《大型發(fā)電機(jī)非侵入式實(shí)時(shí)故障診斷與預(yù)警技術(shù)規(guī)范》

ICSCI

CCS

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CIXXX-2023

大型發(fā)電機(jī)非侵入式實(shí)時(shí)故障診斷

與預(yù)警技術(shù)規(guī)范

TechnicalSpecificationforNon-InvasiveReal-TimeFaultDiagnosisand

EarlyWarningofLargeGenerators

（征求意見(jiàn)稿）

2023-X-X發(fā)布2023-X-X實(shí)施

中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)發(fā)布

中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)(CIAPST)是1988年經(jīng)中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院科技領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)而成立的全國(guó)

性社會(huì)團(tuán)體。制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化和推動(dòng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，是中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)的工作內(nèi)容

之一。任何團(tuán)體和個(gè)人，均可提出制、修訂中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的建議并參與有關(guān)工作。

中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)按《中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法》進(jìn)行制定和管理。

中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)征求意見(jiàn)稿經(jīng)向社會(huì)公開(kāi)征求意見(jiàn)，并得到參加審定會(huì)議的80%以上的專家、

成員的投票贊同，方可作為中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)予以發(fā)布。

在本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)需要修改或補(bǔ)充之處，請(qǐng)將意見(jiàn)和有關(guān)資料寄給中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)

標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)，以便修訂時(shí)參考。

任何團(tuán)體和個(gè)人，均可對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿提出意見(jiàn)和建議，牽頭起草單位聯(lián)系方式：

huaqingli@

中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)

地址：北京市海淀區(qū)中關(guān)村東路89號(hào)恒興大廈13F

郵政編碼：100190電話真/p>

網(wǎng)址：

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大型發(fā)電機(jī)非侵入式實(shí)時(shí)故障診斷與

預(yù)警技術(shù)規(guī)范

1適用范圍

本文件規(guī)定了大型發(fā)電機(jī)故障診斷和預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)備技術(shù)規(guī)范，包括技術(shù)的術(shù)語(yǔ)和定義、總體要求、

技術(shù)要求。

本文件適用于大型發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的非侵入式無(wú)緣無(wú)線故障檢修設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T7409.1-2008《同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)定義》

GB/T14394-2008《計(jì)算機(jī)軟件可靠性和可維護(hù)性管理》

DL/T1049-2007《發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》

NB/T20375-2016《核電廠安全重要熱電偶溫度計(jì)》

DL/T1246-2013《水電站設(shè)備狀態(tài)檢修管理導(dǎo)則》

DL/T838-2003《發(fā)電企業(yè)設(shè)備檢修導(dǎo)則》

JB/T8155-2017《電機(jī)用電刷運(yùn)行性能試驗(yàn)方法》

NB/T35042-2014《水力發(fā)電廠通信設(shè)計(jì)規(guī)范》

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T7409.1-2008界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4總體要求

4.1溫度測(cè)量性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的測(cè)量溫度范圍為30℃～120℃，偏差范圍為±3℃。

4.2碳刷長(zhǎng)度測(cè)量性能

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發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的測(cè)量長(zhǎng)度范圍為0mm～200mm，偏差范圍為±5mm。

5無(wú)線傳輸性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的集中器與無(wú)線感溫模塊無(wú)線通信距離不低于6米。

5.1系統(tǒng)耐溫性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的溫度傳感器在0℃～120℃溫度條件下正常工作，控制發(fā)送器在0℃～

75℃溫度條件下正常工作。

5.2殼體耐溫性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)送器殼體在150℃環(huán)境下1小時(shí)，不起火且外觀無(wú)變形和損壞。

5.3殼體絕緣耐壓性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)送器輸入端對(duì)殼體絕緣電阻不低于5MΩ；故障診斷系統(tǒng)控制發(fā)送器

