水轮发电机组状态在线监测系统应具备数据分析的能力，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：应提供数据导入/导出和离线分析功能。

5.2.2.1振动、摆度

5.2.2.2轴向位移

火力发电厂标准规范范本态在线监测系统应自动对大轴轴向位置的变化送

5.2.2.3压力脉动

水轮发电机组状态在线监测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 进行分析。

5.2.2.4空气间隙

水轮发电机组状态在线监测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。

5.2.2.5磁通密度

水轮发电机组状态在线监测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 密度等特征参数，提供磁通密度与工况参数的关系和相同工况下磁通密度的长期变化趋势，辅耳 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

5.2.2.6局部放电

水轮发电机组状态在线监测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 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，分析判断出月 的大致发生部位。

a）数据服务器的数据库应采用数据压缩技术，存储至少两年的机组稳态、暂态过程（包括瞬态） 数据和录波数据；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15min的采样数 据，以满足系统状态分析需要。 6 数据库应自动管理数据，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；应提供自动和手动全备份、增量备 份数据的功能。 C） 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。 d 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。 e） 系统应具备数据下载功能，根据数据检索条件下载相关数据

水轮发电机组状态在线监测系统应按 生利运行统设定正。 出现扣 报警逻维和报整定值应能通过软件组态设管。

5.2.5运行工况分析

水轮发电机组状态在线监测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

限制运行区和禁止运行区提供技术依据，供机组优化运行参考，机组进入限制运行区或禁止运行区时应 及时报警，并跟踪机组主要状态监测量的变化情况，

水轮发电机组状态在线 异常现象进行人工辅助诊断，并通 过历史数据趋势分析进行预警， 是供决策参考

水轮发电机组状态在线监测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。

5.2.8辅助试验功能

水轮发电机组状态在线监测系统应损 盘车试验、稳定性试验以及确定机组稳定运行 功能，以及提供平衡计算、相对效率及耗水率计算等功能。

水轮发电机组状态在线监测系统宜具有通过网络实现远程实时在线监测分析的功能。

5.2.10人机接口要求

水轮发电机组状态在线监测系统应通过以下设备完成画面显示、打印制表、设置参数及维护管理等 人机接口功能。 a）工程师站、打印机等。 b 现地数据采集单元。 便携式维护设备。 5.2.11 工程师站基本功能 a) 系统生成和启动。 b 系统故障诊断功能。 c） 系统维护管理。 面而编制租报告格的生成

5.2.12数据服务器基本功能

存储和管理电广各机组的状态监测数据，监测、分析机组状态。 5.2.13Web服务器基本功能

用于以Web方式向电厂 同城网

水轮发电机组状态在线监测系统应能与电广计算机监控系统、厂内信息管理系统通信，通 符合电力二次系统安全防护的要求；数据采集单元之间应能实现通信，传送相互之间所需要的 水轮发电机组状态在线监测系统应具有电站时钟同步功能，实现系统内各节点的时钟同步

5.2.15系统自诊断及自恢复

水轮发电机组状态在线监测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！ 动报警。对于完余设备，应自动无扰切换到备用设备。 自恢复功能，包括软件及硬件的监控定时器（看门狗）及自启动功能。 掉电保护功能。

5.3.1 系统基本结构

轮发电机组状态在线监测系统应采用开放、分层分布式系统结构，一般由传感器单元、数据采

辑总线结构）。参见附录B。

5.3.2.1传感器单元

传感器单元指状态在线监测系统所用到的各种传感器及其附属设备。常用的传感器型式如下：电涡 流传感器、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、差压变送器、电容 耦合器等。

5.3.2.2数据采集单元

数据采集单元应具有不依赖上位机进行现地监测、分析和试验功能，能对状态监测量、运行工况参 数及过程量参数进行数据采集、处理和分析，并能以图形、图表和曲线等方式进行显示。数据采集单元 应包含数据采集装置、相关软件、传感器供电电源、显示器、屏柜等。

