状态监测和分析诊断课件

状态检修和状态检测技术国电浙江北仑第一发电有限公司状态检修和状态检测技术国电浙江北仑第一发电有限公司1设备维修的基本方式故障维修计划维修点检定修状态检修设备维修：为保持和恢复设备良好工作状态而进行的技术活动。设备清扫、添加油脂、检查校验、故障诊断、设备修理/更换等工作。维修目的：保证设备处于良好得技术状态、满足生产得需要，并使维修费用降到最低。设备维修的基本方式故障维修设备维修：为保持和恢复设备良好工作2故障维修

故障维修：当设备出现故障后再进行修理。维修处于从属地位，无检修计划，不坏不修。对结构简单、维修技术要求不高的设备。故障后不会对整个生产过成产生严重影响。故障维修故障维修：当设备出现故障后再进行修理。3计划维修计划维修：以设备运行时间为基础的检修方式，严格按照时间安排设备的检修，检修周期由生产厂家考虑设备得复杂程度，根据经验、磨损规律给出。维修队伍庞大，劳动生产率低下。造成设备大量的过修、欠修。计划维修计划维修：以设备运行时间为基础的检修方式，4点检定修

点检定修：制定严格的点检流程，依据发现的设备问题，及时编制和修订检修计划，适时对设备进行检修。有效的防止设备的欠修和过修，提高设备的可靠性，降低设备的维修费用。点检定修制，可以看作为设备状态检修的初始阶段。点检定修点检定修：制定严格的点检流程，依据发现的设备5

状态检修：是以设备状态为基础的检修模式。主张以设备的健康状态来确定设备的检修周期并以此安排检修计划。开展状态检修的基础是具有先进的状态监视和故障诊断技术，结合可靠性评价和寿命预测手段，准确掌握设备状态信息。最经济得检修方式。目前检测设备费用投入大、发电设备的停运收到多方面的制约、检测技术不够完善。状态检修状态检修：是以设备状态为基础的检修模式。主张以设备的健康62001年12月3日，国家电力公司以国电发[2001]745号文向系统各有关单位印发了《火力发电厂实施设备状态检修指导意见》。火力发电厂实施设备状态检修要根据不同设备的重要性、可控性和可维修性，科学合理地选择不同的检修方式，形成一套融故障检修、定期检修、状态检修和主动检修为一体的、优化的综合检修方式，以提高设备可靠性、降低发电成本。不是以状态检修完全取代现有的定期检修方式，而是在现行定期检修为主的检修体制基础上，逐步增大实施状态检修设备的比重。优化检修2001年12月3日，国家电力公司以国电发[2001]7457系统/设备分类根据各设备地特点，选择确定相应的检修方式状态监测利用原有装备并配置适当的检测设备及相关软件，进行定期或在线检测状态分析综合分析各种设备状态信息，提出状态报告及检修意见检修管理作出检修决策，进行所需检修检修结果评价评价检修结果，审视安排的检修方式是否适宜，决定是否需重新分类状态检修实施流程系统/设备分类状态监测状态分析检修管理检修结果评价状态检修实8精密点检和状态检测技术紧密点检精密点检职责精密点检使用的状态监测技术精密点检和状态检测技术紧密点检9状态监测常用技术状态检测常用技术旋转机械电气设备油及用油设备其它在线振动离线振动噪音红外热像电流漏磁通颗粒度色谱微水粘度闪点酸值抗乳化度介损、耐压真空系统泄漏超声波测流量铁谱、光谱。。。。。。状态监测常用技术状态检测常用技术旋转机械电气设备油及用油设备10利用状态监测技术可以发现一些人类感官无法检查的信息（红外、振动、超声技术的应用），一些表征设备状态的数据只能通过状态检测技术手段获得，数据能够实现量化；利用状态监测技术往往能发现设备的早期故障信息。通过对早期故障信息的及时分析和跟踪监测，掌握故障的程度和发展趋势，把故障消灭在萌芽状态。利用状态监测技术、专业点检、日常点检、运行巡检和集控操作员、热力试验人员等的检查测量和相互配合，可以及时发现故障和处理故障。专家系统、在线系统、地区远程诊断系统。状态检测技术的作用利用状态监测技术可以发现一些人类感官无法检查的信息（红外、振11振动监测分析1、机械设备的故障70%是来自转动部件的损坏。而转动部件损坏最直接的症状之一就是振动异常。2、振动信号比较容易获取，振动信号转变为电信号后，便于进行数据处理与分析。3、振动信号中含有丰富的机械状态信息量，振动数据经过数据处理成为多种能够反映故障状态的特征信息图谱，为识别故障提供依据。4、故障诊断理论成熟。利用振动信号诊断设备故障是当前各种监测技术中的主要方法振动监测分析1、机械设备的故障70%是来自转动部件的损坏。12振动监测分析振动幅值:偏离平衡位置的值，可用加速度、速度、位移来表述。瞬时值：振动的任一瞬时的数值。峰值：振动离平衡位置的最大偏离（单峰、峰峰）。有效值：振动的均方根子值。振动信号的基本要素：幅值、相位、频率振动频率单位时间内振动的次数基频：与转动频率相同的简谐振动频率；