輸入端對(duì)殼體可承受交流電1500V/50Hz歷時(shí)1分鐘的耐壓試驗(yàn)，設(shè)備無(wú)擊穿及元件損壞現(xiàn)象。

5.4電流檢測(cè)性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的勵(lì)磁電流測(cè)量范圍為0～200A，偏差范圍為±3%。

6技術(shù)要求

6.1勵(lì)磁電流檢測(cè)

6.1.1勵(lì)磁電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括依次連接的碳刷電流采集單元、前端數(shù)據(jù)采集器、服務(wù)器和功率采集器。

6.1.2碳刷電流采集單元利用霍爾電流傳感器采集發(fā)電機(jī)碳刷的電流信號(hào)，每個(gè)碳刷采集單元對(duì)應(yīng)一

個(gè)碳刷。

6.1.3前端數(shù)據(jù)采集器獲取各碳刷電流采集單元的碳刷電流信號(hào)，并計(jì)算得到所有碳刷電流信號(hào)和電

流總和，得到整體及單獨(dú)每個(gè)碳刷電流的信號(hào)特征。

6.1.4功率采集器采集發(fā)電機(jī)的輸出參數(shù)。

6.1.5服務(wù)器用于處理勵(lì)磁電流特性與發(fā)電機(jī)輸出電參數(shù)的關(guān)系，判斷電流總和與輸出功率信號(hào)的對(duì)

應(yīng)關(guān)系是否在正常范圍內(nèi)，若比較得出電流總和與輸出功率信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系不在正常范圍內(nèi)則產(chǎn)生報(bào)警

信號(hào)報(bào)警。

6.1.6整個(gè)系統(tǒng)采用無(wú)線同步時(shí)鐘單元，用于整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步采集。該基于同步采樣的數(shù)據(jù)處理能

消除單個(gè)碳刷的差異對(duì)勵(lì)磁電流的影響，得出反映出整體有效勵(lì)磁電流的實(shí)時(shí)變化。

6.2碳刷磨損狀態(tài)采集

6.2.1.在碳刷握把安裝的通道兩側(cè)都噴涂絕緣材料的金屬板，以兩塊金屬板、金屬板之間的介質(zhì)（碳

刷及相鄰的空氣介質(zhì)）組成電容模型A。

6.2.2.在碳刷旁設(shè)置參考電容模型B。

6.2.3.當(dāng)碳刷磨損后其長(zhǎng)度發(fā)生變化，碳刷原來(lái)的部分位置變成了空氣介質(zhì)，對(duì)電容而言原本良好的

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導(dǎo)電介質(zhì)碳刷變成了絕緣的空氣介質(zhì)，其電容的大小將發(fā)生變化，外部監(jiān)測(cè)裝置可據(jù)此判定碳

刷的磨損程度。

6.2.4.以差分電容模擬差分電路的原理，電容B為設(shè)置的電容標(biāo)準(zhǔn)，電容B和電容A（為金屬板和碳

刷形成的模型電容）同時(shí)的變化可以判定為環(huán)境因素發(fā)生了變化（溫度升高、空氣介質(zhì)中其他

雜質(zhì)成份變化等）。這樣排除了環(huán)境因素的影響，當(dāng)電容A較電容B的值發(fā)生變化時(shí)，可以判

定電容A發(fā)生了變化，以此消除環(huán)境干擾。

6.3檢測(cè)用在線取電

6.3.1取電系統(tǒng)包含發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線路進(jìn)行取電的電流互感器、從發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁碳刷取電的壓電取電模

塊、從發(fā)電機(jī)碳刷進(jìn)行取電的溫差取電模塊、從發(fā)電機(jī)的手柄進(jìn)行振動(dòng)取電的振動(dòng)取電模塊、基于環(huán)境

電場(chǎng)的電場(chǎng)取電模塊以及電源管理模塊。

6.3.2壓電取電模塊為壓電材料，壓電材料設(shè)置于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷的恒力彈簧。

