电机的在线监测与诊断
电机运行状态在线监测技术研究
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点检基础篇-6-旋转电机的故障监测与诊断
4．3旋转电机的故障监测与诊断4 .3. 1概述旋转电机系泛指同步机、异步机、直流机。
这些设备是企业生产的动力，是关键设备，一台电机出现 故障将会造成整条生产线停产，给企业带来巨大经济损失这些关键设备一则个大，二则技术性能要求高、价格都很贵、故障和事故意味着效益的流失。
预防事故的发生已是企业管理者主要工作内容之一。
投人较少资金安置设备事故监测系统、监测预防设备故障的发生可以减少设备故障造成巨大的经济损 失。
大型电机的故障可分为电气故障和机械故障两类，产生两类故障原因及故障性质不同，处理方法也 不尽相同。
4. 3. 2旋转电机的电气故障4. 3. 2 .1故障种类电气故障可分为短路、断路、失磁、破损等几类。
短路：电机绕组匝间、绕组对地、绕组相间、定子与转子之间、接线端子与滑环的短路等。
造成短路 事故的原因是绕组匝间、匝对地、相间绝缘受潮或老化，或机械损伤、长期过载发热绝缘性能降低电击 穿、过电压击穿等。
断路：绕组和导体发热烧断、导体连接点松开、绕组端接点脱焊或受机械力甩开等。
失磁：直流机磁场失电或绕组断路短路等。
4. 3 .2 .2旋转电机的关键参数——绝缘强度旋转电机所产生各种故障几乎都和绝缘参数有直接和间接的关系。
电机质量的高低绝缘是度量的 主要参数之一，对于电机运行维护的主要工作也是围绕绝缘进行的。
绝缘材料致命的弱点是怕高温，温度升高绝缘值下降，温度达到一定值后绝缘材料变质，所以监控电机的运行温度成为监控电机绝缘状况 的重要手段。
4. 3. 3电机的监测内容4. 3. 3. 1监测电机的各种电流(1)检测电机电流的有效值。
通过对电机三相绕组运行电流有效值的监测，可知道和掌握电机的 运行状况，电流表读数表咀三相电流平衡不超过额定值，表示电机运行正常；如果三相电流有一相无读 数，表明电机断相；如果三相电流超出额定值，应迅速查明原因进行处理或者进行限载减载，防止电机发 热而破坏电机的绝缘；如果三相电流不平衡，有的很小，有的大于额定值很多，表示三相绕组绝缘出现故 障，可能柏接地或匝间短路，必须减载和相应检查处理。
基于机器学习的电机故障在线监测与自诊断
基于机器学习的电机故障在线监测与自诊断电机是现代工业中广泛应用的设备，它们驱动着许多关键的工业过程和设备。
然而，电机故障可能会导致设备停机，给生产线带来损失。
因此，电机故障的在线监测和自诊断变得至关重要。
基于机器学习的方法为电机故障监测提供了一种有效的解决方案。
机器学习是一种利用算法和统计模型让计算机学习和改进性能的方法。
在电机故障监测领域，机器学习可以用于从大量的电机传感器数据中提取特征，建立故障模型，并对未来的电机故障进行预测和诊断。
首先，对于机器学习任务，数据的质量和数量是至关重要的。
为了实现准确的在线监测和自诊断，我们需要收集大量的电机运行数据。
这些数据可以包括电机的电流、电压、振动、温度等传感器采集到的参数。
通过收集足够多的数据，并对其进行预处理和清洗，可以提高模型的准确性和可靠性。
其次，在特征提取方面，机器学习算法可以利用传感器采集到的数据来提取电机的故障特征。
例如，电机故障可能导致电流波形的变化，振动频率的增加等。
通过分析这些特征，机器学习算法可以学习到电机故障的模式，并根据这些模式进行故障检测和分类。
针对电机故障的在线监测，我们可以使用监督学习算法，如支持向量机（SVM）和决策树（Decision Tree）。
这些算法可以根据已知的电机故障样本进行训练，从而建立电机的故障模型。
一旦模型建立完成，我们可以将新的电机数据输入到模型中进行预测，以进行故障的在线监测。
此外，机器学习还可以应用于电机故障的自诊断。
无监督学习算法，如聚类算法和异常检测算法，可以帮助我们在没有已知故障样本的情况下发现电机故障模式。
通过对电机数据的聚类和异常检测，我们可以发现数据中的潜在故障模式，并根据这些模式进行故障自诊断。
除了监督学习和无监督学习，深度学习也是一种强大的机器学习方法，可以应用于电机故障在线监测与自诊断。
深度学习算法可以自动从电机数据中学习到更加复杂的特征表示，并建立更加准确的故障模型。
例如，卷积神经网络（CNN）可以用于提取电机数据中的时频特征，长短时记忆网络（LSTM）可以用于处理序列数据等。
电力设备的在线监测与故障诊断
在线监测与故障诊断技术的发展趋势和未来发 展方向
智能化：利用人工智能和大数据技术提高监测和诊断的准确性和效率。
实时性：提高监测的实时性，以便及时发现和解决故障，减少设备 停机时间。
远程化：通过远程监测和诊断技术，减少现场维护成本和时间。
集成化：将多个监测系统集成在一起，实现统一管理和数据共享。
提高在线监测与故障诊断技术的有效途径和方 法
添加标题
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数据处理模块：对采集的数据进 行预处理、分析和特征提取，为 后续的故障诊断提供依据。
预警与控制模块：根据故障诊断 结果，及时发出预警信号，并采 取相应的控制措施，保障电力设 备的安全稳定运行。
监测技术应用场景
变压器在线监测
高压断路器在线监测
输电线路在线监测
配电设备在线监测
监测技术发展趋势
提高运行效率：通过对电力设备的在线监测和故障诊断，优化设备运行状 态，提高运行效率。
在线监测与故障诊断技术在电力设备故障预警 和预防中的作用
预测设备寿命，制定维修计 划，避免突然停机
提高设备运行可靠性，减少 非计划停机时间
实时监测设备运行状态，及 时发现潜在故障
为故障诊断提供数据支持， 辅助技术人员快速定位故障
电力设备在线监测与故障诊断的应 用
