1、Q / GDW 11576 2016 水轮发电机组状态在线监测系统技术导则 Technical guide of on-line condition monitoring system for hydraulic turbine and generator units 2017 - 05 - 18发布 2017 - 05 - 18实施 国家电网公司 发 布ICS 27.140 Q/GDW 国家电网公司 企业标 准 Q/GDW 11576 2016 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总则 . 3 5 系统功能、特性及基本结构
2、. 4 6 系统硬件 . 8 7 系统软件 . 16 8 试验和检验 . 18 9 文件与资料 . 18 附录 A（资料性附录） 状态报告示例 . 20 附录 B（资料性附录） 水轮发电机组状态在线监测系统典型结构示意图 . 22 附录 C（规范性附录） 大中型水轮发电机组状态在线监测系统典型测点设置 . 23 附录 D（资料性附录） 水轮发电机局部放电在线测量概要 . 25 附录 E（资料性附录） 水轮发电机组状态在线监测系统监测量采集处理 . 30 编制说明 . 34 Q/GDW 11576 2016 II 前 言 为规范水轮发电机组状态在线监测系统的技术要求，制定本标准。 本标准由国家电
3、网公司基建部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草 单位：国网福建省电力有限公司 、 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 、 福建水口发电集团有限公司 。 本标准主要起草人 ：林祖建、刘宇鸿、关英波、 陈伟勇 、 张厚瑜、林家洋、 何伟、 黄建荧、吴在强 、林亚涛。 本标准首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 Q/GDW 11576 2016 1 水轮发电机组状态在线监测系统技术导则 1 范围 本标准规定了水轮发电机组状态在线监测系统的功能、特性、基本结构、硬件、 软件、试验和检验、文件与资料的技术要求。 本标 准适用于大、中型水 电厂（站
4、） 水轮发电机组的状态在线监测系统的设计、 安装 和 运维管 理。小型水 电厂（站） 水轮发电机组可参照 执行 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅 注 日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版 本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件。 GB/T 3482 电子设备 雷击 试验方法 GB/T 8564 水轮发电机组安装技术规范 GB/T 18482 可逆式抽水蓄能机组启动试验规程 DL/T 507 水轮发电机组启动试验规程 DL/T 827 灯泡贯流式水轮发电机组启动试验规程 DL/T 1197 2012 水轮发电机组状态
5、在线监测系统技术条件 国家发展和改革委员会令 2014第 14 号 电力监控系统安全防护规定 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 状态在线监测系统 on-line condition monitoring system 对水轮发电机组主要部件运行状态进行实时在线监测、分析与辅助诊断的系统。 3.2 键相 key phase 水轮发电机组状态在线监测系统在主轴上的基准方位 。 3.3 空气间隙 air gap 发电机转子磁极外缘与定子铁 心 内缘之间的径向距离。 3.4 磁通密度 magnetic flux density Q/GDW 11576 2016 2 垂直穿过单位面积