6.3.3溫差取電模塊為溫差發(fā)電片，溫差發(fā)電片設(shè)置于發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁碳刷且溫差發(fā)電片的熱端與勵(lì)磁碳

刷接觸，溫差發(fā)電片的冷端設(shè)置于勵(lì)磁碳刷的刷握手柄。

6.3.4振動(dòng)取電模塊包括永磁體、線圈、絕緣管和彈簧。彈簧為兩個(gè)，分別固定設(shè)置于絕緣管的兩端，

線圈固定外套于絕緣管，永磁體設(shè)置于絕緣管內(nèi)并位于兩個(gè)彈簧之間，絕緣管和線圈置于刷握手柄內(nèi)。

6.3.5電場(chǎng)取電模塊包括兩個(gè)極板，兩個(gè)極板正對(duì)設(shè)置且固定設(shè)置于發(fā)電機(jī)的刷握手柄。

6.3.6電源管理模塊包括能量收集電路、低功耗電源電路、比較控制電路以及過(guò)壓保護(hù)電路。

6.3.7能量收集電路輸入端與各取電模塊輸出端連接，用于對(duì)微電流進(jìn)行匯集以及轉(zhuǎn)換處理，并向低功

耗電源模塊輸出電壓信號(hào)。

6.3.7低功耗電源電路輸入端與能量收集電路的輸出端連接，用于接收能量收集電路的電壓信號(hào)并將該

電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電壓信號(hào)提供給負(fù)載和鋰電池。

6.3.8比較控制電路檢測(cè)低功耗電源電路的輸出電壓，并在低功耗電源電路的輸出電壓低于電壓閾值時(shí)

控制低功耗電源電路停止供電輸出。

6.3.9過(guò)壓保護(hù)電路檢測(cè)能量收集電路的輸入電壓信號(hào)，并在電壓值大于安全閾值時(shí)對(duì)電能獲取電路后

端電路執(zhí)行過(guò)壓保護(hù)。

6.3.10感應(yīng)取電模塊、壓電取電模塊、溫差取電模塊、振動(dòng)取電模塊以及電場(chǎng)取電模塊的輸出端與電

源管理模塊的輸入端連接，電源管理模塊將各取電模塊輸出的微弱電流進(jìn)行處理形成穩(wěn)定的直流電向負(fù)

載供電。

6.4碳刷故障定位

6.4.1對(duì)發(fā)電機(jī)的碳刷進(jìn)行編號(hào)，采集發(fā)電機(jī)碳刷的電流、溫度、振動(dòng)加速度以及長(zhǎng)度。

6.4.2判斷發(fā)電機(jī)碳刷長(zhǎng)度，如碳刷的長(zhǎng)度小于或等于設(shè)定閾值，判定該碳刷為故障碳刷并需更換。

6.4.3剔除長(zhǎng)度小于或等于設(shè)定閾值的發(fā)電機(jī)電刷后或者發(fā)電機(jī)各碳刷的長(zhǎng)度均大于設(shè)定閾值，則對(duì)發(fā)

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電機(jī)的碳刷參數(shù)進(jìn)行分析。

6.4.4分別建立碳刷的電流、溫度以及振動(dòng)加速度的隸屬度函數(shù)，并根據(jù)電流、溫度以及振動(dòng)加速度的

采樣值計(jì)算該三個(gè)參數(shù)的隸屬度值，通過(guò)該三個(gè)參數(shù)的隸屬度值計(jì)算目標(biāo)碳刷的故障程度，若故障程度

大于設(shè)定的故障程度閾值，則判定目標(biāo)碳刷出現(xiàn)故障。

6.4.5采集的目標(biāo)碳刷的電流C、溫度t以及振動(dòng)加速度的值V與設(shè)定閾值比較，將參數(shù)劃分為中等、

較強(qiáng)和強(qiáng)三個(gè)等級(jí)，其中中等以mid表示，較強(qiáng)以h表示，強(qiáng)以vh表示，并且分別取三個(gè)參數(shù)的不同