在线监测与故障诊断在电力系统中的重要性
提高电力设备运行可靠性：通过实时监测和故障诊断，及时发现并解 决潜在问题，降低设备故障率，提高运行稳定性。
延长设备使用寿命：及早发现设备异常，采取相应措施，可有效延 长设备使用寿命，降低更换成本。
提高电力系统的安全性能：在线监测与故障诊断能够及时发现并预警 潜在的安全隐患，保障电力系统的安全稳定运行。
矿山机电设备自动在线监测与故障诊断系统
矿山机电设备自动在线监测与故障诊断系统发布时间：2022-07-11T09:20:56.223Z 来源：《中国电业与能源》2022年第5期作者：傅丽强[导读] 随着当前经济社会发展程度提升，工业强度不断增大傅丽强山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿山东济南250000摘要：随着当前经济社会发展程度提升，工业强度不断增大，设备运行的强度也就随之增加，因此在矿山生产的过程中往往面临着加大的故障发生的可能性，一旦出现了严重的破损现象，将会造成无法挽回的生命和财产安全损失。
因此，为了保证生产的正常运行，就需要在机电设备的管理过程中提升工作质量，也对机电设备的系统不断提升了要求。
需要对各个部件或者机械设备运行的整体环境进行全方位的检测和有效分析工作，从而避免出现严重的故障和问题。
通过自动化检测系统防止出现老化等一系列的问题，提前做出防范措施。
从而在长期的矿山生产和机械设备应用过程中提升故障的处理效率，保持稳定的运行环境，提升工作效益，保证矿山企业的生产效益。
关键词：矿井；机械；自动化；在线监控；故障检测；机械和电气设备的可靠运转是矿井安全、稳定的重要保证，而机械的操作质量对矿井的开发利用具有重要意义。
在实际应用中，由于环境因素、人为因素以及工艺等因素的作用，使得机械装置在运行中会发生损耗，并发生多种故障。
其中，电气设备的在线监控和故障检测是其中一个关键环节，它可以对机械设备的每一个零件或一个整体进行实时监控，从而使操作人员能够正确地判断出电气装置的工作状况，从而能够及时地找到可能存在的问题，并采取相应的对策，从而减少机械设备的故障几率。
1矿井机械设备故障的成因金属非金属矿山井下作业条件比较特殊，机械等作业条件比较苛刻，而高负载的机械装置相对其它的机械装置更易发生故障。
出现故障的成因主要表现在以下几个方面：(1)超负荷运转，在生产过程中，机械和设备的额定负荷都是有规定的，而且矿井的工作负荷很高，一般的机械和设备都是经常出现这种情况，在这种情况下，很可能会出现高负荷、超负荷的情况。
高压电机局部放电在线监测方法
高压电机局部放电在线监测方法【摘要】局部放电在线监测是诊断高压电机定子绕组绝缘故障的有效方法之一。
文中概述了国外高压电机局部放电在线监测的几种方法：基于汇流环上成对耦合电容器的监测法，基于中线射频监测法，基于电机引出线上耦合器的监测法，基于定子槽耦合器的监测法，基于埋置在定子槽里的电阻式测温元件导线的监测法等。
其中主要介绍耦合器或传感器的设置、噪声抑制方法以及它们的应用情况。
【关键词】局部放电，在线监测，高压电机1前言定子绕组绝缘故障是高压旋转电机的主要故障之一。
为了提高运行可靠性，应当加强对电机定子绝缘运行状态进行监测。
电机在发生绝缘故障前往往会有征兆，其中局部放电(PD)与电机定子绕组绝缘状况有着密切地联系。
由于电机绝缘介质长期承受热、电、机械应力及环境影响，导致绝缘发生劣化，使得电机在运行时绝缘产生局部放电。
反过来，局部放电又加速了绝缘的劣化，若局部放电继续扩大与发展，最终将导致绝缘被破坏。
因此，对局部放电作连续地监测，是诊断绝缘状况的有效方法。
2局部放电监测的几种方法2.1基于汇流环上成对耦合电容器监测法国外在70年代就已开发了高压电机绝缘在线监测装置。
如Kurtz M.等开发了适合水轮发电机使用的局部放电分析仪(PDA)［1］，并已成功地应用于北美的140多台机组的局放监测试验上［2］，取得了重大经济效益。
它的局放信号是通过安装在发电机定子绕组上的高压耦合电容器(其额定值为80pF,30kV)获取的，每相各有一对耦合电容器，并将耦合器安装在各相汇流环(过桥线)的合适位置上，以便消除来自电机外部的干扰。
假设一个来自电力系统的干扰脉冲，从某一相的端接线端进入，这时干扰脉冲将分成两路，分别沿该相的汇流环两边传送至两个耦合电容器，若汇流环两边等长，而且由这两个耦合电容器联接到电机外部供PDA分析仪监测用的固定测点的同轴电缆线也等长，这样干扰脉冲沿该相汇流环两边通过耦合电容器和同轴电缆传送至电机外部测点时的信号是相同的，这两路相同的脉冲信号送入PDA分析仪前级的高速差动放大器后，其结果是输出为零，即来自电机外部的干扰脉冲将不产生输出，如图1(a)所示。
电气设备的在线状态监测与预警
电气设备的在线状态监测与预警在现代社会中，电气设备已经成为生产和生活中不可或缺的重要组成部分。
然而，电气设备的故障和损坏往往会给生产和生活带来严重的影响，甚至引发安全事故。
因此，对电气设备的在线状态进行监测和预警显得尤为重要。
本文将从电气设备在线状态监测的意义、监测技术、预警方法等方面进行探讨。
一、电气设备在线状态监测的意义电气设备在线状态监测是指通过对电气设备工作状态进行实时监测和数据采集，以获取设备运行情况的技术手段。
它可以帮助我们及时了解设备的运行状况，提前发现设备存在的隐患和故障，以便采取相应的维修和保养措施。
这对于提高设备的运行效率、延长设备的使用寿命、降低维修成本具有重要的意义。
首先，电气设备在线状态监测可以实现对设备的远程监控与管理。
通过物联网技术和传感器等装置，可以在任何时刻、任何地点获取设备的实时运行数据。
这使得设备运维人员可以及时发现设备存在的问题，并且可以通过调整设备的工作参数或进行维修保养来减少设备的故障发生率。
其次，电气设备在线状态监测可以提高电气设备的运行效率。