5.3.2.3上位机单元

上位机单元一般包括数据服务器、工程师工作站、Web服务器、网络设备以及打印机等设备，必要 时可配置专用通信服务器。 a）数据服务器：用于存储和管理机组的状态监测数据，对状态数据进行分析。全产应配置一台， 必要时可配置两台。 b） 工程师工作站：用于系统维护管理、人机接口。全厂应配置一台，必要时可配置两台。 c） Web服务器：以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，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，应采用光纤通信。 e 网络安全装置：状态在线监测系统与电站局域网等相连时，应配置满足电力二次系统安全防护 要求的网络安全装置

5.3.3.1键相测点

每台水轮发电机组应为状态在线监测系统设置一个键相测点。通常在被测机组主轴上设置10mm～ 5mm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1的位置处，键相传感器宜布置在厂房坐标+X方向。

5.3.3.2振动和摆度测点

a）立式混流式、混流可逆式机组。 1）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，非承重机架一般不设置垂直振动测点。定子 机座应设置1～2个水平振动测点、1个垂直振动测点，水平振动测点应设置在机座外 相应定子铁芯高度2/3处，垂直振动测点应设置在定子机座上部。 2） 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。 b）立式轴流式机组。 1 振动测点：应分别在上机架、下机架和顶盖处，设暨2个水平振动测点、12个垂直振 动测点，水平振动测点应互成90°径尚布置，非承重机架一股不设置垂置振动测点。定子 机座应设置12个水平振动测点、1个垂直振动测点。 2） 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°的2个摆 度测点，三组摆度测点方位应相同。 C 灯泡贯流式机组。

1）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

1）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

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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，轴 向振动测点应布置在轴承座靠发电机侧；有条件时可在灯泡体上设置1～2个径向振动测 点，也可在转轮室设置振动测点。 2）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。两组摆度测点方位应相同。 d）立式冲击式机组。 1）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。 2）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

5.3.3.3轴向位移测点

5.3.3.4压力脉动测点

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、项盖与转轮间设置1～ 2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（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。 压力脉动传感器应尽可能地靠近取压口，不能位于压力均压管上，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。

5.3.3.5定子铁芯振动测点

宜设置1～3组发电机定子铁芯振动测点，每组包括1个水平（径向）和1个垂直（轴 测点。 一亚柜

5.3.3.6发电机空气间隙测点

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、尺寸和定子铁芯高度等参数决 子铁芯内径小于7.5m时设置4个，大于及等于7.5m时应设置8个。定子铁芯高度大于2.75m时 在轴向分两层均勾布置。气隙传感器沿周向均匀布置，粘贴在定子铁芯内壁上。

5.3.3.7发电机磁通密度测点

3.3.8发电机局部放电

a）高压端耦合监测法（也称PDA法）：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。 b）中性点耦合法：在发电机中性点设置1个测点。

5.3.3.9发电机定子绕组端部振动测点

容量100MW及以上的混流式和可逆式机组，可设置3～6个发电机线棒端部振动测点，测 据发电机结构确定。测点宜设置在定子绕组线棒的端部。

5.3.4.1摆度和键相传感器

5.3.4.2振动传感器

5.3.4.3定子铁芯振动传感器

定子铁芯振动测量宜采用防电磁干扰的速度或加速度型传感器。 5.3.4.3.1速度传感器主要性能指标要求如下： a） 频响范围：1Hz~1000Hz。 b） 线性测量范围：0mm/s~20mm/s（0~峰值）或0μm1000μm（峰一峰值）。 幅值非线性度：≤士5%。 d）工作温度：0℃~125℃。 5.3.4.3.2加速度传感器主要性能指标要求如下： a）频响范围：1Hz～1000Hz。 线性测量范围：土10g。 c) 幅值非线性度：≤±5%。 d 工作温度：0℃~125℃