的等級(jí)，得出參數(shù)等級(jí)與故障關(guān)系規(guī)則如下：若(C，h)and(V，h)and(t，h)，則目標(biāo)碳刷異常；若(C，

h)and(V，vh)and(t，mid)，則目標(biāo)碳刷異常；若(C，h)and(V，vh)and(t，h)，則目標(biāo)碳刷故障；若(C，

h)and(V，vh)and(t，vh)，則目標(biāo)碳刷故障；若(C，vh)and(V，mid)and(t，mid)，則目標(biāo)碳刷異常；

若(C，vh)and(V，mid)and(t，h)，則目標(biāo)碳刷異常；若(C，vh)and(V，mid)and(t，vh)，則目標(biāo)碳刷

故障；若(C，vh)and(V，h)and(t，mid)，則目標(biāo)碳刷異常；若(C，vh)and(V，h)and(t，h)，則目標(biāo)碳

刷異常；若(C，vh)and(V，h)and(t，vh)，則目標(biāo)碳刷故障；若(C，vh)and(V，vh)and(t，mid)，則目

標(biāo)碳刷異常；若(C，vh)and(V，vh)and(t，h)，則目標(biāo)碳刷故障；若(C，vh)and(V，vh)and(t，vh)，則

目標(biāo)碳刷故障;其余情況為正常狀態(tài)。

6.5碳刷故障分析

6.5.1.發(fā)電機(jī)的n個(gè)碳刷進(jìn)行編號(hào)，并定義各碳刷出現(xiàn)最大采樣值次數(shù)的累加向量ZMax＝

(z1max,z2max,......,znmax)以及各碳刷出現(xiàn)最小采樣值次數(shù)的累加向量ZMin＝(z1min,

z2min,......,znmin)，其中，ZMax和ZMin中各元素初始值均為0。

6.5.2.采集發(fā)電機(jī)的各碳刷的電流、溫度、振動(dòng)加速度以及碳刷長(zhǎng)度，將每次采樣后的參數(shù)進(jìn)行排序，

分別找出采樣值中的最大值以及最小值所對(duì)應(yīng)的碳刷編號(hào)i，其中i的取值范圍為[1,n]。

6.5.3.在完成m次采樣后，統(tǒng)計(jì)各碳刷出現(xiàn)最大值的次數(shù)，并將統(tǒng)計(jì)的次數(shù)進(jìn)行由大到小的順序進(jìn)行

排列，并形成向量Yd，且向量Yd＝(yd1,yd2,......,ydn)，其中，yd1≥yd2≥...≥ydn。

6.5.4.在最大采樣值次數(shù)的累加向量ZMax＝(z1max,z2max,......,znmax)中與yd1對(duì)應(yīng)的碳刷編號(hào)

所對(duì)應(yīng)的元素加1；當(dāng)某一個(gè)碳刷出現(xiàn)最小值時(shí)，在最小采樣值次數(shù)的累加向量ZMin＝

(z1min,z2min,......,znmin)中與ydn對(duì)應(yīng)的碳刷編號(hào)所對(duì)應(yīng)的元素加1。

6.5.5.重復(fù)步驟5.5.2和5.5.3直至設(shè)定累加次數(shù)，將最大采樣值次數(shù)的累加向量ZMax的各元素累加

求和，并將最大采樣值次數(shù)的累加向量ZMax各元素值除以向量ZMax的累加之和得出各元素的

比重。

6.5.6.將向量ZMax和向量ZMin中的各元素比重分別進(jìn)行由大到小的順序進(jìn)行排列，然后將排序后的

元素比重從大到小的順序進(jìn)行依次累加，根據(jù)比重之和的取值范圍確定各元素所對(duì)應(yīng)的碳刷存

在的故障風(fēng)險(xiǎn)類型。

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6.5.7.電纜火災(zāi)預(yù)警

6.5.8.吸氣式電纜火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，包括氣體檢測(cè)單元、氣壓檢測(cè)單元、微處理器、遠(yuǎn)程服務(wù)終端，以

