水电机组运行设备监测诊断技术及应用

　　前言
　　0 绪论
　　0.1 水电机组运行设备状态监测与故障诊断的目的、意义
　　0.2 水电机组运行设备诊断技术范畴与实现方法
　　0.2.1 水电机组运行设备诊断技术范畴
　　0.2.2 水电机组运行设备监测诊断的实现方法
　　0.3 水电机组运行设备监测诊断的任务与效益
　　0.3.1 水电机组运行设备监测诊断的任务
　　0.3.2 实施设备监测诊断的效益
　　0.4 水电机组运行设备监测诊断技术发展概况
　　0.4.1 国外研究水平及发展状况
　　0.4.2 国内研究水平及发展状况
　　1 水电机组运行设备的性能及特点
　　1.1 水电机组运行性能的基本知识
　　1.1.1 水电机组运行设备类型及结构
　　1.1.2 水电机组运行特性参数
　　1.2 水电机组运行性能及特点
　　1.2.1 水电机组运行主要性能及特点
　　1.2.2 水电机组设备监测诊断技术应考虑的性能特点
　　1.3 影响水电机组运行性能的一般问题及分析
　　1.3.1 影响水电机组运行性能的基本原因
　　1.3.2 水轮机及过流部件水力稳定问题
　　2 水电机组运行设备状态参的获取
　　2.1 水电机组运行设备监测内容及基本参数
　　2.1.1 水电机组运行设备监测的主要内容
　　2.1.2 水电机组运行设备监测对象和项目
　　2.1.3 水电机组运行设备监测的基本参数
　　2.2 水电机组运行设备状态信号的获取
　　2.2.1 水电机组运行状态主要信号源、类型及特点
　　2.2.2 水电机组运行设备状态监测诊断测点选择与布置
　　2.2.3 一次传感元件的选择、配置及使用
　　2.2.4 水电机组运行状态信号的采集、处理与管理
　　2.3 水电机组运行设备信号特征及征兆
　　2.3.1 信号特征的提取
　　2.3.2 信号特征与征兆的关系
　　2.4 水电机组运行设备状态数据的管理
　　2.4.1 数据库的基本概念
　　2.4.2 数据仓库与数据挖掘技术
　　2.4.3 数据分类和不同存储方式
　　2.4.4 数据压缩
　　2.4.5 水电机组运行状态的自动报警
　　3 水电机组运行设备状态信号分析
　　3.1 水电机组运行状态信号分析的基本方法
　　3.1.1 概述
　　3.1.2 离散信号的幅域分析及其特征参量计算
　　3.1.3 离散信号的时域分析方法及其特征参量计算
　　3.1.4 离散信号的频域分析方法及其特征参量计算
　　3.2 水电机组运行设备状态信号分析的特殊方法
　　3.2.1 阶次比分析
　　3.2.2 波德图
　　3.2.3 极坐标图
　　3.2.4 三维谱阵图
　　3.2.5 轴心轨迹分析
　　3.2.6 水电机组轴系空间轴线图
　　3.2.7 发电机定子和转子气隙
　　3.2.8 启停机曲线及变负荷曲线
　　3.3 水电机组运行设备的状态分析
　　3.3.1 设备状态分析的先决条件
　　3.3.2 设备状态分析的主要环节
　　3.3.3 水电机组运行设备的状态分析模块
　　4 水电机组运行设备故障机理研究及故障类型
　　4.1 水电机组运行特性的理论分析
　　4.1.1 水电机组的自振特性
　　4.1.2 水电机组的动态特性
　　4.2 水电机组运行状态实时仿真的机理研究
　　4.2.1 实时仿真建模理论
　　4.2.2 水电机组运行系统分析及建模
　　4.2.3 数字实时仿真与仿真测试
　　4.3 水电机组运行状态现场试验的机理研究
　　4.3.1 水电机组现场试验特点及主要内容
　　4.3.2 水电机组故障原因现场试验分析及异常识别
　　4.4 水电机组运行设备故障类型和故障分类