通过对设备的实时数据采集和分析，可以对设备的性能进行监控和评估。
在设备运行效率降低时，可以及时采取措施调整设备的工作状态，从而提高设备的运行效率。
再次，电气设备在线状态监测可以降低设备故障对生产和生活带来的影响。
通过对设备的在线监测和预警，可以及时发现设备存在的隐患和故障，并且可以提前制定维修计划，减少故障对生产和生活带来的影响。
这不仅可以节省维修成本，还可以避免由于故障带来的停机时间。
二、电气设备在线状态监测的技术手段电气设备在线状态监测主要依靠物联网技术和传感器等装置。
物联网技术通过将设备与网络连接，实现设备之间的信息交流和数据采集。
传感器则负责采集设备的运行数据和环境数据，并将其转化为电子信号进行传输和存储。
常用的监测参数包括电压、电流、温度、湿度、振动等。
通过对这些参数的监测和分析，可以了解设备的运行状况及其潜在的故障风险。
在线检测与诊断技术在轧线电动机上的应用
莱 钢科 技
２０ ０ ９年 ｌ ２月
冷却风 人 口温度 、 冷却 风 出 口温度 。
现 场温 度检 测 ： 瓦 温度 和进 出风 温度 ， 轴 采用 插 人 式 Ｐ １０热 电阻 。 Ｔ０ 定 子 绕组 温 度 ， 用埋 人 式 Ｐ １０热 电 阻 。所 采 Ｔ０
３ ２ 系统控 制 输 出 ．
传 输 的引入有 效 地解 决 了高 压 隔离 的 问题 ； 分析 诊
０ 前 言
棒 材 厂 大型 车 间 主轧 机 ２８ ０ｋ 直 流传 动 电 ０ Ｗ 机， 已连续 运行 超 过 ４ ０年 ， 是大 型 车问 的关 键设 备 ， 由于使用 时 间长 ， 电机 内部绝缘 老 化 ， 并呈 不 断裂化 趋势 。 目前设备 的运 行状 态 参 数 轴 瓦 温度 、 组 温 绕
模 块
模 块
模 块
渡到更合理的状态维修制。状态维修的基础就在于 绝 缘监 测及诊 断 技术 ， 既要 通 过 各 种 检测 手 段 来 正 确 诊断 被检 测设 备 的 目前 状 况 ， 要根 据 其 本 身 特 又
点及 变化趋 势 等来确 定能 否继续 运 行或停 电检 修 。
以发现 和捕 捉早期 缺 陷 、 确保 安全 运行 ， 从而 减小 由
于预 防性检修 间 隔长所 带来 的误差 。 在 线检 测 的推广 和应 用有利 于从 定期维 修制 过
数 据 输
入
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模 块
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可 以实现 多种 画面 ， 面可在 线滚 动 ， 幅画面 画 每 均有 状态 提示 和 当前 报 警 行 提示 ， 操作 人 员可 按 照 下述 方法 操作 画面 。 １ 在 菜单 上选 择 画面 。 ） ２ 在 当前 画 面 的 功 能 键 位 置 双 击 鼠标 或 功 能 ）
高压电机安全运行在线监测系统的研究与开发
高压电机安全运行在线监测系统的研究与开发高压电机安全运行在线监测系统的研究与开发一、引言随着电力系统的发展和扩展，高压电机在工业生产中起到了重要的作用。
然而，高压电机在长时间运行过程中可能会发生一系列故障，比如电机绕组的过热、转子的不平衡、轴承的损坏等等。
这些故障若不能及时检测和处理，不仅会降低电机的工作效率，还可能引发严重事故和产生经济损失。
因此，研究和开发一种高压电机安全运行在线监测系统是非常必要的。
二、高压电机安全运行在线监测系统的研究与开发意义高压电机安全运行在线监测系统是一种可以实时监听电机运行状态的系统，能够检测电机的各个指标并判断是否发生故障。
这种系统的研究和开发具有以下重要意义：1. 提高电机的安全性和稳定性。
通过对电机的实时监测和诊断，可以及时发现故障并采取措施处理，以提高电机的安全性和稳定性。
2. 降低维护成本和停机时间。
传统的电机维护方式往往是定期维护或故障发生后紧急维修，这样需要耗费大量的人力和时间，并且停机时间较长。
而在线监测系统可以帮助预测故障，提前进行维护，从而减少维护成本和停机时间。
3. 提高生产效率和降低能源消耗。
通过实时监测电机的运行情况，可以根据具体情况进行调整和优化，从而提高生产效率和降低能源消耗。
三、高压电机安全运行在线监测系统的主要功能和技术高压电机安全运行在线监测系统的主要功能包括：1. 实时数据采集和监测。
通过传感器采集电机的运行数据，包括电流、电压、温度等指标，实时监测电机的运行状态。
2. 故障诊断和预测。
根据传感器采集的数据，结合故障诊断算法进行分析和预测，判断电机是否存在故障，并预测故障发生的概率和时间。
3. 提供远程报警和监控。
当电机发生故障或异常情况时，系统会自动发送报警信息给相关人员，同时进行远程监控。
高压电机安全运行在线监测系统的技术主要包括：1. 传感器技术。
通过安装各种传感器，如温度传感器、振动传感器等，实时采集电机运行数据。
2. 数据采集与处理技术。
电力设备的在线监测与故障诊断PPT课件
变压器绕组变形的监测
变压器绕组变形的监测
离线检测方法：短路阻抗测量法、频响分析法、低 压脉冲法、径向漏磁场测试法
在线监测方法：短路电抗法、振动信号分析法、频 响分析法
短路电抗法
振动法
变压器本体振动来源
硅钢片磁滞伸缩引起铁芯振动 硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁引起的电磁吸引力，
电气设备状态监测与故障诊断的意义
电气设备的组成：绝缘材料、导电材料、导磁材料等。
绝缘材料大多为有机材料：矿物油、绝缘纸、各种有机合成 材料，运行中受电、热、机械、环境等各种因素的作用，容 易发生劣化，造成设备故障。——设备绝缘结构性能的好坏， 成为决定整台设备寿命的关键。
由于大型电气设备发生故障而造成突发性停电事故，会造成 巨大的经济损失和不良的社会影响。