6、的磁通量。 3.5 局部放电 partial discharge 在水轮发电机定子绕组绝缘层内部或边缘发生的导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电现象，简称局放。包括槽放电 、绝缘内部放电、线棒层间放电和沿表面放电。 3.6 状态监测量 condition monitoring parameters 反映水轮发电机组状态的监测参量，主要指振动、摆度、轴向位移、压力脉动、空气间隙、磁通密度、局部放电等。 3.7 工况参数 operating parameters 表征水轮发电机组各种运行工况特征的、与运行状态直接相关的参数，包括 电厂（站） 水头 /扬程、机组转速或频率、有功功率、无功功率、功率因数、
7、定子电压、定子电流、励磁电压、励磁电流、发电机出口断路器位置、励磁断路器位置、导叶开度、桨叶开度、 喷针开度、机组流量、蓄能机组发电 /抽水工况状态等。 3.8 过程量参数 process parameters 水轮发电机组 各部轴承轴瓦瓦温、油温、油位以及冷却水温度、定子铁 心 温度 等随工况参数或运行时间变化而改变的参数。 3.9 稳定性参数 stability parameters 振动、摆度、压力脉动等反映机组稳定性能的参数。 3.10 峰 峰值 peak to peak value 振动、摆度和压力等波形信号在一个或多个周期内波峰与波谷的代数差。 3.11 轴心轨迹 axes orb
8、it 机组运行时主轴某一截面上几何中心的运动轨迹。 3.12 趋势图 trend chart 所测参数、参量随时间的变化曲线。 3.13 相关趋势图 relation trend chart Q/GDW 11576 2016 3 所测参数、参量与另一被测参数、参量 （ 通常为工况参数 ） 之间的关系曲线。 3.14 瀑布图 waterfall chart 显示某一时间段内被测参量各种频率成分的幅值与频率的关系，是该参量在不同时间或不同工况（ 通常为不同负荷 ） 下的频谱图组成的三维谱图。 3.15 级联图 cascade chart 显示启停机过程中不同转速下被测参量各种频率成分的幅值与频率
9、（ 转 速 ） 的关系，是该参量在各转速下的频谱图组成的 三维谱图。 3.16 空间轴线图 spatial axis chart 机组主轴轴线的空间状态图。 3.17 转子不圆度 rotor roundness 水轮发电机转子磁极铁 心 外缘半径最大值与最小值之差 （ 即转子磁极铁 心 外缘轮廓线的内外包络线之距离 ） 。 3.18 定子不圆度 stator roundness 水轮发电机定子铁 心 内缘半径最大值与最小值之差 （ 即定子铁 心 内缘轮廓线的内外包络线之距离 ） 。 3.19 位移 传感器 displacement transducer 包括电涡流 位移 传感器和 电容式位移传
10、感器。 电涡流 位移 传感器是 基于电涡流测距原理 的位移传感器， 电容式位移传感器是基于电容测距原理的位移传感器， 两者的 输出量与传感器和被测量面之间的距离成正比 。 3.20 速度传感器 speed transducer 将振动速度转换为与其成比例的电信号输出的传感器。 3.21 加速度传感器 acceleration transducer 将振动加速度转换为与其成比例的电信号输出的传感器。 3.22 电容耦合器 capacity coupler 利用电容耦合原理拾取放电脉冲的高通电容器，用于监测发电机定子绕组局部放电信号。 Q/GDW 11576 2016 4 3.23 数据服务器 d
11、ata server 用于存储和管理 电厂（ 站） 一台或多台水轮发电机组状态监测数据的服务器。 3.24 Web服务器 Web server 用于状态在线监测系统与 电厂（站） 局域网通讯的服务器，通常以 Web方式将状态监测数据发布至电厂（站） 局域网。 3.25 局放值 PD magnitude 局部放电脉冲数量为每秒 10个时对应的局放脉冲幅值，用 Qm表示。 3.26 局放量 normalized quantity number； NQN 单位时间 （ 规定时段为 1s） 内局部放电脉冲活动的总数量。 4 总则 4.1 水轮发电机组状态在线监测系统 应包括以下功能： a) 对 运行