谐波频率：谐波频率是指基频的整数倍频率。分频谐波：分频谐波的频率是基频的分数倍。

振动监测分析振动幅值:偏离平衡位置的值，可用加速度、速13振动相位某一指定的谐振信号的某一点（往往指振动最高点）相对于转轴上某个物理标记产生的每转一次脉冲信号之间的角度差。相位的作用动平衡、不对中、共振分析反光片正相位角旋转方向振动相位某一指定的谐振信号的某一点（往往指振动最高点14状态监测和分析诊断课件15振动监测分析手段趋势分析频谱分析利用快速傅立叶算法（FFT）将振动信号从时域转化为频域信号，根据特征频率分析判断故障的种类和部位。时域分析观察振动时域波形信号，可以发现一些故障征兆。如滚动轴承缺陷产生时，时域波形有时会出现冲击信号轴心轨迹轴心位置等振动监测分析手段趋势分析16利用幅值进行振动的趋势分析停机日期报警日期故障征兆时间劣化曲线报警值危险值报警值＝（2～3）×正常值危险值＝（4～6）×正常值利用幅值进行振动的趋势分析停机日期报警日期故障征兆时间劣化曲17状态监测和分析诊断课件18不平衡不对中松动滚动轴承故障频率05101520253035404550×RFrequencyinorder3.53.02.52.01.51.00.50Velocityinmm/spk不平衡不对中松动滚动轴承故障频率051019不对中松动引起的谐波不平衡油膜涡动、碰摩0246810121416FrequencyinorderDisplacementinmpktopk12.510.07.55.02.50不对中松动引起的谐波不平衡油膜涡动、碰摩0220转速的精确倍频成分本例中最高出现16X成分噪声水平高转速的精确噪声水平高211X2X频率故障基本频率6.71X基本频率的四个谐波1X22冲击脉冲dBm/dBc冲击脉冲dBm/dBc23共振解调共振解调24振动监测分析振动检测分析能够解决的问题转子质量不平衡；转子歪曲；转轴不对中；联轴器松动；油膜振荡；结构共振；轴承磨损；轴承座松动振动监测分析振动检测分析能够解决的问题转子质量不平衡；25振动监测分析实施明确实施方案确定监测设备、选择监测仪器（离线监测、半在线监测、在线监测）确定测点，建立振动数据库（检测参数、设备信息）建立监测周期、状态判别特征库、技术标准设备振动采集设备状态分析诊断效果评价振动监测分析实施明确实施方案26状态监测和分析诊断课件27振动标准1、ISO10816机械振动用在非旋转部件上的测量法评定机械振动。2、GB/T6075.2《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机》。3、GB/T6075.3《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第3部分：额定功率大于15kW额度转速120r/min至15000r/min之间的在现场测量的工业机器》。4、GB/T11348.2《旋转机械转轴径向振动的测量和评定第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机》。

