 组监 测 ； 应 用研 究 中 图分类 号 ： Ｔ Ｍ３ １ 文 献标 识码 ： Ａ
１关 于状态监测项 目的选取 实时 监测 ： 它是体 系 的关键 特点 ， 对 于 察觉体 系 中存在 的问题 。 可 以从 检测信息 中 其涵盖两个要 素 ， 分 别是水轮机 以及发 设备 的运作模 式开展综合 化的监测 ， 而且 判 了解装 置存在 的一些 电气 方面 的或者是 其 电机 。它们 属于一种互相联 系的关 系 。 别其是不是处 在一种合理 的模 式 。 同时通过 他方 面的不利现象 。 ６关于体 系的使 用 水轮 机监 测包括 ： 轴系、 叶轮 、 叶片、 导 机组 布置 图及数 值表 监视可 了解 传感 器 的 轴承 、 润 滑 系统 、 支 撑 系统 、 控 制 系 统等 部 整体 布局 、 具 体 通道名 称 、 通 道监 测数据 的 ６ ． １确保机 组的运作稳定 位。 值 ，这样方便工作 者 了解 具体 的运作 状态 。 经 由对检测点信息的分析 ， 具体 的体现 发电机监测包括 ： 定 子线圈 、 定 子磁心 、 同时还设置 了全天候的跟 踪体系 ， 这样便 于 机组在 各种状况 中的振 动等 的现象 。 经 由其 报 警活 动可 以警示工 作者 在规定 的时 间 中 转子、 轴系等部位 。定子线 圈的诊断采用 局 工作者能够更 加直观的分析设备 。 部 放 电法 （ 脉 冲高频 容量 ） 用 于检测 线 圈 、 线 数据分析 ： 该项特征是对 体系获取 的信 对 负载进 行调 节 ， 防止 振动 幅度过 高 ， 能 够 棒、 线棒 支撑 的绝缘 情况及线 圈断路 。定 子 息 ， 通常是过去 的信息 ， 开展 分析汇总 ， 进 而 应对那些 由于振动太大 而导致 的不利 现象 。 铁 芯和转 子 的诊 断运用 一组 气隙测 量传 感 得知一些能够体现 其运作特征 的信息 ， 结合 经 由对 电气要素 的在线 分析 ， 而且结合设定 器 监测定子孔径 和转子 圆周 、 偏心所造 成的 这些数据等来 明确设备 的运作模 式。 并提供 的问题 来 比对相关 的内容 ， 如果合乎具 体的 动态气隙情 况。 了波形 曲线分 析 、 阶次 比分 析 、 相位 图分析 、 状 态 的话 ， 就要 将故 障录波 运行 ， 而且进 行 检测的参数一般 有 ： 机架振动 、 摆度 、 温 功率谱分析 、 轨 迹分析 、 多 轨迹分析 、 瀑 布图 警示活动， 告知工作者积极的调节数值 ， 确 度、 电量 、 气隙、 绝缘 监 测 、 气蚀 、 压力 脉 动 分析 、 转 速级联谱 分析 、 极 坐标 分析 、 等一 系 保其精 准合理 。 等。 列的分析工具 。 ６ ． ２指 引机组 开展 检修活动 ２关于 配置的具体原则 状 态报告 ： 通过对选择不 同时期 的机 组 在过去 的时候 ， 我们 国家的 电力体 系的 合理 的选择监测点 ， 是 明确 记住运作 体 数 据制作各种不 同功能 目的的机组报告 ， 这 供电装置都是使用定期检查的措施 ， 也就是 系 的关 键 内容 。 它 的选取 和布局是不是优 秀 样方 便测试信息 的存 放。 说是一种计划模 式 ， 到 了规定 的时间之后不
长江电力水力发电设备远程状态监测与故障诊断系统设计与应用
第 34 卷 第 1 期2013 年 2 月Vol. 34 No. 1Feb. 2013水 电 厂 自 动 化Hydropower Plant Automation收稿日期：2012-04-10。