12、机组的振动、摆度、轴向位移、压 力脉动、空气间隙、磁通密度、局部放电等 状态监测量 进行实时监测； b) 在相应工况参数及过程量参数条件下，通过对上述 状态监测量 进行实时采集，实现对水轮发电机组运行状态的分析和人工辅助诊断； c) 对监测结果进行 自动 化、逻辑化处理， 具备 预 警和 报 警 功能 。 4.2 监测数据包括 状态监测量 、工况参数和过程量参数。 状态监测量 应从现场传感器直接 采集 ，工况参数 和 过程量参数 可 从 电厂（站） 相关设备直接 获取 ，也可采用其他方式获取 。 4.3 应 与 电厂（站） 计算机监控系统 统一时钟，宜与电厂（站）计算机监控系统 配合使用。由状
13、态在线监测系统采集的 状态监测量 应和机组 工况参数和过程量参数统一进行综合分析，以全面反映机组的运行状态。 4.4 应具有扩展功能和系统升级功能。 4.5 应根据机组结构特点、单机容量、台数和电厂（站）运行方式等条件和实际需要合理选择监测项目和系统规模。 5 系统功能、特性及基本结构 5.1 系统功能 5.1.1 数据采集与实时监测 系统 应对水轮发电机组的 状态监测量 以及相应的工况参数和过程量 参 数进行实时采集和监测 ， 并 应以结构图 、 棒图 、 表格和曲线等形式进行显示 。 Q/GDW 11576 2016 5 5.1.2 机组状态数据分析 5.1.2.1 总体要求 系统 应具备
14、数据分析的能力，应提供各种专业的数据分析工具，根据 状态监测量 及工况参数和过程量参数的 变化预测机组状态的发展趋势，以分析报告等形式提供趋势预报功能；应提 供 不同格式的 数据导入 /导出和离线分析功能。 5.1.2.2 振动、摆度 系统 应自动对机组的稳态运行、暂态过程 （ 包括瞬态 ） 的振动、摆度进行分析 ，并 提供波形、频谱、轴心轨迹、空间轴线 图 、瀑布图、级联图、趋势图、相关趋势图等时域和频域分析工具 。机组振动、摆度异常时，应越限报警并提供异常报警原因 。 5.1.2.3 轴向位移 系统 应自动对大轴轴向位置的变化进行分析 ，并 提供趋势图、相关趋势图等分析工具 。 5.1.2
15、.4 压力脉动 系统 应自动对各过流部位的稳态运行、暂态过程 （ 包括瞬态 ） 的压力脉动进行分析 ， 并提供分析压力脉动的时域特性、频域特性 及其 与工况参数关系的工具 。 5.1.2.5 空气间隙 系统 应自动对发电机定转子之间的空气间隙进行监测分析，自动计算定子不圆度、转子不圆度、定转子中心相对偏移量和偏移方位、定转子间气隙 （ 最大值、最小值和平均值 ） 及气隙最大值和最小值对应的磁极号等特征参数，分析机组静态与动态下气隙参数的相对关系和气隙的变化趋势。 5.1.2.6 磁通密度 系统 应对发电机定转子之间的磁通密度进行监测分析，计算各磁极的磁通密度等特征参数，提供磁通密度与工况参数的
16、关系和相同工况下磁通密度的长期变化趋势，辅助分析转子磁极匝间短路 和磁极松动等引起电磁回路故障的可能性。 5.1.2.7 局部放电 系统 应连续并自动检测水轮发电机在运行状态下定子绕组的局部放电脉冲信号，给出局部放电脉冲的各相局放值 Qm和局放量 NQN，提供长期趋势分析，分析判断出局部放电的大致发生部位。 5.1.3 数据管理 5.1.3.1 数据服务器的数据库应采用数据压缩技术，存储至少 一个 A 修周期内 的机组稳态、暂态过程（ 包括瞬态 ） 数据：应提供黑匣子记录功能，完整记录并保存机组出现异常前后 分别不少于 5min 的采样数据，以满足系统状态分析需要。 5.1.3.2 数据库应自
17、动管理数据，对数据的有效性、合法性进行检查、清理和维护；对超过规 定存储时间的数据进行清理，对数据库的性能进行动态维护使其始终保持高效状态；应实时监测硬盘的容量信息，当其剩余容量低于设定值时自动发出警告信息；应 具备 自动和手动全备份、增量备份数据的功能。 5.1.3.3 数据库应具备自动检索功能，用户可通过输入检索工况快速获得满足条件的数据；应提供回放功能，对历史数据进行回放。 5.1.3.4 数据库应具备多级权限认证功能，只有授权用户才能使用相关访问数据。 Q/GDW 11576 2016 6 5.1.3.5 系统应具备 不同格式要求的 数据下载功能，根据数据检索条件下载相关数据。 5.1