振动标准1、ISO10816机械振动用在非旋转部件上28振动标准区域A：新投产的机器，振动通常在此区域内。区域B：通常认为振动在此区域内的机器，可不受限制地长期运行。区域C：通常认为振动在此区域内的机器，不适宜长期连续运行。一般来说，在有适当机会采取补救措施之前，机器在这种状况下可以运行有限的一段时间。区域D：振动在此区域内一般认为其剧烈程度足以引起机器损坏。额定功率大于15KW，小于等于300KW的中型机器；转轴高度160mm≤H<315mm的电机轴承振动的各区域边界值支承类型区域边界速度均方根值/(mm/s)刚性A/B1.4B/C2.8C/D4.5柔性A/B2.3B/C4.5C/D7.1振动标准区域A：新投产的机器，振动通常在此区域内。额定功率大29序号故障名称频谱特征其它特征1原始质量不平衡1X振幅、相位随转速变化，随时间不变，轴心轨迹呈椭圆轨迹或圆轨迹2转子原始弯曲1X低转速下转轴原始晃度大，临界转速附近振动略减小3转子热弯曲1X振幅、相位随时间缓慢变化到一定值，转子冷却后状况恢复4转动部件（叶片、平衡块）飞脱1X振动突增，相位突变到定值，伴随声响5转轴不对中1X、2X高的2X或3X振幅，1/2临界转速有2X共振峰，“8”字形轨迹6联轮器松动1X、2X等与负荷有关7动静碰摩1X、整分数、倍频内环或外环轨迹，振幅、相让缓慢旋转；或根幅逐渐增加8油膜涡动0.35~0.5X低频的出现与转速有关9油膜振荡fcril在一定转速出现，突发性的大振动，频率为转子第一临界转速，大于1X振幅10汽流激振fcril与负荷密切相关，突发性的大振动，频率为转子第一临界转速，改变负荷即消失11结构共振1X、分数、倍频存在明显的共振蜂，与转速有关12结构刚度不足1X与转速有关，瓦振轴报接近13转子裂纹1X、2X降速过1/2临界转速有2X振动峰，随时间逐渐增大汽轮发电机组振动故障特征汇总表序号故障名称频谱特征其它特征1原始质量不平衡130序号故障名称频谱特征其它特征14转子中心孔进油1X、0.8X～0.9X与启动次数有关，随定速、带负荷时间而逐渐增大15转轴截面刚度不对称2X1/2临界转速有2X振动峰16轴承座刚度不对称2X垂直、水平振动差别大17轴承磨损1X、次同步1X、1/2X、1.5X高18轴承座松动1X与基础振动差别大19瓦差松动，紧力不足1X、分频、1/2X可能出现和差振动或拍振20瓦体球面接触不良1X和其他振幅不稳定21叶轮松动1X相位不稳定，但恢复性好22轴承供油不足1X瓦温、回油温度过高23匝间短路1X、2X和励磁电流有关24冷却通道堵塞1X与风压、时间有关25磁力不对中2X随有功增大26密封瓦碰摩1X、2X振幅逐渐增大汽轮发电机组振动故障特征汇总表(续)序号故障名称频谱特征其它特征14转子中心孔进油31

水室真空泵2B振动过高，特别是在联轴器两侧，最大的振动烈度达19.37mm/s，不符合ISO2372规定的4.5mm/s的要求。频谱图中显示许多工频谐波，能量主要集中2倍频处。认为联轴器明显不对中，有松动现象。检修时发现联轴器中间弹性块已损坏。在更换了弹性块并重新找中心后，振动恢复正常。振动案例水室真空泵2B振动过高，特别是在联轴器两侧，最大的振动32振动案例（续）磨煤机2B电机各测点的振动频谱异常。六个测点均不同程度出现1-18X的工频谐波。2003年2月的通频幅值是2002年9月的3-5倍。在电机靠背轮侧的测点MIH、MIV、MIA的时域图上，均有明显的周期性冲击现象。判定电机有部件松动或发生磨擦现象。检修时发现是轴承内有一块垫片松脱。处理后正常。振动案例（续）磨煤机2B电机各测点的振动频谱异常。六个测点均33振动案例（续）2004年7月20日，发现燃油泵2APIH的通频振幅上升较快，PIH处达7.96mm/s（RMS），泵的其他其各测点也有不同程度的上升；靠背轮侧各测点的振幅约为正常运行时的2-5倍，自由端各测点的振幅约为正常运行时的2-3倍，其中水平和轴向测点振幅相对变化较大。从频谱上看，该测点能量主要集中在1-5倍工频，这可从图1的瀑布图中明显看出,怀疑靠背轮不对中加剧，轴承等部件存在松动现象。检修情况如下：对2A点火油泵安排解体检修，发现靠背轮侧轴承磨损，更新轴承后正常。由此可见是由于靠背轮侧轴承的磨损，导致轴承产生松动现象，对于松动这类故障，根据严重程度的不同，会在频谱上出工频谐波、分频谐波。振动案例（续）2004年7月20日，发现燃油泵2APIH的通34状态监测和分析诊断课件35振动案例（续）2009年1月29日高压冲灰水泵1A振动异常，停运解体检查后发现泵轴承已经损坏。频谱分析、波形分析均指示轴承损坏。

振动案例（续）2009年1月29日高压冲灰水泵1A振动异常，36红外检测红外热像仪组成红外检测仪器的核心部分是红外探测器。红外探测器的作用是把人射的不可见的红外辐射能量转变为可以检测的电能，或其它可见的能量型式。任何温度高于绝对零度的物体(如人体等)都在不停地辐射红外线。红外线的最大特点是普遍存在于自然界中。也就是说，任何“热”的物体虽然不发光但都能辐射红外线，因此红外线又称为热辐射。不需停运设备---对设备运行不产生影响；不接触设备、远距离监测---安全性好；直观性好---判断方便；检测灵敏度高0.1℃---技术先进、可靠；红外检测红外热像仪不需停运设备---对设备运行不产生影响；37红外监测分析作为状态监测的重要手段之一，红外热像诊断是通过对运行设备温度场的分析和热像图谱的研究，提出设备故障性质和故障点，也就是利用设备呈现的表面局部过热或异常，揭示设备故障的根源。在运行电力设备，红外热像除了作为外部热缺陷和内部热缺陷手段之外，在高压带电作业工具的绝缘监督和性能评价方面也取得了一定的成效。