长江电力水力发电设备远程状态监测与故障诊断系统设计与应用彭兵1，程建1，李友平1，付海涛2，司汉松2（1.中国长江电力股份有限公司技术研究中心，湖北省宜昌市，443002；2.中国长江电力股份有限公司检修厂，湖北省宜昌市，443002)摘： 中国长江电力股份有限公司运营的发电设备容量和体积巨大，设备安全稳定运行问题是个重要问题，公司需要全面掌握发电设备运行状态。
长江电力运营的发电设备位置空间跨度大和类型多样，该特点决定了其状态检修需要以远程状态监测与故障诊断系统为平台。
该系统采用分布式架构，运用无损压缩、数据桥等技术，使发电设备状态数据的采集、分析、存储、远程通信均衡获取可靠资源，最终实现设备状态的准确评估。
关键： 发电设备；状态监测；分布式架构；远程通信0 引言中国长江电力股份有限公司拥有三峡水电站（32台700MW 混流式机组）和葛洲坝水电站（19台125MW 和2台170MW 轴流转桨式机组）。
溪洛渡水电站（18台770MW 混流式机组）和向家坝水电站（8台800MW 混流式机组）建成以后，也将由长江电力运营管理[1]。
这些电站拥有的发电设备容量和体积都十分巨大。
为了保证电站安全生产和经济运行，公司需要全面掌握发电设备的运行状态以辅助生产决策[2]。
这些水电站在地域分布和类型配置上都有很大的跨度。
因此，长江电力技术研究中心联合相关单位建立了分布式发电设备远程状态监测与故障诊断系统，全面掌握长江电力所属发电设备运行状态。
工作内容包括：初步建成设备故障诊断中心，对机组实施远程状态监测和异常故障初步诊断；选择先进、可靠的传感器和检测技术逐步完善现有厂站级监测子系统；新建电站厂站级监测子系统将随主设备一次建成，并接入诊断中心；发电设备远程状态监测与故障诊断系统的建成将为诊断专家系统的研究、诊断方案的逐步完善提供平台。
水轮发电机组状态监测与故障诊断方法
组 的正常 安全运 行 ， 其运 行状态 进行 检测 ， 时发 对 及 现故 障征 兆 ， 做到 “ 事前 检 修 ” 患 于未 然是 大 型 电 防 站机 组检 修 的发 展方 向 。
查方 式作 气 隙 的定点 静态 测量 。
７ １
是辅 机 系统管 路 中 的介 质 流量 监 测 ， 目的在 于掌 握
第２ ６卷 第 ２ ２期 ２１ ０ ０年 １ １月
甘肃 科技
Ｇａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎｏ ｎ ｕ Ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ １
％ ｆ２６ Ｎｏ ２ ． ． ２ Ｎｏ ． ２ ０ ｖ ０１
水 轮发 电机 组 状态 监 测 与故 障诊 断 方 法
陈顺永
（ 青海黄河水 电公 司 发 电运营分公 司 ， 青海 西宁 ８０ ０ ） １０ ８
如绝缘部件有空隙或裂纹 ， 则放 电电压脉动幅值较 大， 频率较 高 。通过初 始放 电 电压 ， 以判断绝缘 部 可
件老 化程 度 。 １４ 水轮 机水 压脉动 监测 ．
机气 隙监 测 、 电机定 子绝缘 监测 、 发 水轮机 水压 脉动 监测 、 水轮 机流量 监测 、 机组 温度监 测等 。
固定 部件 振动 。 １２ 水 轮发 电机 气 隙监测 ．
对了解水轮机的状态 ， 优化机组运行工况， 指导检修
是 十分必 要 的 ห้องสมุดไป่ตู้
１５ 水 轮机流 量监测 ．
气隙监测系统主要监测 内容包括定转子静态气 隙变化、 转子变形 和滑移、 定子膨胀 的不均匀度、 单
个磁 极靴 形状 、 转子 圆度 和 同心度 、 动 和停机过 定 启