18、.3.6 系统应具备保存 72h 最近原始数据 累积 功能。 5.1.4 报警功能 系统 应提供报警功能， 报警 定值可根据机组特性和运行工况设定 ，具体定值可参考 GB/T 8564、 GB/T 18482、 DL/T 507、 DL/T 827以及主机合同保证值 。出现报警时，系统应推出报警画面、提供报警继电器空接点输出，报警逻辑和报警定值应能通过软件组态设 置。 5.1.5 运行工况分析 系统 应分析不同水头和负荷下机组运行特性，为确定机组稳定运行区 、 限制运行区和禁止运行区提供技术依据 。 5.1.6 辅助诊断 系统 应对水轮发电机组常见的故障或异常现象进行人工辅助诊断，并通过历史数
19、据趋势分析进行预警，为机组进行故障处理或检修提供决策参考。 5.1.7 状态报告 系统 应提供规范的状态报告，报告应反映机组稳态、暂态过程 （ 包括瞬态 ） 中各 状态监测量 的数值和变化趋势，应对机组运行状态提出初步评价，并附有相关的图形和图表。报告宜采用与 Excel， Word等兼容的文件格式。状态报告具有根据需要定制的功能，报告内容参 见附录 A。 5.1.8 辅助试验 系统应提供稳定性试验、效率及耗水率计算、动平衡计算以及确定机组稳定运行区试验等功能，宜提供盘车试验等功能。动平衡计算时应计算出发电机转子配重的相位与重量。 5.1.9 远程监测 在符合相关信息安全要求的前提下 系统 宜
20、 具有通过网络实现远程实时在线监测分析的功能。 5.1.10 人 机接口 系统 应通过 工程师站打印机、 现地数据采集单元 及 便携式维护设备 完成画面显示、打印制表、设置参数及维护管理等人机接口功能 。 5.1.11 工程师 工作 站 应 具备 系统生成和启动 ； 系统故障诊断 ； 系统维护管理 ； 应用软件的开发和修改，数据库修改、画面编制和报告格式的生成 等功能 。 5.1.12 数据服务器 存储和管理 电厂（站） 各机组的状态监测数据，监测、分析机组状态。 5.1.13 系统通信 Q/GDW 11576 2016 7 5.1.13.1 系统 应能与 电厂（站） 计算机监控系统、厂内信息
21、管理系统 、 远程诊断中心等 通信，通信方式应符合 国家发展和改革委员会令 2014第 14 号 的要求；数据采集单元之间应能实现通信 ，传送相互之间所需要的信息 。 5.1.13.2 系统 应具有 电厂（站） 时钟同步功能，实现系统内各节点的时钟同步。 5.1.13.3 系统应通过 Web 方式向电厂（站）局域网（ MIS 系统）用户提供机组状态监测数据。 5.1.14 系统自诊断及自恢复 5.1.14.1 系统 应对系统内的硬件及软件进行自诊断 ； 系统出现故障时，应自动报警 ； 对于冗余设备，应自动无扰切换到备用设备 。 5.1.14.2 系统应 具备 自恢复功能，包括软件及硬件的监控定
22、时器 （ 看门狗 ） 及自启动功能 。 5.1.14.3 系统应 具备 掉电保护功能。 5.2 系统特性 5.2.1 可靠性 5.2.1.1 单个元件故障不应造成外部设备误动作。 5.2.1.2 应防止设备或组件中的 多个元件或串联元件同时发生故障。 5.2.1.3 系统 设备的平均无故障时间 （ MTBF） 应满足如下要求： a) 上位计算机 （ 含磁盘 ） ： 10000h； b) 数据采集单元： 16000h。 5.2.2 可维修性 5.2.2.1 平均修复时间 （ MTTR） 不 应 大 于 0.5h。 5.2.2.2 可维修性的基本要求 如下 ： a) 应 按 现场可更换部件确定故障