红外监测在火电厂的应用范围非常广泛。如电气开关、输电线路、变压器套管、控制线路（弱电系统）、励磁机碳刷、设备保温等等。红外监测分析作为状态监测的重要手段之一，红外热像诊断38电气开关的红外监测分析

电气开关的红外监测分析39输电线路的红外监测分析发热点故障处理前故障处理后输电线路的红外监测分析发热点故障处理前故障处理后40变压器套管的红外监测分析油位异常油位正常变压器套管的红外监测分析油位异常油位正常41弱电系统的红外监测分析弱电系统的红外监测分析42励磁碳刷的红外监测分析励磁碳刷的红外监测分析43保温设备的红外监测分析烟道炉墙保温设备的红外监测分析烟道炉墙44管道、阀门泄漏管道、阀门泄漏45油品监测分析粘度颗粒度水分酸值闪点（开口、闭口）破乳化度综合指数铁谱光谱绝缘油的色谱分析绝缘油微水油品监测分析粘度铁谱绝缘油的色谱分析46定期检测新油检测库存油检测设备启动前油质检测油品监测分析内容定期检测油品监测分析内容47光谱

铁谱分析又成为SOA法。当油样中的金属元素的原子在高压放电或高温火焰时，原子核外的电子吸收能量，从低级轨道跃迁到较高能级的轨道。但这样形成的原子能量状态不稳定，电子会自动的从高能级轨道回到低能级轨道，同时以发射光子的形式把吸收的能量辐射出去。不同元素的原子发出光的波长不同。这样根据监测到光谱中的波长和强度，可以判断没中金属元素的存在及其含量。铁谱

经过稀释的油液通过一块具有高磁场梯度的玻璃片或者玻璃管，将润滑油中所含的模拟和碎屑，按其颗粒大小有序的分离开来，经过光学显微镜观察和光密度计计数，可以对磨屑的来源，产生的原因以及零部件磨损的程度进行定性和定量的分析油品监测分析光谱铁谱分析又成为SOA法。当油样中的金属元素的原子在高48变压器故障原因及早期征兆变压器油和纤维绝缘材料在正常运行中受到水分、氧气、热量以及铜和铁等材料催化作用的影响而老化和分解，产生的气体大部分溶于油中，但产生气体的速率是相当缓慢的。当变压器内部存在初期故障或形成新的故障条件时，其产气速率和产气量则十分明显，绝大多数的初期缺陷都会出现早期迹象，因此，对变压器产生气体进行适当分析即能检测出故障。变压器故障原因及早期征兆变压器油和纤维绝缘材料在正常运行中受49色谱分析的三比值法现有的预防性试验方法不能有效地发现变压器在运行条件下的内部潜伏性故障，而气体继电器又不能知道气体的组分及其含量。实践表明，油中溶解气体的色谱分析法对分析变压器的潜伏性故障有着独到的作用。该方法包括从油中脱气和测量两个过程。三比值法编码规则色谱分析的三比值法现有的预防性试验方法不能有效地发现变压器在50色谱分析的三比值法（续）色谱分析的三比值法（续）51案例2008年5月26日的迎峰度夏色谱普查中，发现厂总变1B本体油中的乙炔含量高达25.46μL/L，远远超过了国标GB/T7252－2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》对运行变压器油中乙炔气体含量的注意值（5μL/L）规定。随后三日进行了连续的色谱跟踪监测，发现其油中乙炔含量渐呈上升趋势。计算三比值：（C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6）对应编码为100，对应低能放电故障，造成的可能原因：引线对电位未固定的部件之间连续火花放电，分接抽头引线和油隙闪络，不同电位之间的油中火花放电或悬浮电位之间的火花放电等。案例2008年5月26日的迎峰度夏色谱普查中，发现厂总变52取样时间H2COCO2CH4C2H4C2H6C2H2∑C1+C22005.7.296.54129.721642.5815.620.9015.80032.322006.7.318.66147.362083.3619.760.9818.90039.642007.7.26.20150.241691.5822.571.1822.18045.932008.5.2679.10161.801652.9635.6313.8724.9125.4699.892008.5.2785.34167.991741.1637.3414.5925.8626.76104.552008.5.2883.63169.571656.9337.5814.9026.1627.67106.312008.5.2984.40176.561840.6539.3815.4727.4328.43110.71取样时间H2COCO2CH4C2H4C2H6C2H2∑C1+53结合以上的检测分析情况，为确保设备运行安全，于2008年5月29日晚对该变压器进行隔离、更换，送至变压器厂家进行进行了吊罩检查维修。经检查发现，其3.15kV侧C相引线弯曲，对箱壁存在有明显的放电点，如图1、图2所示。结合以上的检测分析情况，为确保设备运行安全，于2008年5月54氦气检漏技术的应用氦气是隋性气体，对大气无污染，使用安全，且氦原子量小、粘度低、易渗透过任何可能存在的泄漏。氦气在大气中的含量很少（只有万分之五），氦气离子质量与其它气体离子质量相差很大，不易受干扰，检漏的准确性比较高。