选择 的监 测参数 必 须有 助 于 了解机 组 的 运行 状 态 ， 并有 相应 的监测 技术来 实现 。根据 国内外 水 轮发 电 机组 的 运 行 经 验 ， 状 态 监 测 的 重 点 是 非 电 量 参 其
水电站机组在线监测与故障诊断系统应用分析
水电站机组在线监测与故障诊断系统应用分析摘要：随着经济的不断发展，社会对于电能的需求也原来越大。
水电站作为电力网络中的重要组成部分，也在持续投运过程中为电力系统贡献力量。
并且，随着水电站规模的不断发展，水电站机组容量更大，自动化程度更高，这对于水电站机组的相关性能也有更高的要求，对于运行的可靠性、安全性也有更高的要求。
基于此，在线监测与故障诊断系统在水电站机组中的应用越来越广。
本文将重点以北京华科同安TN8000为例，介绍水电站机组在线监测与故障诊断系统的应用以及其未来发展。
关键词：水电站机组；在线监测；故障诊断引言在水电机组的运行过程中，其安全性和稳定性至关重要，一旦发生事故，不仅会对电力网络造成影响，甚至会引发重大事故。
因此，对于水电机组运行状况的检测与故障诊断一直以来都是水电行业的重要课题。
随着科技的不断发展，在线监测与故障与故障诊断系统在水电站运行中的应用范围越来越广，使得机组运行的稳定性、安全性以及自动化程度都有很大的提升。
一、我国水电机组在线监测与故障诊断系统的应用现状在线监测与故障诊断系统应用于水电机组，在发达国家起步较早，并且发展至今已经发展出一系列较为成熟的产品。
我国从上世纪九十年代开始，逐渐开始对在线监测与故障诊断系统给予高度重视并开始高速发展。
其中北京英达华公司、华科同安公司都推出了相对成熟的系统和产品，其中在业内较为知名的系统包括英达华的EN8000系统、EN3800系统，以及华科同安公司的TN8000系统。
当前，我国各大水电站均已广泛应用在线监测与故障诊断系统；包括三峡、拉西瓦等水电站都采用了TN8000系统。
二、在线监测与故障诊断系统的架构与功能一般来说，在在线监测与故障诊断系统包括的诸多组成部分中，核心部分为传感器、数据采集单元、服务器、网络设备以及系统软件。
通过系统传感器获取相关信号，再交给数据采集单元实施数据的转化，并将转化完成的数据上传服务器；通过计算机对获得的数据实施分析，并以图表、报告等方式提供给用户。
浅谈水轮发电机组故障诊断与状态评估方法
民营科技2018年第9期工程技术浅谈水轮发电机组故障诊断与状态评估方法吕泰良（国网黑龙江省电力有限公司牡丹江水力发电总厂，黑龙江牡丹江157006）社会经济发展过程中，新能源应用发展的速度逐渐加快，如风电等。
水轮发电机组在上述能源应用过程中发挥了重要作用，为保证水轮发电机组正常运行，就必须加强对其故障诊断和状态评估等工作的重视，结合其中存在的问题，及时提出针对性的解决方法，推动相关工作顺利开展。
1水轮发电机组的故障诊断方法水轮发电机组故障诊断工作开展过程中，主要是围绕振动展开相关研究，而振动测定方法又主要围绕振动信号和故障诊断两方面开展，其具体工作流程如下。
首先，在恰当的传感器的帮助下，及时获取到需要获取的振动信号，在此基础上，通过一定的物理量等将振动信号表示出来。
在此基础上，再开展具体的故障诊断等工作，通过分析采集到的信号的特点，结合被诊断的振动信号的性质，在相应的信号处理技术的帮助下来开展信号提取工作，提取具体的机械设备的状态特征等内容，在此情况下，设备运行状况等即可直接表示出来。
通过该类方式，机械设备的运行状况和故障的位置以及类型等可直接显示出来，对推动相关工作顺利开展具有重要意义。
在实际故障诊断开展过程中，主要使用的故障诊断方法是传统故障诊断方法和应用人工智能技术的诊断方法，根据其应用的对象和范围等差异，其在各自领域中具有各自不同的特点。
