3 汽轮发电机组的状态监测和故障诊断的 发展趋势

综合比较国内外研究开发的各种性能的状态监测系统， 发现国外研发的系统特点是: 硬件所占比例很大，采集信息 多、处理速度快，监测功能强，但只有简单的诊断功能。国内 研制的系统特点是: 以微机为基础，以软件开发为中心，功能 多、灵活性大、适用面广、系统价格低。存在的主要问题是: 硬件功能较弱，在可靠性、实时性等方面同国外系统相比存 在较大差距。

预计在今后几年内，随着传感器和测试技术、计 算 机 硬 软件技术、通讯技术、人工智能技术等先进技术的发展，我国 汽轮发电机组的状态监测和故障诊断技术的发展趋势是:

( 1) 理论研究的进一步深入以及诊断手段的多样化

诊断理论研究一直走在实践的前面，但由于汽轮机组本身的复杂性，汽轮机组许多故障原因、机理至今仍然不是十 分清楚，因此诊断理论研究会进一步深入，诊断方法日益多 样化。振动分析法、温度分析法、油液分析技术、声学诊断法 是最为常见的 4 种方法，在汽轮机组在线状态监测与故障诊 断系统中，振动分析法和温度分析法是较为成熟的，也是应 用最为广泛的方法。油液分析技术通常在离线状态监测中 发挥着重要作用。声学分析技术在盲源分离理论和技术日 趋成熟后，也会在故障诊断中发挥越来越重要的作用。其它 分析方法如无损检测技术等也会不断发展。

( 2) 数据采集速度、精度、可靠性等大大提高

数据采集是整个故障诊断系统的基础，只有正确的数据采集才能够得到正确的分析诊断结果。信号采集的速度、精 度、可靠性在故障诊断系统中占有重要地位。世界各大测控 公司都生产有各自的数据采集卡，并且不断对现有信号数据 卡进行进一步的研究与改造。数据采集的主要方式是基于 PC 机的插卡方式，高速总线 PCI，通用 USB 接口的比重逐渐 增加。

( 3) 网络化系统开发的进一步加强

单个发电机组故障诊断系统逐 渐 为 多 机 组、分 布 式 系 统[6]代替，现场总线、工业以太网等技术也会逐渐应用于汽 轮机组故障诊断系统中。诊断中心将会不受地域限制，汇集 千里之外的专家进行综合会诊。系统开放性的增强，通过简 单的接口设置，可方便地增加新的机组设备。状态监测系统 是整个机组故障诊断系统的基础，对状态监测系统第一个要 求就是 1% 的可靠性，包括传感器的可靠性、信号调理的可靠 性、数据采集的可靠性。

( 4) 实时数据库逐渐应用于故障诊断系统中

现在广泛使用的数据库是关系数据 库[7]。关 系 数 据 库在商业应用中有着无可比拟的优势，但是在汽轮发电机组故 障诊断系统中，系统对实时性的要求非常高，关系数据库在 数据库容量较大的时候，系统实时性将会受到影响，另外故 障诊断系统的数据量非常庞大，如果不对数据进行压缩或稀 化处理而全部进行存储，数据量是相当惊人的。开发面对工 业过程的实时数据库是今后数据管理的发展方向。

随着汽轮机组设备的日益高速化、复杂化，对 汽 轮 发 电 机组在线状态监测系统的可靠性要求也越来越高。随着传感技术、测试技术、微电子计算机网络技术、转子动力学等学科的发展，在线监测与故障分析系统不断趋于完善。在故障 诊断理论研究朝着纵深方向发展同时，工程实践应用则朝着 集成化、网络化、智能化、开放化、高度可靠性以及与设备、控 制系统融合等方面发展。将计算机网络技术与汽轮机组的 设备监测与故障诊断工作结合起来，推进汽轮机组设备管理 技术的进步，已经成为汽轮机组状态监测和故障诊断发展的 一个方向。从整个汽轮发电机组状态监测与故障诊断系统 的研究来说，系统的发展趋势是:

①在整个系统的结构方面，由分布式的监测方式替代目 前的集中式监测，数据采集和状态监测将由智能前端处理装 置实现，故障诊断由终端的中央计算机完成，实现系统的结 构分布化，监测方式层次化，其主要特点是实时性强、可靠性 高;

②在计算机的硬件平台技术方面，功能强大 的 工 作 站、 服务器、超级微机以及网络将综合在一起形成工作组，更多 先进的硬件技术会得到广泛应用;

③在计算机的软件平台技术方面，高性能的 Windows XP 和 Windows NT 等多任务操作系统为系统的进一步升级提供 了优良的系统环境;

④在系统的软件功能方面，将向人机对话的自然语言接 口、实时多任务全过程在线监测以及诊断过程自动化等方面 发展。

4 结束语

随着我国电力工业的迅速发展和我国多年来从事的故 障诊断工作研究，汽轮发电机组状态监测及故障诊断系统已 越来越多的引起了制造厂、电厂的认识和重视。本文介绍了 汽轮发电机组状态监测和故障诊断的主要内容，通过对国内 外状态监测与故障诊断技术研究进展的了解和认识，指出我 国状态检测与故障诊断系统与国外存在的差距，提出汽轮发 电机组的状态监测与故障诊断系统的发展方向，将会更快的 推动我国汽轮发电机组状态监测与故障诊断技术的发展，为 用户服务。

参 考 文 献

[1] 钟秉林，黄 仁. 机械故障诊断学[M]. 北京: 机械工业出版社，2006 .

[2] 李平康，吕 玲，杜秀霞，等. 火电机组旋转机械振动监测与故 障诊断技术现状及发展[J]. 中国电力. 2001 ，34 ( 11 ) : 54 - 57 .

[3] 乔海涛，冯永新. 大型汽轮发电机组故障诊断技术现状与发展[J]. 广东电力. 2003 ，16 ( 2 ) : 9 - 13 .

[4] 耿文琅，朱 晓 东. 汽 轮 发 电 机 组 振 动 监 测 与 诊 断 系 统 的 发 展[J]. 汽轮机技术. 2003 ，45 ( 2 ) : 71 - 72 .

[5] 程道来. 国内外电站振动监测与故障诊断系统的现状及发展方 向[A]. 2002 年上海国际工业博览会—振动工程与 信 息 化 学 术研讨会[C]. 227 - 231 .

[6] 桂中华，潘罗平，陆 力. 水电机组状态监测与故障诊断研究新 进展[J]. 中国水 利 水 电 科 学 研 究 院 学 报. 2009 ，7 ( 3 ) : 179 -186 .

[7] 蒋 炜，傅行军，刘振祥. 汽轮发电机组振动远程监测和故障 诊断系统的研究[J]. 汽轮机技术. 2002 ，44 ( 2 ) : 98 - 100 .