及依次連接空氣采集器、水氣分離器、檢測(cè)室和風(fēng)機(jī)。

6.5.9.氣體檢測(cè)單元包括若干個(gè)設(shè)置在檢測(cè)室內(nèi)的氣體傳感器。

6.5.10.氣壓檢測(cè)單元包括設(shè)置在檢測(cè)室內(nèi)用于測(cè)量檢測(cè)室內(nèi)的氣壓傳感器，以及與檢測(cè)室連通的抽氣

泵。

6.5.11.氣體傳感器和氣壓傳感器均與微處理器的輸入端連接，微處理器的輸出端連接至遠(yuǎn)程服務(wù)終端。

6.5.12.風(fēng)機(jī)用于將監(jiān)測(cè)點(diǎn)的空氣引入檢測(cè)室中。

6.5.13.氣體傳感器用于對(duì)采集到的空氣中電纜過(guò)熱分解氣體的濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并同時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

實(shí)時(shí)發(fā)送至微處理器。

6.5.14.微處理器對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成檢測(cè)記錄，并將檢測(cè)記錄發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)終端；同時(shí)，

微處理器對(duì)接收到的電纜過(guò)熱分解氣體的濃度和預(yù)設(shè)閾值濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)比較，若對(duì)比發(fā)現(xiàn)當(dāng)前

監(jiān)測(cè)到的電纜過(guò)熱分解氣體的電纜過(guò)熱分解氣體濃度大于預(yù)設(shè)閾值濃度，則向遠(yuǎn)程服務(wù)終端發(fā)

送報(bào)警信號(hào)。

6.5.15.微處理器將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成檢測(cè)記錄，以及通過(guò)微處理器對(duì)接收到的電纜過(guò)熱分解

氣體的濃度和預(yù)設(shè)閾值濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)比較并根據(jù)比較結(jié)果得到報(bào)警信號(hào)。

6.5.16.在進(jìn)行檢測(cè)操作之前，關(guān)閉設(shè)置在所有空氣采集器與水氣分離器之間的連接管上的電磁閥。

6.5.17.啟動(dòng)抽氣泵，抽氣泵工作使檢測(cè)室中產(chǎn)生負(fù)壓，通過(guò)氣壓傳感器檢測(cè)當(dāng)前檢測(cè)室產(chǎn)生的負(fù)壓值

并將該負(fù)壓值發(fā)送至微處理器。

6.5.18.微處理器將氣壓傳感器檢測(cè)到的負(fù)壓值與理論負(fù)壓值進(jìn)行比較，若其保持與理論負(fù)壓值一致，

則說(shuō)明系統(tǒng)的氣密性是良好的，若其負(fù)壓值小于理論負(fù)壓值，則說(shuō)明系統(tǒng)氣密性不好，此時(shí)微

處理器即向遠(yuǎn)程服務(wù)終端發(fā)送報(bào)警信號(hào)提示工作人員對(duì)系統(tǒng)的氣密性進(jìn)行檢測(cè)。

6.6軟件系統(tǒng)

6.6.1.系統(tǒng)軟件界面應(yīng)在線實(shí)時(shí)監(jiān)控碳刷的溫度、剩余長(zhǎng)度，具備系統(tǒng)設(shè)置、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)顯示及

查詢、數(shù)據(jù)分析、異常報(bào)警和趨勢(shì)記錄查詢、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和界面組態(tài)等功能。

6.6.2.與采集單元通信采用工業(yè)總線通訊，數(shù)據(jù)報(bào)文參考接口規(guī)范文檔。

6.6.3.系統(tǒng)設(shè)置主要功能：添加或者刪除機(jī)組、碳刷及其組別，管理員與用戶設(shè)置；支持配置碳刷個(gè)