局部放电监测的意义
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主 要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻 三尺非一日之寒”。
刷形树枝
丛林状树枝
变压器中局部放电类型
气隙放电
（1）密封于固体内的气泡。例如：铁芯环氧绑扎带内的气泡。 （2）油和固体包围的气泡。例如：纸板夹层的气泡。
悬浮放电
不同故障类型产生的气体组分
故障类型
主要气体成分
油过热 油和纸过热
CH4、C2H4 CH4、C2H4、CO、CO2
油纸绝缘中局部放电
H2、CH4、C2H2、CO
油中火花放电
C2H2、H2
油中电弧
H2、C2H2
油和纸中电弧
H2、C2H2、CO、CO2
次要气体成分
H2、C2H6 H2、C2H6 C2H6、CO2
动触头的行程可以通过旋转编码器进行监测。
发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析
发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析一、引言随着电力工业的发展，发电厂的电气设备越来越成为电力生产的核心设备，其稳定运行对于电力生产的持续供应至关重要。
随着设备的老化和运行时间的增长，电气设备的故障频率也在逐渐增加，给电力生产带来了很大的隐患。
如何对发电厂的电气设备进行状态监测和故障诊断显得至关重要。
二、发电厂电气设备状态监测方法1. 传统运行参数监测传统的发电厂电气设备状态监测方法主要是通过监测设备的运行参数来判断设备的状态。
对变压器进行油温、油位、局部放电等参数进行监测；对发电机进行温度、振动、绝缘电阻等参数进行监测。
通过这些参数的监测，可以及时发现设备的异常情况，提前预警，从而减少故障发生的可能性。
2. 智能监测技术随着人工智能、大数据等技术的发展，智能监测技术逐渐应用到了发电厂的电气设备状态监测中。
通过安装传感器，采集设备的运行数据，并应用数据分析、模式识别等技术，可以实时监测设备的状态，发现潜在的故障隐患，大大提高了监测的精度和效率。
3. 在线监测系统发电厂电气设备的状态监测也可以通过建立在线监测系统实现。
通过在设备上安装在线监测装置，实时采集设备的运行数据，并传输到监控中心进行分析和处理。
在线监测系统可以实现对设备状态的实时监测，可以及时发现设备的异常情况，并进行及时处理，从而减少设备故障的发生。
1. 故障特征诊断在发电厂电气设备故障诊断中，首先需要对设备出现的故障特征进行诊断。
对发电机出现的振动、温升异常等现象进行诊断，对变压器出现的油温升高、局部放电等现象进行诊断。
通过对故障特征的诊断，可以初步确定设备的故障类型和范围。
2. 数据分析诊断通过对设备运行数据的分析，也可以进行电气设备故障的诊断。
通过对设备的温度、振动、电流等数据进行分析，可以找出设备运行中的异常情况，从而判断设备是否存在故障。
数据分析诊断可以帮助工程师更准确地判断设备的状态，并及时处理存在的问题。
智能诊断技术在电气设备故障诊断中也发挥着重要的作用。
高压电动机在线状态监测与故障诊断技术探讨
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３ ）可合 理 的使用设 备 ， 避免设 备 的 浪费 或 者设 备 寿命不 足 发生事 故造 成损 失 。
该 系 统 的最 大 的不 足 之 处 ， 是 它对 高 压 电 动 就
淮 南 矿 业 集 团潘 一 东 矿 建 项 目部 压 风 机 房 由 Ｉｇｒｏ ａｄ公 司生 产 的 ４台 Ｍ３ ０２ ． Ｖ螺 杆 式 ｎ ｅｓｌ Ｒ ｎ ｌ ０ ．ＳＨ
Ｉｔ ｌ ｙ 控制 器 ， 数 据 采 集 、 算 、 制 皆 由它 完 ｎｅ ｉ ｓ ｌｓ 其 运 控 成 。空压机 提供 Ｍｏ ｂ ｓ Ｒ Ｕ通信 接 口对外 数 据交 ｄ ｕ— Ｔ 换 ， 有 １套 Ａ ｏ ａｔｏｉ Ｐ Ｃ＋Ｄ Ｌ 并 Ｂ Ｃ ｍｐｃＬ ｇ Ｌ ｘ Ｅ Ｌ工空 机
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电力机械设备在线监测与故障诊断技术研究
电力机械设备在线监测与故障诊断技术研究第一章：引言随着电力工业的发展，电力机械设备在电力系统中起着非常重要的作用，但是由于机械设备的长期使用和维修保养不到位等原因，容易出现各种故障，甚至引发事故，这对于电力系统的正常运行和稳定性影响非常大。
因此，电力机械设备的在线监测和故障诊断技术逐渐成为研究的热点，本文将介绍一些相关技术和研究成果。
第二章：电力机械设备在线监测技术电力机械设备在线监测主要是通过安装相应的传感器和检测设备，对设备的电气、机械、热学等性能进行实时监测，及时发现异常情况，得出故障预警，从而提高设备的可靠性和运行效率。
常用的在线监测技术包括：1. 振动监测技术：通过在设备上安装振动传感器，对设备的振动情况进行监测，可以判断设备是否出现故障，并能够初步确定故障的类型。
2. 温度监测技术：通过安装温度传感器，对设备的温度进行监测，能够提前发现设备出现过热等异常情况。
3. 油液监测技术：通过对设备的油液状态进行实时监测，能够发现油液的变质、污染等情况，及时进行维修。
4. 电量监测技术：通过监测电力设备的电量变化情况，可以判断设备是否正常运行。
第三章：电力机械设备故障诊断技术电力机械设备故障诊断技术是针对设备出现故障时，通过检测和分析故障信号和参数，确定故障原因并进行修复，以保证设备的正常运行。
常用的故障诊断技术包括：1. 基于模型的故障诊断技术：这种方法是基于设备的数学模型进行分析和预测，通过与实际运行数据比对，确定设备的故障类型和故障位置。
