TN8000水电机组状态监测分析故障诊断系统
TN8000水电机组状态监测分析故障诊断系统 产品概述 “TN8000水电机组状态监测分析故障诊断系统”通过对机组的振动摆度、压力脉动、气隙、磁场强度、局部放电及相关状态参数进行实时采集分析，及时识别机组的状态，发现故障早期征兆，对故障原因、故障严重程度、故障发展趋势做出判断，从而避免破坏性事故的发生，为机组实现状态检修提供了坚实的技术基础。 适用范围 混流机组、水泵水轮机组、轴流机组、贯流机组和冲击式机组。 网络构成 TN8000系统基于分布式在线监测的网络结构，由传感器、数据采集单元、网络部件和相关软件组成。TN8000系统软件功能全部实现了WEB化，并建立了通过InterNet远程监测的机组远程诊断中心。
传感器选型 传感器是状态监测的基础，传感器的可靠、准确与否，将直接影响到全套系统的整体性能。根据机组结构和运行特点，选择满足实际需要的各类传感器，是机组实施状态监测的首要工作。 根据我们众多工程的实践经验，大轴摆度、压力脉动、空化噪声、空气间隙、磁场强度、局部放电、线棒振动等均选用高质量的进口知名品牌的传感器，而机架和顶盖振动则选用国产低频速度传感器。
德国申克IN-081 加拿大VibroSystm数据采集单元 数据采集单元的核心设备是TN8000数据采集箱，根据测点数量和信号类别的不同，一台机组可以选择一个或多个数据采集箱。通常振动、摆度、压力脉动的测量，配置一个数据采集箱；发电机气隙、磁场强度和局放的测量，配置另一个数据采集箱。
它具有以下特点：1、采用标准的积木式前插拔模块化结构，可根据现场传感器的数量、信号类型进行灵活配置。2、基于计算机中断技术、DMA技术、FIFO技术及最新模拟数字电子技术开发的硬件系统，保证了数据采集的实时性、准确性和可靠性。3、整周期控制电路采用新颖的自适应锁相环技术，避免了在信号分析中的泄漏效应和栅栏效应。4、采用多重容错、自诊断、看门狗和抗干扰技术，确保系统安全可靠。5、针对水轮发电机组特性设计的硬件系统，保证了采集信号的完整性。
系统功能 1、机组稳定性监测分析 TN8000系统可对机组稳定运行及过渡过程中的机架振动、大轴摆度、压力脉动和抬机量等稳定性参数，进行实时、并行、整周期采样和相应的计算处理，并以结构示意图、棒图、数据表格、曲线等形式实时动态显示所监测的数据和状态。界面丰富直观，机组信息和状态一目了然。 系统提供波形、频谱、轴心轨迹、空间轴线图、瀑布图、相关趋势图、连续波形、多维趋势图、三维曲面等丰富的专业分析工具对监测数据进行深入分析，为分析和评价机组稳态运行时和过渡过程中的运行状态变化，查找故障原因提供直接依据。 通过TN8000系统自动积累的各工况下的稳定性数据，可以划分机组涡带工况区、特殊振动和压力脉动区等不稳定运行工况区，从而可以优化和指导机组安全稳定运行。
2、发电机空气间隙监测分析 通过对水轮发电机定转子间的空气间隙变化的监测，实现对发电机转子和定子结构的动态特征的监视，给出机组在各种工况下发电机定子不圆度、转子不圆度、最大气隙、最小气隙以及转子偏心等值并可绘制相关曲线，分析定子蠕变、磁拉力不平衡、转子磁极松动等故障。
3、发电机局部放电监测分析 通过监测发电机定子绕组的各相局部放电量、放电次数以及放电相位，了解发电机定子绕组的绝缘状态及变化趋势，可深入分析发电机绝缘恶化的原因，判断故障发生的位置。系统可以提前两年或两年以上预报故障风险，为发电机状态检修提供技术基础。
4、发电机定子线棒振动监测分析 槽楔松动会引起发电机定子线圈的绝缘材料老化,绝缘系统暴露在恶劣的运行环境中,一旦槽楔不再能固定住线棒,便会发生振动,这将使绝缘性能大大减弱,导致各种故障,如放电和短路等,机组停机事件急剧上升。TN8000系统可以采集线棒振动，并进行频谱和趋势分析，发现异常及时报警，可避免因线棒振动过大导致机组绝缘破坏和异常停机。 5、主变油色谱监测分析 对变压器油中所溶解的气体进行色谱分析，是发现变压器内部潜伏性故障及其发展程度的早期诊断最有效的方法。系统通过对变压器油中溶解的故障特征气体H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6的含量及其增长率的监测，结合多种诊断方法分析变压器是否发生故障以及产生故障的原因，还可以预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性。 6、能量效率监测分析 TN8000系统可分析机组能量特性与机组的振动、摆度以及压力脉动等的关系，使用户随时掌握机组的特性，有利于机组的优化运行。系统通过长期的数据积累，可以逐步形成实际（而不是设计）的运转特性曲线和机组的其他性能指标，得到优化的运行工况区，明确危险或不良工况区，从而指导机组尽可能避开危险工况区运行。利用TN8000系统，可实现相对效率试验。
7、性能试验与性能评估 系统可以辅助用户完成各种现场试验，如机组稳定性试验（变转速试验、变励磁试验、变负荷试验）、机组启停机试验（机组启机过程、停机过程）、过渡过程试验（扰动试验、超速试验、甩负荷试验）、相对效率试验、动平衡试验、惰性停机测试、盘车轴线测量等。并能自动生成反映机组动、稳态特性的试验报告。
8、状态报告 状态报告是华科同安公司最早提出的实用分析工具，其主要目的是便于用户方便地了解和掌握机组特性和运行状态变化。TN8000系统全面支持状态报告的自动制作，用户无需繁琐的操作即可得到完整的状态报告,所有报告采用与Word、Excel等标准文字处理软件兼容的格式存储，可全面提供反映机组动稳态特性和机组各部件运行状态的变化。TN8000状态报告分为实时运行状态报告、定期状态分析报告、性能试验报告及事件分析报告，还可根据用户需要订制专门的分析报告。
9、故障诊断分析 TN8000系统提供了一套针对水轮发电机组的运行状态进行分析诊断的专家系统，可对水轮机、发电机、主变及主要辅助设备进行故障诊断。该系统是在总结了华北电科院几十年来在水轮机、发电机、变压器等设备故障的研究和现场经验的基础上，结合了清华大学流体机械与工程研究所（原水轮机教研室）、各大电机制造厂及部分水机专家长期以来在水电机组故障诊断方面的研究成果，开发研制的。 10、运行和检修支持 系统能够自动捕获机组运行的异常信号，并以醒目的方式提醒运行人员注意，同时给出处理意见和事件分析报告，提高了运行人员对机组状况的掌握能力。利用该系统还可以定期评价机组各部件的健康状况，根据分析结果指导机组检修；对比机组检修前后的历史数据，可以直接评价检修效果。 11、WEB化监测分析 系统提供了功能完善的Web服务程序，对系统的所有功能模块均进行了Web化。电厂局域网上的终端用户无需安装任何软件，就能以Web方式浏览实时监测机组运行状态，对机组进行分析诊断。登录用户可以方便地对机组当前和历史运行状态进行监测和分析。