就传统故障诊断方法而言，水轮发电机组主要是通过定期检修来检查设备的运行状，要求故障诊断人员等具备相对较为丰富的工作经验和实时观测能力。
故障诊断系统进入水轮发电机组故障诊断领域之后，相关工作开展的有效性得以提高。
但是初期时对工程师和现场检测人员等的依赖程度相对较高，系统的工作主要围绕机组的关键部位开展，检测仍缺乏全面性。
在水轮发电机组故障诊断等工作中引入人工智能技术之后，其工作的效率大大提高。
人工智能的应用主要集中在两个方面：一方面是智能模式识别类型的故障诊断，另一方面是符号推理开展的故障诊断，也称之为基于知识的故障诊断。
水轮机组状态监测及诊断分析系统软件设计
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云 南 水 力 发 电
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第 １ ８卷 第 ２期
水 轮 机 组 状 态 监 测 及 诊 断分 析 系统 软 件 设 计
梅 宏 ， 世林 ， 吴 高 峰
起 了具 有 良好 的人机 交互 接 口， 好 、 观 的水 轮 机 组 共 有两 级 索 引 关 系 。第 一 级 索 引按 工 况 、 停 机 日 友 美 第 按 转速 、 监 测 及 诊 断 分 析 系 统 软 件 ， 仅 实 现 对 一 台机 组 的 期 和 时 间进行 索 引 ， 二级 索 引 ， 环境 参 量 ： 不 流 接力 器 行程 和 开关 量 来 索 引分 析 用 数 据 监测 ， 且 扩展 到 对几 台机组 同时 监 测 ； 而 系统 软件 可 功 率 、 量 、 单 独 完 成 各 种 分 析 ， 可 以采 取 由多 台 计 算 机 同时 包 。 也 对 各模块 进行综 合分析 ， 于进行 系统综 合管 理。 便 系统 采 用 了 集 散 式 分 布 式 控 制 的 方 法 ， 保证 系 统 的 灵 活性 和 安 全 性 ； 用 了 当今 最 广 泛 的 、 行 的 ｉ． 采 流 ｎ ｔ ｔ ｅ 的协 议 组 Ｔ Ｐ Ｉ 协议 组 进 行 数 据 通 信 。 系 统 ｍｅ ℃ ／Ｉ ） 由于 采用 了模 块 化设 计 ， 系统 更 具有 可扩 充 性 ， 使 其
结 构见 图 １ 。 由于 水轮 机 组 的 监 测 特 殊 性 ， 系 统 数 据 管 理 在
方 面 ， 达 到 使 领 域 专 家 使 用 分 析 工 具 来 诊 断 隐 含 为
故障时， 能够 根据 数 据 的环 境 与边 界 ， 心所 欲 的使 随 用 数 据 ， 此 我 们 自行 设 计 开 发 了专 用 的 时域 数 据 因
水电机组状态监测与故障诊断系统
水电机组状态监测与故障诊断系统摘要:利用信息技术实现水电机组的状态监测和故障诊断是提高水电厂经济效益和安全运行的重要技术保证。
本文重点介绍了水电机组状态监测和故障诊断系统及其经济效益和成功案例。
关键词:水电机组状态监测故障诊断效益1状态监测和故障诊断系统的目标利用信息技术和状态监测技术,逐步实现中、小水电站从计划检修到状态检修,提高其经济效益和安全性。
2系统必要性近几年,随着大、中、小型水电厂的建设,水电系统的状态检修工作已越来越受到重视。
原国家电力公司在1999年科技发展规划中,明确提到有关水轮机组的故障监测和状态检修技术的发展计划。
1998年10月,在甘肃省刘家峡水电厂,由中国电力企业协会组织召开了"水电机组检修改革工作会议",会议通过了我国应逐步废除计划检修,尽快实行状态检修的倡议,并提出应大力发展机组状态监测技术。