　　4.4.1 水电机组轴系运行及故障分析
　　4.4.2 水电机组推力轴承运行及故障分析
　　4.4.3 发电机运行及故障分析
　　4.4.4 水轮机及过流部件运行及故障分析
　　4.4.5 调速系统运行及故障分析
　　4.4.6 主变压器运行及故障分析
　　4.5 水电机组运行设备的故障树与因果分析
　　4.5.1 水电机组运行设备的故障树
　　4.5.2 水电机组运行设备因果图和事件树及其分析
　　4.5.3 基于水电机组运行设备故障树模型的分析诊断
　　5 水电机组运行设备故障诊断及专家系统
　　5.1 故障诊断的基本方法
　　5.1.1 概述
　　5.1.2 经典的故障诊断方法
　　5.1.3 故障诊断的数学方法
　　5.2 故障诊断专家系统
　　5.2.1 故障诊断专家系统的发展
　　5.2.2 水电机组故障诊断专家系统的建设和基本原则
　　5.2.3 水电机组故障诊断专家系统的结构
　　5.2.4 故障诊断知识获取和表示
　　5.2.5 水电机组运行状态故障诊断过程及结果处理
　　5.3 水电机组运行设备远程诊断技术与实施模式
　　5.3.1 设备远程诊断实现的目的和要求
　　5.3.2 远程诊断的实现方式
　　5.3.3 基于状态监测集成化远程诊断系统及实施技术
　　6 水电机组运行设备项目监测与诊断
　　6.1 水电机组能量性能的监测诊断
　　6.1.1 水轮机流量监测
　　6.1.2 水轮机及水电机组效率的确定
　　6.1.3 能量系列曲线的分析与评估
　　6.2 水电机组稳定性监测诊断
　　6.2.1 影响水电机组稳定性的主要原因
　　6.2.2 常规水电机组稳定性状态监测诊断
　　6.2.3 抽水蓄能机组稳定性监测诊断
　　6.3 发电机运行状态监测诊断
　　6.3.1 发电机运行性能监测与分析
　　6.3.2 发电机运行故障监测诊断
　　6.4 推力轴承运行状态监测诊断
　　6.4.1 推力轴承运行故障基本原因
　　6.4.2 推力轴承参数选择及测点布置
　　6.4.3 推力轴承温度过程特性分析与处理
　　6.4.4 推力轴承运行故障诊断分析
　　6.4.5 推力轴承故障诊断模式
　　6.5 水电机组调速系统的监测诊断
　　6.5.1 水电机组调速系统监测诊断系统总体结构布置
　　6.5.2 调速系统监测诊断对象及主要参数
　　6.5.3 调速系统静态监测与静态指标分析
　　6.5.4 调速系统动态特性监测与动态指标分析
　　6.5.5 调速系统油压装置调整试验与监测
　　6.5.6 水电机组过渡过程状态监测与故障分析
　　6.6 水轮机及其过流部件空化空蚀监测与诊断
　　6.6.1 空化空蚀的类型及产生的原因
　　6.6.2 空化空蚀的监测
　　6.6.3 空化空蚀分析诊断
　　6.6.4 空化空蚀的评定
　　7 水电机组运行设备状态检修
　　7.1 概述
　　7.1.1 状态检修的意义和定义
　　7.1.2 国内外设备状态检修的状况
　　7.1.3 我国水电机组运行设备状态维修工作的状况
　　7.2 设备状态检修实施工作流程及工作重点
　　7.2.1 设备状态检修实施工作流程
　　7.2.2 设备状态检修工作重点及其部位
　　7.3 水电运行设备状态检修的实施步骤
　　7.3.1 设备状态检修的实施基础及基本原则
　　7.3.2 设备状态检修的实施方式
　　7.3.3 状态检修的实施环节和关键技术
　　7.4 水电企业状态检修的管理体制及实际运作
　　7.4.1 状态检修的组织机构
　　7.4.2 水电机组运行设备状态报告
　　……
　　8 水电机组运行设备检测诊断总体模式及应用