2. 数据驱动的故障诊断技术：这种方法是基于大量历史数据，通过机器学习等算法分析数据，建立故障模型，对实时数据进行监测和分析，从而实现故障诊断与预测。
3. 智能算法的故障诊断技术：通过应用智能算法，如神经网络、遗传算法等技术，对设备运行数据进行分析和处理，从而实现故障诊断和预测。
第四章：电力机械设备在线监测与故障诊断技术的应用实例1. 发电机振动监测系统：通过在发电机上安装振动传感器、温度传感器、油液监测装置等设备，建立实时监测系统，能够对振动、温度、油液等情况进行监测。
电机参数在线监测系统设计与实现
电机参数在线监测系统设计与实现随着数字化时代的到来，越来越多的工业企业开始采用自动化设备来提高生产效率，其中电机是最常用的设备之一。
电机因其功率、效率等参数的优越特性，在自动化设备中解振着不可替代的重要作用。
然而，电机存在着使用寿命限制和人为损坏的问题。
一旦出现故障，不仅会影响到生产效率，还可能对员工工作和人身安全造成威胁。
因此，建立一个电机参数在线监测系统对于工业企业来说显得尤为重要。
电机参数在线监测系统是将监控设施和计算机技术相结合的一种先进的电机监测方式。
通过分析电机的工作状态和运行参数，检测出电机是否存在问题，进而实现故障预测和诊断。
针对电机参数在线监测系统的设计和实现，本文从以下几个方面进行探讨。
一、电机参数在线监测系统的基本原理电机参数在线监测系统是基于传感器和数据采集技术，通过采集电机的工作参数来实现对电机状态的监测以及故障的预测和诊断。
电机的工作状态是通过检测电源电流、电机运行速度、电机温度、转矩等数据来实现，并将数据传输到监测中心进行分析和处理。
因此，电机参数在线监测系统的核心是传感器和数据采集技术。
二、电机参数在线监测系统的设计流程1. 电机参数选择和传感器安装根据公司的实际情况，选定需要监测的电机的参数，常用的参数包括电流、电压、转矩、温度等。
接下来，根据选定的监测参数，选取合适的传感器并进行安装。
2. 数据采集和传输方式在数据采集方面，可采用有线或无线方式进行传输。
有线传输采用实验室数据采集卡、IO增长板等进行传输；无线传输可以采用蓝牙、WiFi以及ZigBee等技术进行。
3. 数据存储方案对于采集到的各种参数进行分类存储，并根据不同的公司情况，可以采用文件存储或者数据库存储的方式进行存储。
4. 数据处理和分析通过对分析处理后的数据进行监测状态的判断，可发现电机的过载、过热等异常状态。
根据异常程度的不同，提出不同的故障预测和诊断方案。
5. 系统实时监控对电机参数在线监测系统的监控情况进行实时监控，并对实时监控数据进行分析和处理，避免电机故障给企业带来损失。
风电机组在线监测与故障诊断系统的数据采集与处理方法分析
风电机组在线监测与故障诊断系统的数据采集与处理方法分析风电机组是一种重要的可再生能源发电设备，为了保证其安全性、可靠性和有效性，需要使用在线监测与故障诊断系统对其进行监测和诊断。
数据采集与处理是整个系统的核心环节，本文将对风电机组在线监测与故障诊断系统的数据采集与处理方法进行分析。
一、数据采集方法分析1. 传感器数据采集风电机组在线监测与故障诊断系统通常使用各种传感器来获取风机的运行数据。
传感器可以测量风机的转速、温度、振动、电流等参数。
这些传感器可以安装在风机的各个关键部位，比如轴承、齿轮箱和发电机等，以获取全面的运行数据。
传感器数据采集的准确性和稳定性对于系统的性能和可靠性至关重要。
2. 远程监测数据采集风电机组通常分布在广阔的地域范围内，传统的现场数据采集方式不太实用。
因此，使用远程监测数据采集技术可以有效地获取远程风机的数据。
远程监测系统通过网络实时传输风机的运行数据，可以随时随地对风机进行监测与诊断。
这种技术可以大幅提高数据采集的效率和准确性。
3. 数据采集频率为了充分了解风机的运行状况，数据采集的频率非常重要。
对于需要准确监测风机运行状态的任务，应该选择较高的数据采集频率。
通常，数据采集频率应根据风机运行速度和重要参数的变化来确定。
二、数据处理方法分析1. 数据预处理由于风电机组在线监测与故障诊断系统监测的数据量大且复杂，需要进行数据预处理。
数据预处理的目的是清除无效数据和噪声，提高数据质量，并对数据进行合理的缺失值处理。
数据预处理可以采用滤波、归一化、插值等方法，以达到更好的数据分析结果。
2. 特征提取特征提取是指从大量的原始数据中提取出有用的特征来表示风机的运行状态。
这些特征可以是统计特征，如均值、方差等，也可以是频域特征或时域特征。
特征提取的目的是降低数据的维度并准确地描述风机的状态。
3. 数据建模数据建模是根据提取的特征建立风机的运行模型。
常用的数据建模方法包括统计分析、回归分析、神经网络等。
基于传感器网络的电力设备在线监测与诊断
基于传感器网络的电力设备在线监测与诊断电力设备在线监测与诊断是针对电力设备的潜在故障和损坏进行实时监测和诊断的一种方法。
随着数字技术和通信技术的进步，传感器网络作为一种有效的工具被广泛应用于电力设备的在线监测与诊断领域。
传感器网络是由许多互连的传感器节点组成的网络，这些节点能够感知周围环境的物理和化学变化，并将数据通过通信链路发送到监测和诊断系统中进行分析。
在电力设备在线监测与诊断中，这些传感器节点被部署在电力设备的关键位置，如变压器、发电机、开关设备等。
传感器节点可以监测电力设备的各种参数，如温度、湿度、振动、电流等。
通过实时采集和传输这些参数数据，监测系统可以对电力设备的工作状态进行实时分析和判断。
一旦发现设备存在异常或潜在故障，系统会立即发出警报，以便及时采取相应的维修措施，避免设备故障造成的严重后果。
监测系统还可以利用传感器网络的数据分析和处理功能，进行设备的故障诊断。
通过对传感器采集的数据进行分析和比对，系统可以判断设备是否存在故障，并进一步确定故障的类型和原因。