主要用途：真空系统泄漏检查；发电机气密封检查等。氦气检漏技术的应用氦气是隋性气体，对大气无污55欢迎提出宝贵意见！谢谢！欢迎提出宝贵意见！谢谢！56安全性：设备损坏或故障后是否可修复、是否直接对周围的设备、对机组、对电力系统以及对生产人员的安全构成严重威胁（例如：导致压力容器爆炸、火灾、设备永久性损坏、机组或重要设备的保护装置功能丧失等等）可用性：是否导致机组可用率降低，或可用性失去。（例如：导致机组的连续运行时间缩短，被迫停机检修时间延长）可靠性：是否导致设备所属系统或机组的可靠性降低。（例如：导致机组被迫停机和强迫减负荷的可能性增加）经济性：是否导致机组综合效率降低。（例如：由于锅炉、汽机、发电机、热交换器等的效率降低或重要测量装置不准而导致机组发电煤耗增加）环保性：是否导致机组环境污染超标。维修成本：设备故障修复成本是否高，修复难易程度如何、时间是否长。（例如：设备及其备品的价值昂贵、故障修理费用很高、修复及备口采用购或制造周期较长、无替代备品只能采取改造方式处理等）设备分级原则安全性：设备损坏或故障后是否可修复、是否直接对周围的设备、对57状态检修和状态检测技术国电浙江北仑第一发电有限公司状态检修和状态检测技术国电浙江北仑第一发电有限公司58设备维修的基本方式故障维修计划维修点检定修状态检修设备维修：为保持和恢复设备良好工作状态而进行的技术活动。设备清扫、添加油脂、检查校验、故障诊断、设备修理/更换等工作。维修目的：保证设备处于良好得技术状态、满足生产得需要，并使维修费用降到最低。设备维修的基本方式故障维修设备维修：为保持和恢复设备良好工作59故障维修

故障维修：当设备出现故障后再进行修理。维修处于从属地位，无检修计划，不坏不修。对结构简单、维修技术要求不高的设备。故障后不会对整个生产过成产生严重影响。故障维修故障维修：当设备出现故障后再进行修理。60计划维修计划维修：以设备运行时间为基础的检修方式，严格按照时间安排设备的检修，检修周期由生产厂家考虑设备得复杂程度，根据经验、磨损规律给出。维修队伍庞大，劳动生产率低下。造成设备大量的过修、欠修。计划维修计划维修：以设备运行时间为基础的检修方式，61点检定修

点检定修：制定严格的点检流程，依据发现的设备问题，及时编制和修订检修计划，适时对设备进行检修。有效的防止设备的欠修和过修，提高设备的可靠性，降低设备的维修费用。点检定修制，可以看作为设备状态检修的初始阶段。点检定修点检定修：制定严格的点检流程，依据发现的设备62