　　9 附录
　　参考文献

　　刘晓亭，男，1936年8月生，河北唐山人，1965年7月毕业于长江工程大学水电系，历任湖北电力试验研究院专业组长、水力室主任、技术委员会委员、《湖北电力》常务副主编，教授级高级工程师，国家电力公司水电厂状态维修专家组成员。兼任中国振动工程学会设备故障诊断委员会常务理事、学术委员，国际水力机械研究协调中心理事，中－欧CMMS网络顾问，国际IAHR会员，中国科协科技专家，湖北省水力发电工程学会常务办公副秘书长。
　　长期从事水电机组试验研究、监测诊断及状态检修工作。曾负责承担和参加完成的项目有《07工程冲击负荷试验研究》、《葛洲坝水电厂2、3号机鉴定试验》、《水力机组现场测试手册的编写》（水利电力部1984年的科研任务）以及《水电机组运行设备诊断技术的研究》（水利电力部1987年的科研任务）等34个项目。参加了广州抽水蓄能电站1号机以及福建池潭、浙江乌溪江、紧水滩、贵州东凤等水电机组监测诊断系统研制，并承担了试点工程的技术顾问。有的项目获得省、部级、网、省局科技进步奖。
　　发表论文45篇，其中国际论文13篇。监测诊断技术论文有：《水电站机组运行设备诊断技术实施研究》、《大型水力发电机组监测诊断与维护管理模式实施研究》、《基于水电设备状态监测集成化系统远程诊断技术》、《大中型水轮发电机组轴系运行稳定性及故障分析》等32篇著作。与李维藩主编了《水力机组现场测试手册》（水利电力出版社，1993年）；参加编著《湖北水电50年》中的《汉江篇》和《电网篇》（长江出版社，2006年）。
　　冯辅周，男，1971年4月生，湖北黄冈人，2000年毕业于清华大学精密仪器系，获机械设计及理论专业博士学位，历任装甲兵工程学院讲师、副教授、教授。兼任中国工程机械学会测试技术分会常务理事，全国高校机械工程测试技术研究会理事，中国振动工程学会故障诊断专业委员会理事，中国故障预测与健康管理学会会员，是《机械工程学报》、《清华大学学报》、《Shock and Viration》等刊物的审稿人。
　　长期从事装备机电液系统的状态检测与故障诊断技术相关的教学与科研工作，在清华大学攻读博士和博士后研究期间，主要从事水电机组动态性分析、信号分析与处理及专家系统设计与开发等研究工作。先后参加了广州抽水蓄能电站1号机组和福建池潭水电厂2号机组的监测诊断系统研制工程。近5年来共承担国家自然科学基金、中韩国际合作项目、维修预研基金及军内计划科研等项目15项，已完成的项目中获得教育部科技进步二等奖1项，军队科技进步二等奖3项，三等奖3项。
　　发表学术论文82篇，其中国际期刊和会议论文26篇，被SCI／EI收录20篇。主编总装备部研究生教材《军用车辆故障诊断学》1部。

　　《水电机组运行设备监测诊断技术及应用》由绪论、设备的性能及特点、状态参量的获取、状态信号分析、故障机理研究及故障类型、故障诊断及专家系统、项目监测与诊断、状态检修、监测诊断总体模式及应用以及附件组成。全面介绍了水电机组运行设备监测诊断技术原理、方法、实施技术与应用。该书是作者基于水电机组现场试验研究及国内外设备监测诊断技术的发展和研究，与水电同行长达近25年的理论、应用研究和现场实施技术及经验为依据的成果总结，是一部具有指导性、科学性、先进性、实用性的专著。《水电机组运行设备监测诊断技术及应用》可供水电领域从事技术管理、科研试验、设计制造、安装检修、运行管理等方面工作的研究与工程技术人员使用，可作为全国高等院校机械、动力、水力发电、自动化控制、网络及计算机等专业教学参考书和科研辅助材料，也可作为全国各行各业从事设备监测诊断技术人员的重要参考资料。