23、位置； b) 应有便于试验和隔离故障的断开点； c) 应配置合适的专用安装、拆卸工具； d) 应有识别互换件或 不 可 互换件的措施。 5.2.3 系统安全 5.2.3.1 对通信安全性的基本要求 如下 ： a) 上位机 单元 和数据采集单元通信时，应对响应有效信息或没有响应有效信息有明确肯定的指示 ； 通信尝试失败时，发送站应能自动重新发出该信息 ，直到超过重发计数 2 3 次为止；当通道超过重发极限时，应发出警报； b) 系统应自动定期对通信通道进行检查测试； c) 通信误码率不 应 大于 10-9。 5.2.3.2 硬件、 软件和固件设计安全的基本要求 如下 ： a) 应有电源故障保护和
24、自动重新启动功能； b) 应能预置初始状态和重新预置； c) 应有自诊断能力，故障时能自动报警； d) 硬、软件中相关的标号 （ 如地址 ） 应统一； e) CPU 负载应留有裕度，正常情况下负载率不宜超过 30%；在重载情况下，其最大负载率不宜超过 50%； Q/GDW 11576 2016 8 f) 网络负载率正常情况下不宜超过 30%，重载情况下不宜超过 50%； g) 磁盘使用率在正常情况下任一 个 5min 周期内不 应 大于 30%，重载情况下使用率应低于 70%。 5.2.4 可扩性基本要求 5.2.4.1 宜预留 20%的备用点、布线点和空位点设备。 5.2.4.2 数据服务器
25、的存储器应有可扩充能力，容量应有 40%以上的裕度。 5.2.4.3 应留有扩充数据采集单元装置、外围设备或系统通信的接口。 5.2.5 可变性 5.2.5.1 各类 点说明可改变。 5.2.5.2 模拟点工程单位标度可改变。 5.2.5.3 模拟点限值 可改变。 5.2.5.4 模拟点限制值死区可改变。 5.2.5.5 时间参数可改变。 5.3 系统基本结构 5.3.1 系统结构及单元组成 系统 应采用开放、分层分布式系统结构，一般由传感器单元、数据采集单元和上位机单元组成。一般采用星形网络 （ 共享式以太网或 交换式以太网 ） 或以太网环形网络结构。 参见附录 B。 5.3.2 传感器单元
26、 传感器单元是指状态在线监测系统所用到的各种传感器及其附属设备，是状态在线监测系统的基础。水轮发电机组状态在线监测系统常用的传感 器型式 包含 电涡 流 位移 传感器、电容式位移传感器、低频速度传感器、加速度传感器、压力脉动传感器、电容耦合器等。 5.3.3 数据采集单元 5.3.3.1 数据采集单元是指完成信号采集 、 处理 和通讯 的装置及其辅助设备， 通常包含数据采集箱、传感器供电电源、显示器、状态监测屏柜等设备 。机组数据采集单元宜集中组屏，通常布置在机旁或机组单元控制室。 5.3.3.2 数据采集单元应具 有现地监测、分析和试验功能，可实现对机组的振动、摆度、压力脉动、空气间隙、磁通
27、密度、局 部放电等 状态监测量 进行数 据采集、处理和分析，并能以图形、图表和曲线等方式进行显示。 5.3.4 上位机单元 5.3.4.1 上位机单元 应采用标准化、开放式的硬件结构。上位机单元 包括数据服务器、 工程师工作站、Web 服务器、网络设备以及打印机等设备。网络传输应采用开放的分层分布式以太网网络结构，满足 国家发展和改革委员会令 2014第 14 号 的要求，并满足工业通用的国际标准规约。 5.3.4.2 总体要求如下： a) 数据服务器：负责存储和管理 电厂（站） 机组的状态监测数据，宜 全厂配置一台； b) 工程师工作站 ： 用于系统维护管理、人机接口。 宜 全厂配置一台；
28、c) Web 服务器：负责状态在线监测系统与 电厂（站） 局域网之间的通讯， 宜 全厂配置一台； d) 光纤传输设备：当上位机单元与数据采集单元之间距离过长时，应采用光纤通讯； Q/GDW 11576 2016 9 e) 网络安全装置：状态在线监测系统与 电厂（站） 计算机监控系统、 电厂（站） 局域网等相连时，均应满足 国家发展和改革委员会令 2014 第 14 号 的要求，配置相应的网络安全装置； f) 附属设备：网络交换机和打印机等。 6 系统硬件 6.1 状态监测测点设置 6.1.1 一般规定 测点应根据不同类型水轮发电机组的结构特 点和特性参数进行设置。测点设置见附录 C。 6.1.