數(shù)。

6.6.4.實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)等顯示：實(shí)時(shí)顯示各碳刷溫度、剩余長(zhǎng)度、電池電壓，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)的最大值、最

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小值和平均值；同時(shí)具備歷史數(shù)據(jù)的回放功能。

6.6.5.設(shè)置參數(shù)：碳刷長(zhǎng)度報(bào)警閾值，碳刷溫度報(bào)警閾值，電流報(bào)警閾值。

6.6.6.數(shù)據(jù)分析：對(duì)所有數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行快速、精確的在線采集整理。

6.6.7.異常報(bào)警和趨勢(shì)記錄查詢：顯示并記錄碳刷異常報(bào)警的參數(shù)等信息，支持報(bào)警的確認(rèn)支持報(bào)警

類別和碳刷組的過(guò)濾功能；具有采集信號(hào)存儲(chǔ)和操作信息記錄及趨勢(shì)曲線生成，并保存6個(gè)月

以上的測(cè)量數(shù)據(jù)，用于事故追憶和原因分析。

6.6.8.設(shè)備管理功能：可對(duì)設(shè)備既往信息進(jìn)行記錄和查詢，可導(dǎo)出數(shù)據(jù)為excel或csv格式的報(bào)表，

并對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行巡檢和提示。能將數(shù)據(jù)的編號(hào)、參數(shù)、表格和曲線由用戶定義打印輸出。

使用者可自由選擇生成報(bào)表或曲線的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理及保護(hù)。

6.6.9.數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能：具備服務(wù)器功能與上位機(jī)SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition，

數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）系統(tǒng)通訊，支持MODBUSTCP等通用協(xié)議遠(yuǎn)傳。

6.6.10.界面組態(tài)：用戶可自行組態(tài)畫(huà)面內(nèi)容。

6.6.11.以上功能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的配置界面，無(wú)需編程，采用對(duì)象化選擇和配置操作，可以根據(jù)用戶需求進(jìn)

行不斷更新和優(yōu)化。

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)提出。

本文件由中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)歸口。

本文件起草單位：西南大學(xué)、東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司、重慶勤智科技有限公司、重慶匯智

能源有限公司、國(guó)家電投集團(tuán)重慶白鶴電力有限公司、重慶大學(xué)。

本文件主要起草人：李華青、石亞偉、陳孟鋼、李傳東、鐸良、李勇、王慧維、熊海靈、董滔、汪

松、侯春生、呂慶國(guó)、蒲良毅、黃小冬、黃勇、廖金波、鄭李逢、李駿、冉亮、王政、朱文文、羅勇、

肖新華、胡錦輝、程胡強(qiáng)、吳永輝、孫健、劉東卓、羅臻。

本文件為首次發(fā)布。

T/CIXXX-2023

大型發(fā)電機(jī)非侵入式實(shí)時(shí)故障診斷與

預(yù)警技術(shù)規(guī)范

1適用范圍

本文件規(guī)定了大型發(fā)電機(jī)故障診斷和預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)備技術(shù)規(guī)范，包括技術(shù)的術(shù)語(yǔ)和定義、總體要求、

技術(shù)要求。

本文件適用于大型發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的非侵入式無(wú)緣無(wú)線故障檢修設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T7409.1-2008《同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)定義》

GB/T14394-2008《計(jì)算機(jī)軟件可靠性和可維護(hù)性管理》

DL/T1049-2007《發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》

NB/T20375-2016《核電廠安全重要熱電偶溫度計(jì)》

DL/T1246-2013《水電站設(shè)備狀態(tài)檢修管理導(dǎo)則》

DL/T838-2003《發(fā)電企業(yè)設(shè)備檢修導(dǎo)則》

JB/T8155-2017《電機(jī)用電刷運(yùn)行性能試驗(yàn)方法》

NB/T35042-2014《水力發(fā)電廠通信設(shè)計(jì)規(guī)范》

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T7409.1-2008界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4總體要求