其倡议有如下几方面的工程背景:(1)强烈的振动是水轮机组运行中一种常见的故障,其特征不易捕捉,难以铲除事故隐患,不仅影响水轮机组的正常运行,而且还会降低机组和零部件的使用寿命。
(2)水轮机空蚀是水轮机损伤的主要原因,其损伤程度已成为确定是否进行大修的关键参数,因空蚀将直接降低水轮机机组经济效益和安全性。
(3)随着水力发电机组在整个电网中的比重越来越大,年平均发电时间延长,检修时间缩短,一旦因事故停机,造成的经济损失极为严重。
此外,电网调度中越来越强调水电机组的调峰作用,要求充分利用水电厂最大出力。
(4)近年来高水头、高转速、高效率、大容量的水电机组的设计实践中趋向使用高强度的材料,构件更加灵活,刚度的减小和机组尺寸的增加,必然会带来更多的稳定性问题。
(5)无人值班,少人值守,减人增效,降低维修成本,厂网分开等一系列符合市场经济规律的现代管理和维修模式的形成和建立,迫切需要强有力的技术支持手段。
水电厂机组运行设备综合监测、分析、诊断一直是水电厂期待解决的问题。
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（ 明理 工 大 学 电 力 工 程 学 院 ， 南 昆 明 昆 云 摘
要 ：文 章 Biblioteka 对 水 轮 发 电 机 组状 态 监 测 与 故 障 诊 断 系统 的 任 务 、 能 定 位 进 行 分 析 的 基 础 上 ， 循 计 算 机 监 控 系 统 的 研 制 方 法 与 功 遵
维普资讯
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云 南水 力 发 电
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第 １ ８卷 第 ２期
水 轮 发 电机 组 状 态 监 测 及 故 障诊 断 系统 方 案 设 计
吴世林 ， 梅 宏， 高 峰
效果。
关 键 词 ：水 轮 发 电机 组 ； 态 监 测 ； 障 诊 断 ； 算 机 ； 放 性 状 故 计 开
中图分类号 ：Ｔ ３ ２ Ｔ ２７ Ｍ １ ；Ｐ７
文献标 识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ ０ ６—３５ （Ｏ２ ０ ９ １２０ ）２—０ ５ ００—０ ３
状 态监 测 与故 障诊 断 系统作 为计 算 机 监 控 系 统 及 其 后 果 ， 出控 制 故 障 继 续 发 展 和 消 除 故 障 的调 提 的一 种 具 体 应 用 ， 在研 究 和设 计 的 过 程 中也 应 遵 循 整 、 维修 和治 理 的对 策措 施并 加 以 实施 ， 终 使设 备 最
计 算 机监 控 系 统 研 制 的一 般 方 法 、 骤 和 原 则 。 首 复原 到 正 常状 态 。 步 先 需 要 对 监 控 对 象 的性 质 、 点 和监 控 任务 以 及 功 特
能 定 位进 行 分 析 ， 合 当前 计 算 机 技 术 、 结 网络 技 术 、 ２ 状 态 监 测 及 故 障 诊 断 系 统 设 计 的 基 本 原 测 量 技 术 及 控 制 理 论 的现 状 与 发 展 ， 而确 定 控 制 则 进
系统 的 总体 方 案 。 ２ １ 针对 性 ． 在 充分 分 析水 轮 机组 设 备 运行 特 点 和 常见 故 障
