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1 绪论1

1.1 当前水电设备面临的主要问题1

1.2 水轮发电机组状态监测的必要性及意义3

1.3 水轮发电机组状态监测的目的与任务4

1.3.1 状态监测的目的4

1.3.2 状态监测的任务5

1.4 水轮发电机组状态监测技术现状5

1.4.1 国外的技术现状5

1.4.2 国内的技术现状7

2 状态监测技术基础9

2.1 状态监测常用传感器9

2.1.1 传感器基础9

2.1.2 电阻式传感器13

2.1.3 电感式传感器16

2.1.4 电容式传感器19

2.1.5 光电式传感器20

2.1.6 压电式传感器21

2.1.7 磁电式传感器22

2.1.8 热电式传感器23

2.2 状态监测中的数据采集26

2.2.1 信号预处理27

2.2.2 A/D转换28

2.2.3 信号的截断、能量泄漏及窗函数30

2.3 数据采集抗干扰技术35

2.3.1 电源系统的抗干扰36

2.3.2 数据采集系统硬件部分的抗干扰37

3 水轮发电机组振动稳定性监测38

3.1 常见振动故障机理38

3.1.1 发电机常见振动故障分析39

3.1.2 水轮机常见振动故障分析50

3.2 水轮发电机组振动监测关键技术52

3.2.1 机组振动状态特征参数52

3.2.2 振动监测基本原理55

3.2.3 机组大轴摆度监测55

3.2.4 机架振动监测57

3.2.5 振动测点数量与布置原则58

3.2.6 轴心轨迹与轴心位置监测59

3.2.7 振动相位监测61

3.3 机组振动分析方法63

3.3.1 时域波形分析64

3.3.2 频谱分析65

3.3.3 轴心轨迹分析68

3.3.4 趋势分析69

3.3.5 机组工况分析70

3.4 水轮发电机组振动监测系统实例72

3.4.1 系统总体结构73

3.4.2 系统主要测点74

3.4.3 系统主要功能76

3.4.4 现场应用77

4 水轮机状态监测83

4.1 水轮机效率监测83

4.1.1 水轮机效率概述83

4.1.2 流量85

4.1.3 水轮机工作水头94

4.1.4 功率监测94

4.2 水轮机压力脉动监测95

4.2.1 压力脉动成因及特征频率95

4.2.2 压力脉动监测关键技术96

4.3 水轮机空化监测99

4.3.1 水轮机空化及其特性99

4.3.2 水轮机空化监测方法101

5 发电机状态监测107

5.1 发电机常见故障及监测内容107

5.1.1 发电机常见故障107

5.1.2 主要监测内容108

5.2 发电机局部放电监测108

5.2.1 发电机局部放电概述108

5.2.2 发电机局部放电在线监测方法111

5.2.3 发电机局部放电信号的传播特性119

5.2.4 发电机局部放电干扰信号特性121

5.3 发电机空气气隙与磁场强度监测124

5.4 轴电压监测127

5.4.1 轴电压监测意义127

5.4.2 轴电压产生的机理128

5.4.3 轴电压在线监测129

6 水轮发电机组状态监测系统展望131

6.1 水轮发电机组状态监测系统设计131

6.1.1 状态监测系统与计算机监控系统131

6.1.2 状态监测系统体系结构131

6.1.3 状态监测系统网络结构134

6.1.4 状态监测系统的主要监测内容136

6.1.5 状态监测系统的主要功能139

6.2 当前状态监测技术存在的问题140

6.3 水轮发电机组状态监测系统展望143

参考文献144