状态检修：是以设备状态为基础的检修模式。主张以设备的健康状态来确定设备的检修周期并以此安排检修计划。开展状态检修的基础是具有先进的状态监视和故障诊断技术，结合可靠性评价和寿命预测手段，准确掌握设备状态信息。最经济得检修方式。目前检测设备费用投入大、发电设备的停运收到多方面的制约、检测技术不够完善。状态检修状态检修：是以设备状态为基础的检修模式。主张以设备的健康632001年12月3日，国家电力公司以国电发[2001]745号文向系统各有关单位印发了《火力发电厂实施设备状态检修指导意见》。火力发电厂实施设备状态检修要根据不同设备的重要性、可控性和可维修性，科学合理地选择不同的检修方式，形成一套融故障检修、定期检修、状态检修和主动检修为一体的、优化的综合检修方式，以提高设备可靠性、降低发电成本。不是以状态检修完全取代现有的定期检修方式，而是在现行定期检修为主的检修体制基础上，逐步增大实施状态检修设备的比重。优化检修2001年12月3日，国家电力公司以国电发[2001]74564系统/设备分类根据各设备地特点，选择确定相应的检修方式状态监测利用原有装备并配置适当的检测设备及相关软件，进行定期或在线检测状态分析综合分析各种设备状态信息，提出状态报告及检修意见检修管理作出检修决策，进行所需检修检修结果评价评价检修结果，审视安排的检修方式是否适宜，决定是否需重新分类状态检修实施流程系统/设备分类状态监测状态分析检修管理检修结果评价状态检修实65精密点检和状态检测技术紧密点检精密点检职责精密点检使用的状态监测技术精密点检和状态检测技术紧密点检66状态监测常用技术状态检测常用技术旋转机械电气设备油及用油设备其它在线振动离线振动噪音红外热像电流漏磁通颗粒度色谱微水粘度闪点酸值抗乳化度介损、耐压真空系统泄漏超声波测流量铁谱、光谱。。。。。。状态监测常用技术状态检测常用技术旋转机械电气设备油及用油设备67利用状态监测技术可以发现一些人类感官无法检查的信息（红外、振动、超声技术的应用），一些表征设备状态的数据只能通过状态检测技术手段获得，数据能够实现量化；利用状态监测技术往往能发现设备的早期故障信息。通过对早期故障信息的及时分析和跟踪监测，掌握故障的程度和发展趋势，把故障消灭在萌芽状态。利用状态监测技术、专业点检、日常点检、运行巡检和集控操作员、热力试验人员等的检查测量和相互配合，可以及时发现故障和处理故障。专家系统、在线系统、地区远程诊断系统。状态检测技术的作用利用状态监测技术可以发现一些人类感官无法检查的信息（红外、振68振动监测分析1、机械设备的故障70%是来自转动部件的损坏。而转动部件损坏最直接的症状之一就是振动异常。2、振动信号比较容易获取，振动信号转变为电信号后，便于进行数据处理与分析。3、振动信号中含有丰富的机械状态信息量，振动数据经过数据处理成为多种能够反映故障状态的特征信息图谱，为识别故障提供依据。4、故障诊断理论成熟。利用振动信号诊断设备故障是当前各种监测技术中的主要方法振动监测分析1、机械设备的故障70%是来自转动部件的损坏。69振动监测分析振动幅值:偏离平衡位置的值，可用加速度、速度、位移来表述。瞬时值：振动的任一瞬时的数值。峰值：振动离平衡位置的最大偏离（单峰、峰峰）。有效值：振动的均方根子值。振动信号的基本要素：幅值、相位、频率振动频率单位时间内振动的次数基频：与转动频率相同的简谐振动频率；

谐波频率：谐波频率是指基频的整数倍频率。分频谐波：分频谐波的频率是基频的分数倍。

振动监测分析振动幅值:偏离平衡位置的值，可用加速度、速70振动相位某一指定的谐振信号的某一点（往往指振动最高点）相对于转轴上某个物理标记产生的每转一次脉冲信号之间的角度差。相位的作用动平衡、不对中、共振分析反光片正相位角旋转方向振动相位某一指定的谐振信号的某一点（往往指振动最高点71状态监测和分析诊断课件72振动监测分析手段趋势分析频谱分析利用快速傅立叶算法（FFT）将振动信号从时域转化为频域信号，根据特征频率分析判断故障的种类和部位。时域分析观察振动时域波形信号，可以发现一些故障征兆。如滚动轴承缺陷产生时，时域波形有时会出现冲击信号轴心轨迹轴心位置等振动监测分析手段趋势分析73利用幅值进行振动的趋势分析停机日期报警日期故障征兆时间劣化曲线报警值危险值报警值＝（2～3）×正常值危险值＝（4～6）×正常值利用幅值进行振动的趋势分析停机日期报警日期故障征兆时间劣化曲74状态监测和分析诊断课件75不平衡不对中松动滚动轴承故障频率05101520253035404550×RFrequencyinorder3.53.02.52.01.51.00.50Velocityinmm/spk不平衡不对中松动滚动轴承故障频率051076不对中松动引起的谐波不平衡油膜涡动、碰摩0246810121416FrequencyinorderDisplacementinmpktopk12.510.07.55.02.50不对中松动引起的谐波不平衡油膜涡动、碰摩0277转速的精确倍频成分本例中最高出现16X成分噪声水平高转速的精确噪声水平高781X2X频率故障基本频率6.71X基本频率的四个谐波1X79冲击脉冲dBm/dBc冲击脉冲dBm/dBc80共振解调共振解调81振动监测分析振动检测分析能够解决的问题转子质量不平衡；转子歪曲；转轴不对中；联轴器松动；油膜振荡；结构共振；轴承磨损；轴承座松动振动监测分析振动检测分析能够解决的问题转子质量不平衡；82振动监测分析实施明确实施方案确定监测设备、选择监测仪器（离线监测、半在线监测、在线监测）确定测点，建立振动数据库（检测参数、设备信息）建立监测周期、状态判别特征库、技术标准设备振动采集设备状态分析诊断效果评价振动监测分析实施明确实施方案83状态监测和分析诊断课件84振动标准1、ISO10816机械振动用在非旋转部件上的测量法评定机械振动。2、GB/T6075.2《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机》。3、GB/T6075.3《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第3部分：额定功率大于15kW额度转速120r/min至15000r/min之间的在现场测量的工业机器》。4、GB/T11348.2《旋转机械转轴径向振动的测量和评定第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陆地安装的汽轮机和发电机》。