的基 础 上 ， 有 针 对 性 地 进 行 传 感 器 测 点 布 置 的选 应 状态 监测 与故 障 诊 断 的任 务 总 的来 看 ， 是 监 择 、 就 分析 方 法 的 选 用 、 组 结 构 部 件 的 划 分 、 件 模 机 软 视 设 备 的状 态 ， 判断 其 是否 正 常 ； 测 和诊 断 设 备 的 块 的划 分 等 方 面 的 工 作 ， 而保 证 系 统 在 运 行 时 的 预 从 故障； 指导 设 备 的 管 理 和维 护 。它 们 的 具 体 任 务 如 实 用 性 。
设 计 原 则 ， 用 开 放 性 的 体 系 结 构 以实 现 监 测 内 容 逐 步 完 善 和 丰 富 具 有 可 与 不 同 厂 家 产 品 的 兼 容 性 ， ＭＩ 采 与 Ｓ的互 连 及 与 发 电 厂 正 常 工 况 监 控 系统 的 互 连 ， 大 用 户 范 围 ， 充分 利 用 当 今 最 潮 流 的计 算 机 技 术 ， 达 到 低 成 本 ， 可 靠 ， 维 护 ， 作 便 利 和 事 半 功 倍 的 扩 并 以 高 易 操
便 运 行 人 员及 时加 以处理 ， 为设 备 的故 障 分 析 、 并 性 计 、 作 工艺 上 的可 靠 性要 求 ； 充 分 考 虑 信 号 的存 制 ② 能评 估 、 理 使 用 和安 全 工 作 提 供 信 息 和 准 备 基 础 储 、 输 、 征提 取算 法 、 合 传 特 内存 的 冲 突 管理 、 中断 的 冲
数据 。
突 管理 等 方 面 的可靠 性 。
故 障诊 断 的 任 务 是 根 据 状 态 监 测 所 获 得 的 信 ２． 开 放性 ３ 息， 结合 已知 的结 构特 性 和 参数 以及 环 境 条 件 ， 合 结 在 当今 开 放 的信 息 时 代 ， 何 一 个 系 统 的 生 命 任 该 设 备 的运 行 历 史 （ 括运 行 记 录 和 曾 发 生 过 的故 力 与它 本 身 的 开 放 性 是 紧 密 相 关 的 。 在 系 统 设 计 包 障及 维修 记 录 等 ） 对设 备 可 能 要 发生 的或 已经 发 生 时 ， 把 它 当 作 一 项 产 品 ， 不 仅 仅 是 一 个 科 研 课 ， 就 而 的故 障进 行 预 报 和 分 析 、 断 ， 定 故 障 的 性 质 、 判 确 类 题 。考 虑 到将 来产 品的推 广 、 级 换 代 ， 而应 特 别 升 因 别 、 度 、 因和 部 位 ， 出 故 障 发 生 和 发 展 的趋 势 注重 系统 的开 放性 ， 体 可 以体 现 在 以下 两 个 方 面 ： 程 原 指 具
下：
ｌ 状 态 监 测 及 故 障 诊 断 的 任 务
２ ２ 可 靠 性 ．
状态 监 测 的 任 务 是 了 解 和 掌 握 设 备 的运 行 状 信号 的可靠 性 是决 定 设 备状 态 监 测 与 故 障 诊 断 态 ， 括 采 用 各 种 检 测 、 量 、 视 、 析 和 判 断 方 系统 功能 能 否 真正 实现 的根 本 性 因 素 。 因此 在 系 统 包 测 监 分 法 ， 合机 组 的历 史 和 现 状 ， 虑 环 境 因素 ， 设 备 设 计 初期 ， 结 考 对 就应 非 常重视 系统 的可 靠 性 ， 主 要 从 以 这 运行 状 态 进行 评 价 ， 断其 处 于 正 常 或非 正 常状 态 ， 下 两 个 方 面来 保 证 ： 充 分 重 视 传 感 器 的选 择 、 判 ① 安 并对 状 态 进行 显 示 和记 录 ， 异 常状 态 作 出报 警 ， 对 以 装 、 线 、 干 扰 、 定 、 试 等 各 个 环 节 及 硬 件 设 接 抗 标 调