这种在线诊断的方法不仅可以提前发现设备故障，而且可以准确地确定故障的位置和程度，为维修工作提供有针对性的指导。
为了实现电力设备在线监测与诊断，传感器网络需要具备一定的特性。
首先，传感器节点应具备高精度和稳定性，能够准确地采集和传输设备参数数据。
其次，传感器网络需要具备高可靠性和可扩展性，能够在不同环境条件和设备类型下正常工作。
此外，传感器网络还需要具备较高的数据传输速率和传输距离，以保证数据的及时性和准确性。
电力设备在线监测与诊断的实施可以提高电力设备的工作效率和可靠性，减少设备故障损失和维修成本。
通过实时监测和诊断，可以及时发现电力设备存在的潜在故障，以便及时采取维修措施，避免设备故障对供电系统的影响。
此外，通过在线监测和诊断可以积累设备的历史数据，为设备健康管理和预防性维修提供可靠的依据。
综上所述，基于传感器网络的电力设备在线监测与诊断是一种有效的方法，可以提高电力设备的工作效率和可靠性。
机械设备故障诊断与监测的常用方法6篇
机械设备故障诊断与监测的常用方法6篇第1篇示例：机械设备在使用过程中经常会出现各种故障，及时准确地进行故障诊断和监测对于设备的正常运行和维护是至关重要的。
下面将介绍一些机械设备故障诊断与监测的常用方法。
一、视觉检查法视觉检查法是最简单、最直观的故障诊断方法之一。
通过观察设备的外观、运转状况、连接部位是否松动、是否有明显的磨损痕迹等，初步判断设备是否存在问题。
这种方法适用于一些外在明显的故障，比如松动的螺丝、漏油现象等。
二、听觉检查法听觉检查法是通过听设备运行时的声音来判断设备是否存在故障。
比如机械设备在运行时出现异常的响声，可能是由于轴承损坏、齿轮啮合不良等原因引起的。
通过仔细倾听设备运行时的声音，可以初步判断设备存在的故障类型。
三、振动检测法振动检测法是一种通过监测设备在运行时的振动状况来判断设备是否存在故障的方法。
通常情况下，机械设备在正常运行时会有一定的振动，但如果振动异常明显，可能是设备出现了问题。
通过振动检测仪器对设备进行监测和分析，可以准确判断设备的故障类型和严重程度。
四、温度检测法温度检测法是通过监测设备运行时的温度变化来判断设备是否存在故障的方法。
比如设备某个部位温度异常升高，可能是由于摩擦引起的，也可能是由于电气元件故障引起的。
通过红外测温仪等工具对设备表面温度进行监测和分析，可以帮助工程师快速定位故障部位。
五、性能测试法性能测试法是一种通过对设备的各项性能指标进行测试和比较，来判断设备是否存在故障的方法。
比如通过功率测试仪器对设备的电流、电压等参数进行监测，比较实测数值与标准数值是否一致，可以准确判断设备是否存在故障。
六、故障诊断仪器法现代科技的发展，各种先进的故障诊断仪器也被广泛应用于机械设备的故障诊断和监测中。
比如红外热像仪可以通过红外辐射检测设备的热量分布，帮助工程师找出设备故障的根源；声发射仪器可以对设备在运行时的声音进行捕捉和分析；电动机绝缘测试仪器可以对设备的绝缘状态进行监测等。
电机的在线监测与诊断
在线监测系统的实施：某电机厂引入了一套在线监测系统，用于实时 监测电机的运行状态和故障预警。
应用效果：在线监测系统的应用提高了电机的运行稳定性和可靠性， 减少了故障停机时间，为电机厂带来了显著的经济效益。
未来展望：随着物联网 、云计算、大数据等技 术的发展，电机在线监 测技术将更加智能化、 自动化和远程化。
监测技术的分类
温度监测
振动监测
噪声监测
电机电流监测
监测技术的应用场景
电机运行状态监 测
故障预警和诊断
预防性维护和寿 命预测
优化电机性能和 运行效率
数据采集模块
定义：数据采集模块是电机在线 监测系统的重要组成部分，负责 实时采集电机的运行数据。
案例二：某大型电机设备的远程监测与诊断实 践
监测系统：采用先进的传感器和数据分析技术，对电机设备的运行状态进 行实时监测。
诊断方法：通过分析监测数据，识别异常状态，预测潜在故障，并提供维 修建议。
实践效果：有效提高了电机设备的运行稳定性和可靠性，减少了故障停机 时间。
结论：远程监测与诊断是电机维护的重要手段，具有广泛的应用前景。
案例四：多电机协同工作的监测与诊断方案
监测方案：对 多台电机的工 作状态进行实 时监测，包括 电流、电压、 温度、振动等
参数。
诊断方案：基 于监测数据， 运用智能算法 进行故障诊断， 识别出故障类 型、位置和原
因。
实施效果：有 效提高了电机 运行的稳定性 和可靠性，减 少了故障停机
时间。
适用场景：适 用于需要多台 电机协同工作 的工业场景， 如生产线、泵
未来挑战：需要解决监测系统可靠性和稳定性的问题，提高监测数据的精度和可信度， 同时降低监测成本。
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3 工程项目管理规划
实例2. 定子铁心故障的红外诊断
图10-4-5 良好定子铁心热像图 图10-4-6有三处缺陷的定子铁心热像图
3 工程项目管理规划
实例3.. 某发电机定子铁心热像图
a)励磁机侧左侧 b)汽轮机侧左侧
3 工程项目管理规划
3 工程项目管理规划
实例1. 发电机定子线棒接头故障红个诊断
图10-4-3 实测一台50MW水轮发电机定子线棒接头 温度分布直方图
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实例1. 发电机定子线棒接头故 障红个诊断
（2）判据
属于以下情况之一的线棒接头应该判为焊接质 量不合格（或已出现焊接故障）
1）热像不连续且温升超过平均温升10℃者；或 温升超过平均温升10℃，且在温度分布直方图 中远离温度连续分布区的接头。
发电机中常用局部放电（PD）在线监测这类故障 感应电动机中常用定子电流信号分析确定定子绕组故障 3、定子绕组股线故障（发电机） 股线间短路产生电弧发电、可能发展接地故障或相间短路故障 征兆：水冷电机的冷却水中有绝缘材料热解产生的气体