振动标准1、ISO10816机械振动用在非旋转部件上85振动标准区域A：新投产的机器，振动通常在此区域内。区域B：通常认为振动在此区域内的机器，可不受限制地长期运行。区域C：通常认为振动在此区域内的机器，不适宜长期连续运行。一般来说，在有适当机会采取补救措施之前，机器在这种状况下可以运行有限的一段时间。区域D：振动在此区域内一般认为其剧烈程度足以引起机器损坏。额定功率大于15KW，小于等于300KW的中型机器；转轴高度160mm≤H<315mm的电机轴承振动的各区域边界值支承类型区域边界速度均方根值/(mm/s)刚性A/B1.4B/C2.8C/D4.5柔性A/B2.3B/C4.5C/D7.1振动标准区域A：新投产的机器，振动通常在此区域内。额定功率大86序号故障名称频谱特征其它特征1原始质量不平衡1X振幅、相位随转速变化，随时间不变，轴心轨迹呈椭圆轨迹或圆轨迹2转子原始弯曲1X低转速下转轴原始晃度大，临界转速附近振动略减小3转子热弯曲1X振幅、相位随时间缓慢变化到一定值，转子冷却后状况恢复4转动部件（叶片、平衡块）飞脱1X振动突增，相位突变到定值，伴随声响5转轴不对中1X、2X高的2X或3X振幅，1/2临界转速有2X共振峰，“8”字形轨迹6联轮器松动1X、2X等与负荷有关7动静碰摩1X、整分数、倍频内环或外环轨迹，振幅、相让缓慢旋转；或根幅逐渐增加8油膜涡动0.35~0.5X低频的出现与转速有关9油膜振荡fcril在一定转速出现，突发性的大振动，频率为转子第一临界转速，大于1X振幅10汽流激振fcril与负荷密切相关，突发性的大振动，频率为转子第一临界转速，改变负荷即消失11结构共振1X、分数、倍频存在明显的共振蜂，与转速有关12结构刚度不足1X与转速有关，瓦振轴报接近13转子裂纹1X、2X降速过1/2临界转速有2X振动峰，随时间逐渐增大汽轮发电机组振动故障特征汇总表序号故障名称频谱特征其它特征1原始质量不平衡187序号故障名称频谱特征其它特征14转子中心孔进油1X、0.8X～0.9X与启动次数有关，随定速、带负荷时间而逐渐增大15转轴截面刚度不对称2X1/2临界转速有2X振动峰16轴承座刚度不对称2X垂直、水平振动差别大17轴承磨损1X、次同步1X、1/2X、1.5X高18轴承座松动1X与基础振动差别大19瓦差松动，紧力不足1X、分频、1/2X可能出现和差振动或拍振20瓦体球面接触不良1X和其他振幅不稳定21叶轮松动1X相位不稳定，但恢复性好22轴承供油不足1X瓦温、回油温度过高23匝间短路1X、2X和励磁电流有关24冷却通道堵塞1X与风压、时间有关25磁力不对中2X随有功增大26密封瓦碰摩1X、2X振幅逐渐增大汽轮发电机组振动故障特征汇总表(续)序号故障名称频谱特征其它特征14转子中心孔进油88

水室真空泵2B振动过高，特别是在联轴器两侧，最大的振动烈度达19.37mm/s，不符合ISO2372规定的4.5mm/s的要求。频谱图中显示许多工频谐波，能量主要集中2倍频处。认为联轴器明显不对中，有松动现象。检修时发现联轴器中间弹性块已损坏。在更换了弹性块并重新找中心后，振动恢复正常。振动案例水室真空泵2B振动过高，特别是在联轴器两侧，最大的振动89振动案例（续）磨煤机2B电机各测点的振动频谱异常。六个测点均不同程度出现1-18X的工频谐波。2003年2月的通频幅值是2002年9月的3-5倍。在电机靠背轮侧的测点MIH、MIV、MIA的时域图上，均有明显的周期性冲击现象。判定电机有部件松动或发生磨擦现象。检修时发现是轴承内有一块垫片松脱。处理后正常。振动案例（续）磨煤机2B电机各测点的振动频谱异常。六个测点均90振动案例（续）2004年7月20日，发现燃油泵2APIH的通频振幅上升较快，PIH处达7.96mm/s（RMS），泵的其他其各测点也有不同程度的上升；靠背轮侧各测点的振幅约为正常运行时的2-5倍，自由端各测点的振幅约为正常运行时的2-3倍，其中水平和轴向测点振幅相对变化较大。从频谱上看，该测点能量主要集中在1-5倍工频，这可从图1的瀑布图中明显看出,怀疑靠背轮不对中加剧，轴承等部件存在松动现象。检修情况如下：对2A点火油泵安排解体检修，发现靠背轮侧轴承磨损，更新轴承后正常。由此可见是由于靠背轮侧轴承的磨损，导致轴承产生松动现象，对于松动这类故障，根据严重程度的不同，会在频谱上出工频谐波、分频谐波。振动案例（续）2004年7月20日，发现燃油泵2APIH的通91状态监测和分析诊断课件92振动案例（续）2009年1月29日高压冲灰水泵1A振动异常，停运解体检查后发现泵轴承已经损坏。频谱分析、波形分析均指示轴承损坏。