29、2 键相测点 每台水轮发电机组应 至少 设置一个键相测点。通常在被测机组主轴上设置 10mm 15mm宽的一个凹槽或凸键标记，与相应的非接触式位移传感器组成键相测量单元。键相标记宜布置在对准转子磁极编号为的位置处，键相传 感器 宜 布置在厂 房坐标 +X方向。 6.1.3 振动和摆度测点 6.1.3.1 立式混流式、混流可逆式机组 振动和摆度测点设置如下： a) 振动测点 ： 应分别在上机架、下机架和顶盖处，设置 2 个水平振动测点、 1 2 个垂直振动测点，水平振动测点应互成 90径向布置，非承重机架 不宜 设置垂直振动测点 ； 定子机 座应设置1 2 个水平振动测点、 1 个垂直振动测点，
30、水平振动测点应设置在机座外壁相应定子铁 心 高度2/3 处，垂直振动测点应设置在定子机座上部； b) 摆度测点 ： 应分别在机组的上导、下导、水导轴承的径向设置互成 90的 2 个摆度测点，三组摆度测点方位应相同。 6.1.3.2 立式轴流式机组 振动和摆度测点设置如下： a) 振动测点 ： 应分别在上机架、下机架和顶盖处，设置 2 个水平振动测点、 1 2 个垂直振动测点，水平振动测点应互成 90径向布置，非承重机架 不 宜 设置垂直振动测点 ； 定子机座应设置1 2 个水平振动测点、 1 个垂直振动测点； b) 摆度测点 ： 应分别在机 组的上导或受油器、下导和水导轴承的径向设置互成 90
31、的 2 个摆度测点，三组摆度测点方位应相同。 6.1.3.3 灯泡贯流式机组 振动和摆度测点设置如下： a) 振动测点 ： 应分别在组合轴承和水导轴承处设置 2 个径向、 1 个轴向振动测点 ； 组合轴承处的径向振动测点应垂直和水平布置在组合轴承座靠近导轴承处，轴向振动测点应布置在组合轴承座推力轴承附近；水导轴承处的径向振动 测 点应垂直和水平布置在轴承座上； 灯泡头处应设置1 2 个径向测点，测点应布置在上游侧灯泡头支撑处；转轮室宜设置 1 2 个径向振动测点 ； b) 摆度测点 ： 应分别在组合轴承和水导轴承的径向设置 互成 90的 2 个摆度测点，宜与垂直中心线左右成 45安装 ； 两组
32、摆度测点方位应相同。 6.1.3.4 立式冲击式机组 振动和摆度测点设置如下： a) 振动测点：应分别在上机架和下机架 （ 若有 ） 处设置 2 个水平振动测点，在上机架设置 1 个垂直振动测点，在水导轴承座上设置 2 个水平振动测点、 1 个垂直振动测点 ； 每部位的水平振动测点应互成 90径向布置 ； 定子机座应设置 1 2 个水平振动测点、 1 个垂直振动测点； b) 摆度测点：应分别在机组的上导、下导和水导轴承的径向设置互成 90的 2 个摆度测点，三组摆度测点方位应相同。 Q/GDW 11576 2016 10 6.1.4 轴向位移测点 对于混流式、混流可逆式 、轴流式、灯泡贯流式机
33、组，在轴向宜设置 1 2个轴向位移测点。 6.1.5 压力脉动测点 6.1.5.1 各类型水轮发电机组压力脉动测点设置如下： a) 混流式机组应在蜗壳进口设置 1 个、活动导叶与转轮间设置 1 2 个、顶盖与转轮间设置 1 2个、尾水管进口设置 2 个 （ 上下游方向 ） 压力脉动测点； b) 混流可逆式机组应在蜗壳进口设置 1 个、活动导叶与转轮间设置 2 个、顶盖与转轮间设置 12 个、转轮与泄流环之间设置 1 个、尾水管进口设置 2 个 （ 上下游方向 ） 、肘管中部设置 2 个压力脉动测点； c) 轴流式机组应在蜗壳进口设置 1 个、活动导叶后设置 1 个、尾水管进口设置 2 个 （
34、上下游 方向 ）压力脉动测点； d) 灯泡贯流式机组应在流道进口设置 1 个、转轮前后各设置 1 个、尾水管进口设置 1 2 个压力脉动测点。 6.1.5.2 压力脉动传感器应尽可能地靠近取压口，不应位于压力均压管上，且应尽可能与模型试验测点相对应。压力脉动测点和水力量测用的压力测点应分开设置。 6.1.6 定子铁 心 振动测点 6.1.6.1 宜设置 1 3 组发电机定子铁 心 振动测点，每组包括个水平 （ 径向 ） 和个垂直 （ 轴向 ） 振动测点。 6.1.6.2 定子铁 心 水平振动测点宜布置在定子铁 心 外缘的中部，垂直振动测点宜布置在定子铁 心 的上部。 6.1.7 发电机空气间隙