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4、定子端部线圈故障 运行过程产生的冲击力使定子端部绕组发生位移，从而引发绝缘劣化和发生局 部放电 征兆：振动和局部放电 5、冷却水系统故障 征兆：定子线棒或冷却水温度偏高、绝缘材料热解及可能引起的放电 6、转子绕组故障（异步电动机）
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笼型异步电动机因笼条断裂时，就会出现振动增加，起动时间延长，定子电流 摆动，电机滑差增加，转速转矩波动，温升增高等故障征兆 一台直流电机运行中由于过载、机械振动、换向器变形、维护不当、湿度过低 等诸原因，造成换向恶化故障。 恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及超过技术条件所规定的允许范围运行，往 往是直接导致电机故障的起因
电机 状态监测与故障诊断
工程项目 管理
主编：危道军 刘志强
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电机的故障特点与诊断内容
故障识别必须对诊断对象的各种性能、结构、各种参数非常熟悉。 电机包含有以下几个独立相互关联的工作系统：电路系统、磁路系统、绝 缘系统、机械系统和通风散热系统。电机组成部分：定子、转子、轴承装 置、底板及一些附属结构（如风扇、换向器等）。 一个故障在电机上常常表现出多种的故障征兆。也有几个故障起因反映同 一个故障征兆
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通用的监测方法是采用气隙磁密监测，通过探测气隙磁密，可以确定匝间短路 的数量和位置；监测轴承振动是否加强。 8、转子本体故障（各类电机） 主要由巨大的转子离心力、大的负序暂态电流和转子不同心引起 征兆：轴承处过量的振动
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对不同故障进行相对应特征量的监测 1、放电监测 2、温度监测 3、热解产生的微粒监测 4、振动监测 5、气隙磁密监测
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电机的故障特点与诊断内容
电机典型故障归纳： 1、定子铁心故障 通常发生在大型汽轮机发电机上，主要是铁心深处的过热问题 早期征兆是大的环路电流、高温和绝缘材料的热解 2、绕组绝缘故障 原因：绝缘老化，绝缘缺陷及引线套管受污染 主要症状：定子绕组局部放电量的增加
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目前对新机和在役机组普遍采用的诊断性试验主要包括：
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2. 高压交流电机绝缘劣化过程
图 112-2 高压 交流 电机 绝缘 劣化 过程
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二、 电机绝缘的特征量
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1. 绝缘的特征量
1．局部放电量、放电位置 设备内部绝缘(油、纸)若存在杂质、气泡， 它会导致其内部放电，日长月久就可能导致 放电部位扩大，最后击穿。因此及早的监测 其放电量和放tg电位tg置，并及时维修处理，可 避免大事故发生。但开始发生放电时，其放 电量很小，难以测量及定位。 2．介质损耗因数
不同部位有不同的温度界限， 同一部位在不同故障情况下有不同的温度等级。
确诊出设备的故障性质、部位和程度，进而预测
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红外诊断技术的构成
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2. 红外热像仪的测温方法
1．模拟量测温方法 较早期的红外热像仪，利用热像仪输出的视频模拟信号测
量物体的温度，实质上就是测量物体视频信号的幅度。 2．智能化测温方法 运用微处理机,摆脱模拟量的非线性校正和叠加的繁琐过程
2）当已知接头绝缘层内外表面温度降时，在额定 电流下，线棒接头表面温度推算到接头内的温 度值超过110℃者。
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（3） 图10-4-4 发电机定子线棒接头焊接故障热 像图
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实例2. 定子铁心故障的红外
诊断
发电机定子铁心故障主要是铁心局部短路， 这些短路点多数出现在定子齿部表面，也有些在槽部，但
红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）：是通过非接触 探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在 显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计 算的一种检测设备。
红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，不仅能够观察 热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格 分析。
