状态监测和分析诊断-PPT课件.ppt

1、国电浙江北仑第一发电有限公司国电浙江北仑第一发电有限公司l故障维修故障维修l计划维修计划维修l点检定修点检定修l状态检修状态检修 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。l计划维修：计划维修：以设备运行时间为基础的检修方式，l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。l维修队伍庞大，劳动生产率低下。l造成设备大量的过修、欠修。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。

2、l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。l点检定修制，可以看作为设备状态检修的初始阶段。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。l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。l最经济得检修方式。l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、检测技术检测技术不够完善。l紧密点检l精密点检职责l精密点检使用的状态监测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

3、介损、耐压真空系统泄漏超声波测流量铁谱、光谱。l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；l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。l专家系统、在线系统、地区远程诊断系统。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

4、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。振动幅值:偏离平衡位置的值，可用加速度、速度、位移来表述。l瞬时值：振动的任一瞬时的数值。l峰值：振动离平衡位置的最大偏离（单峰、峰峰）。l有效值：振动的均方根子值。振动信号的基本要素：幅值、相位、频率振动信号的基本要素：幅值、相位、频率振动频率振动频率 单位时间内振动的次数单位时间内振动的次数 基频基频：与转动频率相同的简谐振动频率；谐波频率谐波频率：谐波频率是指基频的整数倍频率。分频谐波

5、分频谐波：分频谐波的频率是基频的分数倍。振动相位振动相位 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旋转转方方向向l趋势分析l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。l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l轴心轨迹l轴心位置等停机日期报警日期故障征兆时间劣化曲线报警值危险值BPFI-1RPM1RPMBPFI+1RPM2RPM3RPM不平衡不对中松动

6、滚动轴承故障频率0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50RFrequency in order3.53.02.52.01.51.00.50Velocity in mm/s pk不对中松动引起的谐波不平衡油膜涡动、碰摩0 2 4 6 8 10 12 14 16Frequency in orderDisplacement in m pk to pk12.510.07.55.02.50转速的精确倍频成分本例中最高出现16X成分噪声水平高1X2X频率故障基本频率6.71X基本频率的四个谐波振动检测分析能够解决的问题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

7、轴器松动；油膜振荡；结构共振；轴承磨损；轴承座松动l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）l确定测点，建立振动数据库（检测参数、设备信息）l建立监测周期、状态判别特征库、技术标准l设备振动采集l设备状态分析l诊断效果评价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

8、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0.350.5X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

9、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，随时间逐渐增大序 号故障名称频谱特征其 它 特 征14转子中心孔进油1X、0.8X0.9X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

10、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 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。PK Velocity in mm/SecFrequency in HzT2 -2T WATER BOX VACC PUMP(B)WBVP(B)-MIH MOTOR P-SIDE BRG HORZ050010

11、00150020000369121518212427Max Amp 25.8 14:00:3025-03-02 14:43:2829-03-02 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。2019年2月的通频幅值是2019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。RMS Velocity in mm/SecFrequency in HzB2 -PULVERIZER 2BPULV 2B -MIA MOTOR IB BRG A

12、XIAL0501001502002503000 0.40.81.21.62.0Max Amp 2.21 09:26:5202-08-12 08:54:1402-09-17 09:45:0703-01-13 09:06:4703-01-31 09:44:4903-02-14 13:17:4203-03-04 2019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

13、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。RMS Velocity in mm/SecFrequency in HzIGNO-IGNITION PUMP 2AIGN OP 2A-POA PUMP OB BRG AXIAL050010001500200025000 1.5Max Amp 1.40 03-10-23 03-11-26 04-02-

14、19 04-04-20 04-05-20 04-06-21 04-07-20 04-08-28 04-09-27 l2009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。l频谱分析、波形分析均指示轴承损坏。l红外热像仪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

15、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；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。发热点故障处理前故障处理后油位异常油位正常 烟道炉墙l粘度l颗粒度l水分l酸值l闪点（开口、闭口）

16、l破乳化度l综合指数l铁谱l光谱l绝缘油的色谱分析l绝缘油微水定期检测新油检测库存油检测设备启动前油质检测l光谱光谱 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。l铁谱铁谱 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

17、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l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。l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。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

18、法包括从油中脱气和测量两个过程。三比值法编码规则l2019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25.46 L/L，远远超过了国标GB/T 72522019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（5L/L）规定。l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。l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。取样时取样时间间H

19、2COCO2CH4C2H4C2H6C2H2C1+C22019.7.296.54 129.72 1642.58 15.62 0.90 15.80 0 32.32 2019.7.318.66 147.36 2083.36 19.76 0.98 18.90 0 39.64 2019.7.26.20 150.24 1691.58 22.57 1.18 22.18 0 45.93 2019.5.2679.10 161.80 1652.96 35.63 13.87 24.91 25.46 99.89 2019.5.2785.34 167.99 1741.16 37.34 14.59 25.86 26.76

20、 104.55 2019.5.2883.63 169.57 1656.93 37.58 14.90 26.16 27.67 106.31 2019.5.2984.40 176.56 1840.65 39.38 15.47 27.43 28.43 110.71 结合以上的检测分析情况，为确保设备运行安全，于2019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。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。安全性：安全性：