35、测点 6.1.7.1 空气间隙测点的数量和布置应根据水轮发电机的 型式、容量、尺寸和定子铁 心 高度等参数决定 。 6.1.7.2 空气间隙测点的数量和布置如下： a) 定子铁 心 内径小于 7.5m 时 应 设置 4 个，大于及等于 7.5m 时应设置 8 个； b) 定子铁 心 高度大于 2.75m 时测点可在轴向分两层均匀布置； c) 气隙传感器 应 沿周向均匀布置， 并 粘贴在定子铁 心 内壁上。 6.1.8 发电机磁通密度测点 宜设置 1个磁通密度测点。磁通密度传感器粘贴在定子铁 心 内壁上。 6.1.9 发电机局部放电测点 6.1.9.1 高压端耦合监测法 （ 也称 PDA 法 ）
36、 ：每台机组至少设置 6 个测点，每相至少 2 个测点，必要时可每支路设置 1 个测点 ； 测点可布置在发电机绕组高压出线端、定子绕组母 线汇流排附近或其他适当位置； 6.1.9.2 中性点耦合法：在发电机中性点设置 1 个测点。 6.2 传感器 单元 6.2.1 摆度和键相传感器 Q/GDW 11576 2016 11 6.2.1.1 摆度和键相传感器应采用非接触式位移传感器， 可 选择 电涡流位移传感器 或电容式位移传感器。键相传感器也可选用 光电传感器 。 6.2.1.2 摆度和键相传感器主要性能指标 应 符合 如下 要求 ： a) 频响范围： 0Hz 1000Hz（ 0.5dB） ；
37、b) 线性范围：摆度 2mm、键相 4mm； c) 幅值非线性度： 2%； d) 温漂： 0.1%； e) 工作温度： -10 +60。 6.2.2 振动传感器 6.2.2.1 振动传感器可采用低频速度 型 传感器、加速度传感器或速度传感器等，应 根据水 电厂（站）发电机的具体情况选择。对于低速机组 （ 额定转速 300r/min 及以下 ） ，宜测量振动位移 Sp-p（ m） ，采用低频速度 型 传感器；对于中高速机组宜测量振动速度 Vrms（ mm/s） ，采用加速度传感器或速度传感器，通过频谱分析换算为位移量。 6.2.2.2 低频速度 型 传感器主要性能指标 应 符合 如下 要求 ：
38、a) 频响范 围 ： 0.5Hz 200Hz(-3dB)； b) 线性测量范围： 0 m l000 m（ 峰 峰值 ） ； c) 幅值非线性度： 5%； d) 工作温度： -10 +60。 6.2.2.3 加速度传感器主要性能指标 应符合 如下 要求 ： a) 频响范围： 1Hz 1000Hz(-3dB)； b) 线性测量范围： 50g； c) 幅值非线性度： 1%； d) 工作温度： 0 +125。 6.2.2.4 速度传感器主要性能指标 应符合 如下 要求 ： a) 频响范围： 1Hz 400Hz(-3dB)； b) 线性测量范围： 0mm s 100mm s（ 0峰值 ） 或 0 m 1
39、000 m（ 峰 峰值 ） ； c) 幅值非线性度： 5%； d) 工作温度： -10 +60 。 6.2.3 定子铁 心 振动传感器 定子铁 心 振动测量 宜 采用防电磁干扰的加速度或速度传感器。 6.2.4 轴向位移传感器 轴向位移 （ 或抬机量 ） 传感器应采用非接触式位移传 感器， 宜 为大直径 电涡流位移传感器 ， 量程应满足机组轴向位移 （ 或抬机量 ） 限值的要求。 6.2.5 压力脉动传感器 6.2.5.1 压力脉动传感器可采用压电型、压阻型或电容式压力传感器，应具有良好的响应速度，并能承受被测点可能出现的最高压力或负压。 6.2.5.2 压力脉动传感器主要性能指标 应符合 如