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图10-2-8 红外热像仪基本原理框图
其它
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第二章 电机绝缘诊 断
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一、电机绝缘老化
3 工程项目管理规划
一、电机绝缘老化
电机在长期运行后绝缘性能渐趋劣 化， 绝缘结构的老化是各种劣化的综合 表征。 造成电机绝缘结构老化的因素很多 ：
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1. 电机绝缘劣化因素
表11-2-1 电机绝缘劣化因素及产生的劣化征
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3. 我国关于交流电动机绝缘电阻的 测量要求
（2）测量电动机轴承的绝缘电阻，当有油管路连接时， 应在油管安装后，采用1000V兆欧表测量，绝缘电阻 值不应低于0.5MΩ。
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4. 绝缘诊断的程序
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6. 大型电机定子绕组绝缘诊断性试验纵 览
测量绝缘系统整体性的直接方法是直流、交流和(或)冲击 耐压的击穿强度试验.
象劣子化因 表现形式
劣化征象
连续 热
挥发、枯缩、化学变质、机械强度降低、散热性 能变差
冷热循环
离层、龟裂、变形
电压
运行电压 冲击电压
局部放电腐蚀、表面漏电灼痕 树枝状放电
振动
磨损
机械力 冲击
离层、龟裂
弯曲
离层、龟裂
吸湿
环境
结露 浸水
泄漏电流增大、形成表面漏电通道和炭化灼痕
导电物质污损
油、药品污损 浸蚀和化学变质
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第一章 电机红外诊 断
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第一章 电机红外诊断
一、红外诊断基础
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1.红外线位置
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2. 红外测温具有下列特点
(1)测温范围广；-170℃～+3200℃。 (2)测温精度高：可分辨0.01K或更小。 (3) 反应速度快：可在几毫秒内测出物体的温度。 (4)可测小目标：最小可测出直径为7.5um的目标温度 。 (5) 不接触被测物体，不破坏其温度场。 (6)测距可远可近。
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第七章 电机红外诊断
二、红外诊断技术
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1.红外诊断技术的构成
一台运转中的设备，当其零部件产生故障时，设 备的整体或局部的热平衡会受到破坏或影响， 设备内部的热必然逐步到达其外部表面，导致 外表温度场分布的变化。
红外检测技术捕捉到这些红外辐射的信息，通过 检测结果总结分析，可以发现:
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3. 红外测温与接触测温性能比较
项目
红外测温
接触测温
测温 要求
（1）知道被测物的发射率 （2）被测物的辐射能充分抵达红 外探测器 （3）消除背影噪声
（1）测温设备与被测物间良好 接触 （2）接触测温时，被测物温度 不应有显著变化
优点
（1）非接触，对被测物体无影响 （2）可测运动中的物体 （3）可测瞬态温度 （4）可对点、线、面测温 （5）可测绝对温度，也可测相对 温度
3 工程项目管理规划
3. 我国关于交流电动机绝缘电阻的 测量要求
2）1000V及以上的电动机应测量吸收比。吸收比不应低 于1.2，中性点可拆开的应分相测量。
注： ①进行交流耐压试验时，绕组的绝缘应满足本条第一、二
款的要求。 ②交流耐压试验合格的电动机，当其绝缘电阻值在接近运
行温度、环氧粉云母绝缘的电动机则在常温下不低于其 额定电压每千伏1MΩ时，可以投入运行。但在投运前 不应再拆开端盖进行内部作业。
3 工程项目管理规划
1. 绝缘的特征量
3．泄漏电流 对于一些设备不能测量值时，也可用测量泄
漏电流方法确定设备绝缘受潮或损坏程度。 4．设备电容值
设备中若进水时，其电容值会增大，但漏油 时，其电容值会减少。规程规定当电容值的偏 差超出额定值-5％~10％范围，应停电检查 。
上述4项特征参数中，局部放电是反映绝缘状态 最灵敏的量，其次值、电容值漏电流也可反映 绝缘状况。
很少发生在铁心内部和轭背。
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实例2. 定子铁心故障的红外
诊断
（1）定子铁心故障的红外检测方法 在运行状态下，发电机定子铁心封闭在机壳内，
无法进行在线监测；
只能在静态下抽出转子，外施电源励磁，使定子 铁心磁通密度接近额定值，借助铁损产生的温 升进行铁心故障的红外检测。
具体方法：
通入的励磁电流应可使铁心产生约1.0T的磁通密度； 测量铁心在圆周方向的磁通密度分布并作出曲线， 利用原有铁心和线棒温度测点监视和控制铁心温度不 得超过允许值(105℃)。 在磁通密度1.0T下持续试验时间为90min， 3 工程项如目管果理规故划障点不能明显暴露出来，试验磁通密度可增大