振动案例（续）2009年1月29日高压冲灰水泵1A振动异常，93红外检测红外热像仪组成红外检测仪器的核心部分是红外探测器。红外探测器的作用是把人射的不可见的红外辐射能量转变为可以检测的电能，或其它可见的能量型式。任何温度高于绝对零度的物体(如人体等)都在不停地辐射红外线。红外线的最大特点是普遍存在于自然界中。也就是说，任何“热”的物体虽然不发光但都能辐射红外线，因此红外线又称为热辐射。不需停运设备---对设备运行不产生影响；不接触设备、远距离监测---安全性好；直观性好---判断方便；检测灵敏度高0.1℃---技术先进、可靠；红外检测红外热像仪不需停运设备---对设备运行不产生影响；94红外监测分析作为状态监测的重要手段之一，红外热像诊断是通过对运行设备温度场的分析和热像图谱的研究，提出设备故障性质和故障点，也就是利用设备呈现的表面局部过热或异常，揭示设备故障的根源。在运行电力设备，红外热像除了作为外部热缺陷和内部热缺陷手段之外，在高压带电作业工具的绝缘监督和性能评价方面也取得了一定的成效。

红外监测在火电厂的应用范围非常广泛。如电气开关、输电线路、变压器套管、控制线路（弱电系统）、励磁机碳刷、设备保温等等。红外监测分析作为状态监测的重要手段之一，红外热像诊断95电气开关的红外监测分析

电气开关的红外监测分析96输电线路的红外监测分析发热点故障处理前故障处理后输电线路的红外监测分析发热点故障处理前故障处理后97变压器套管的红外监测分析油位异常油位正常变压器套管的红外监测分析油位异常油位正常98弱电系统的红外监测分析弱电系统的红外监测分析99励磁碳刷的红外监测分析励磁碳刷的红外监测分析100保温设备的红外监测分析烟道炉墙保温设备的红外监测分析烟道炉墙101管道、阀门泄漏管道、阀门泄漏102油品监测分析粘度颗粒度水分酸值闪点（开口、闭口）破乳化度综合指数铁谱光谱绝缘油的色谱分析绝缘油微水油品监测分析粘度铁谱绝缘油的色谱分析103定期检测新油检测库存油检测设备启动前油质检测油品监测分析内容定期检测油品监测分析内容104光谱

铁谱分析又成为SOA法。当油样中的金属元素的原子在高压放电或高温火焰时，原子核外的电子吸收能量，从低级轨道跃迁到较高能级的轨道。但这样形成的原子能量状态不稳定，电子会自动的从高能级轨道回到低能级轨道，同时以发射光子的形式把吸收的能量辐射出去。不同元素的原子发出光的波长不同。这样根据监测到光谱中的波长和强度，可以判断没中金属元素的存在及其含量。铁谱

经过稀释的油液通过一块具有高磁场梯度的玻璃片或者玻璃管，将润滑油中所含的模拟和碎屑，按其颗粒大小有序的分离开来，经过光学显微镜观察和光密度计计数，可以对磨屑的来源，产生的原因以及零部件磨损的程度进行定性和定量的分析油品监测分析光谱铁谱分析又成为SOA法。当油样中的金属元素的原子在高105变压器故障原因及早期征兆变压器油和纤维绝缘材料在正常运行中受到水分、氧气、热量以及铜和铁等材料催化作用的影响而老化和分解，产生的气体大部分溶于油中，但产生气体的速率是相当缓慢的。当变压器内部存在初期故障或形成新的故障条件时，其产气速率和产气量则十分明显，绝大多数的初期缺陷都会出现早期迹象，因此，对变压器产生气体进行适当分析即能检测出故障。变压器故障原因及早期征兆变压器油和纤维绝缘材料在正常运行中受1