4.1溫度測(cè)量性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的測(cè)量溫度范圍為30℃～120℃，偏差范圍為±3℃。

4.2碳刷長(zhǎng)度測(cè)量性能

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發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的測(cè)量長(zhǎng)度范圍為0mm～200mm，偏差范圍為±5mm。

5無(wú)線傳輸性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的集中器與無(wú)線感溫模塊無(wú)線通信距離不低于6米。

5.1系統(tǒng)耐溫性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的溫度傳感器在0℃～120℃溫度條件下正常工作，控制發(fā)送器在0℃～

75℃溫度條件下正常工作。

5.2殼體耐溫性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)送器殼體在150℃環(huán)境下1小時(shí)，不起火且外觀無(wú)變形和損壞。

5.3殼體絕緣耐壓性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)送器輸入端對(duì)殼體絕緣電阻不低于5MΩ；故障診斷系統(tǒng)控制發(fā)送器

輸入端對(duì)殼體可承受交流電1500V/50Hz歷時(shí)1分鐘的耐壓試驗(yàn)，設(shè)備無(wú)擊穿及元件損壞現(xiàn)象。

5.4電流檢測(cè)性能

發(fā)電機(jī)故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)的勵(lì)磁電流測(cè)量范圍為0～200A，偏差范圍為±3%。

6技術(shù)要求

6.1勵(lì)磁電流檢測(cè)

6.1.1勵(lì)磁電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括依次連接的碳刷電流采集單元、前端數(shù)據(jù)采集器、服務(wù)器和功率采集器。

6.1.2碳刷電流采集單元利用霍爾電流傳感器采集發(fā)電機(jī)碳刷的電流信號(hào)，每個(gè)碳刷采集單元對(duì)應(yīng)一

個(gè)碳刷。

6.1.3前端數(shù)據(jù)采集器獲取各碳刷電流采集單元的碳刷電流信號(hào)，并計(jì)算得到所有碳刷電流信號(hào)和電

流總和，得到整體及單獨(dú)每個(gè)碳刷電流的信號(hào)特征。

6.1.4功率采集器采集發(fā)電機(jī)的輸出參數(shù)。

6.1.5服務(wù)器用于處理勵(lì)磁電流特性與發(fā)電機(jī)輸出電參數(shù)的關(guān)系，判斷電流總和與輸出功率信號(hào)的對(duì)

應(yīng)關(guān)系是否在正常范圍內(nèi)，若比較得出電流總和與輸出功率信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系不在正常范圍內(nèi)則產(chǎn)生報(bào)警

信號(hào)報(bào)警。

6.1.6整個(gè)系統(tǒng)采用無(wú)線同步時(shí)鐘單元，用于整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步采集。該基于同步采樣的數(shù)據(jù)處理能

消除單個(gè)碳刷的差異對(duì)勵(lì)磁電流的影響，得出反映出整體有效勵(lì)磁電流的實(shí)時(shí)變化。

6.2碳刷磨損狀態(tài)采集

6.2.1.在碳刷握把安裝的通道兩側(cè)都噴涂絕緣材料的金屬板，以兩塊金屬板、金屬板之間的介質(zhì)（碳

刷及相鄰的空氣介質(zhì)）組成電容模型A。

6.2.2.在碳刷旁設(shè)置參考電容模型B。

6.2.3.當(dāng)碳刷磨損后其長(zhǎng)度發(fā)生變化，碳刷原來(lái)的部分位置變成了空氣介質(zhì)，對(duì)電容而言原本良好的

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導(dǎo)電介質(zhì)碳刷變成了絕緣的空氣介質(zhì)，其電容的大小將發(fā)生變化，外部監(jiān)測(cè)裝置