40、下 要求 ： a) 精度： 0.2% FS； b) 频响范围： 0Hz 1000Hz； Q/GDW 11576 2016 12 c) 响应速度： 1ms； d) 工作温度： -10 +60； e) 线性测量范围： 0 1.5 倍工作压力。 6.2.6 空气间隙传感器 6.2.6.1 空气间隙传感器 宜 采用平板电容式传感器，并配以相应的专用电缆和前置器。 6.2.6.2 空气间隙传感器、前置器主要性能指标 应符合 如下 要 求 ： a) 测量范围： （ 0.5 1.5） 倍设计气隙值； b) 非线性度： 50dB； e) 工作温度； -10 +60。 6.3.2 状态监测屏柜 6.3.2.1
41、机组对应的数据采集箱及 其附属设备宜集中组屏，安装在标准屏柜内。对于大型机组，为便于使用和维护，每台机组宜独立配置一面状态监测屏柜。 6.3.2.2 屏柜的电磁屏蔽特性应保证本系统正常工作和不影响 电厂（站） 其他设备的正常工作。屏柜应有屏蔽、防尘、 散热 通风和防潮设施，以便适应现场环境。 6.3.3 附属设备 状态监测屏柜内应配置液晶显示器，以方便就地监测和调试维护 ； 应配置一套传感器电源模块，为各种传感器提供工作电源；可配置一套交直流逆变电源装置或 UPS电源，以提高电源可靠性。 6.4 上位机 单元 6.4.1 总体要求 上位机单元应采用标准化、开放式的硬件结构，所 选设备应采用成熟
42、的主流产品，并能满足状态在线监测系统的远景发展要求。 6.4.2 数据服务器 6.4.2.1 全厂 至少 应配置 1 台状态在线监测数据服务器，其配置应满足状态在线监测系统的性能要求及保存 72h 最近原始数据累积功能 。 6.4.2.2 状态在线监测数据服务器 具体配置应 符合如下要求 ： a) CPU 字长： 64 位及以上； b) 时钟频率：不少于 4 核 2.5GHz； c) 浮点处理：硬件； d) 内存容量： 8GB 及以上，可扩展； e) 硬盘容量：不少 于 4 1TB，宜采用磁盘阵列管理； f) 网络： 2 个以太网端口， 按 电厂（站） 组网方式配置； g) 接口：至少 2 个
43、串口、 2 个 USB 端口； h) 操作系统：符 合开放系统标准且加固的实时多任务多用户成熟安全操作系统； i) 电源：硬件支持掉电保护，承受电压扰动和电源恢复后的自动重新启动； j) 液晶显示器： 17 英寸 及以上，应具有抗电磁干扰能力。 Q/GDW 11576 2016 15 6.4.3 Web 服务器 配置同数据服务器，但可适当降低。 6.4.4 工程师工作站 6.4.4.1 全厂配置工程师工作站，其配置应满足状态在线监测系统的性能要求 。 6.4.4.2 工程师工作站 配置应 符合如下要求 ： a) CPU：双核或四核主频 2.5GHz 及以上； b) 内存容量： 8.0GB 及以
44、上，可扩展； c) 硬盘容量： 不少于 1TB，采用磁盘阵列管理； d) 网络： 2 个以太网端口， 按 电厂（站） 组网方式配置； e) 接口：至少 2 个串口、 1 个 USB 端口； f) 操作系统：符合开放系统标准实时多任务多用户成熟安全操作系统； g) 电源：硬件支持掉电保护，承受电压扰动和电源恢复后的自动重新启动； h) 液晶显示器： 17 英寸 及以上，应具有抗电磁干扰能力； i) 汉化功能：支持 GB 2312 双字节的汉字处理能力。命令和实用程序及图形界面都有相应的汉字功能。 6.4.5 辅助设备 上位机单元辅助设备要求如下： a) 系统可根据需要配置相应的网络设备 ； 当上位机单元与数据采集单元之间距离超过 100m 时，应采用光纤通讯； b) 局域网应符合工业通用的国际标准和规约，数据传输速率不小于 100MB/s； c) 系统选用的网络安全隔离装置和防火墙应通过国家相关检测部门的认证； d) 系统内所有设备应采用标准时钟，可与计算机监控系统合用时钟同步接收装置。 6.4.6 人 机接口 6.4.6.1 显示器 人机接口显示器的要求如下： a) 显示器屏幕尺寸不 宜 小于 17 英寸 ； b) 分辨率不 宜 低于 1024 768； c) 显示颜色 宜为 256 色以