5.3.4.4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，量程应满足机组轴向位移 限值的要求。

5.3.4.5压力脉动传感器

5.3.4.6空气间传感器

空气间隙传感器可采用平板电容式传感器，并配以相应的专用电缆和前置器。空气间隙传感

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置器主要性能指标要求如下： a）测量范围：0.5~1.5倍设计气隙值。 b) 非线性度：<2%。 频响范围：0Hz～1000Hz。 d) 温度漂移：<0.05%/℃。 e）工作温度： 1）传感器：0℃~125℃。 2）前置器：0℃~55℃。 f）相对湿度：<95%。 g）抗磁强度：1.5T。

置器主要性能指标要求如下： 测量范围：0.5~1.5倍设计气隙值。 b) 非线性度：<2%。 频响范围：0Hz～1000Hz。 d) 温度漂移：<0.05%/℃。 e）工作温度： 1）传感器：0℃~125℃。 2）前置器：0℃～55℃。 f）相对湿度：<95%。 。）抗磁强度：1.5T

5.3.4.7磁通密度传感器

磁通密度传感器可采用基于霍尔效应的平板磁感应式传感器，开配以相应的专用电缆和前 宵器。 通密度传感器、前置器主要性能指标要求如下： a） 线性量程：≥±1.5T。 b） 非线性度：<2%。 c） 工作温度： 1）传感器：0℃~125℃。 2)前置器：0℃~55℃。

5.3.4.8局部放电传感器

局部放电传感器可采用电容耦合器，也可采用其他适合的监测方式，应配置在线局放监测仪。装在 高压端的电容耦合器宜采用80pF的环氧云母电容器，耐压试验应满足GB/T24344标准要求（耐压、介 质损耗、耐电流，还要提出对机端设备的要求），且在该电压下其本身无局部放电。局放监测仪应能有 效地自动分离发电机局部放电信号和发电机外部噪声信号。局部放电传感器性能指标要求如下： a）频率测量范围：40MHz～350MHz。 b）标称电容值：80pF±4pF。 c）工作温度：0℃125℃。 d）电压等级：与发电机电压相匹配。

5.3.4.9传感器安装要求

a）传感器的安装和布置应不影响机组的安全可靠运行。 b）用于键相、摆度、轴向位移等测量的非接触式传感器的安装，应根据机组被测部位和传感器特 点，设计相应的传感器支架。支架要有足够的刚度，使传感器安装后支架的固有频率远大于被 测信号的最高频率。支架应采用焊接、螺接或粘贴方式固定在安装部位。 C 用于振动测量的速度传感器和加速度传感器的安装，应刚性连接在被测部件上。可根据传感器 的结构和尺寸设计安装底座，安装底座宜采用焊接方式永久固定在安装部位，对于不宜焊接的 部位采用粘贴或螺接方式固定。 d）压力脉动传感器宜靠近被测点安装，测压管应尽可能短并安装检修阀门和配置排气装置。 e） 空气间隙传感器和磁通密度传感器宜采用粘贴方式固定在定子内壁，粘胶应能在发电机工作温 度下长期稳定运行。传感器延伸电缆应贴近定子表面固定或从定子铁芯通风孔引出，不得碰及 转动部件、不得影响机组通风冷却。 局放电容耦合器应布置在绕组高压侧出线端、定子绕组母线汇流排附近，按照定时或定向噪声 分离技术的要求安装，其安装方式不得降低定子绕组的耐电压性能。局放监测仪的接地点应可 靠接地。 ）传感器供电应采用线性电源，避免使用开关电源直接供电。

5.3.5数据采集单元

5.3.5数据采集单元

5.3.5.1基本技术要求

5.3.5.2数据采集

5.3.5.5数据分析

5.3.5.6 主要技术指标

上位机单元应采用标准化、开放式的硬件结

5.3.6.1计算机设备

用于本系统的数据服务器配置应不低于下列要求： a）CPU字长：64位及以上。 b）时钟频率：≥2.0GHz。 c）浮点处理：硬件。 d) 内存容量：≥8.0GB，可扩展。 硬盘容量：不少于1TB，宜采用磁盘阵列管理。 f) 网络：按照电站组网方式配置。 g）接口：至少2个串口、2个USB接口

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。

5.3.6.2辅助设备

a）水轮发电机组状态在线监测系绕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，应采用光纤通信。 b 局域网必须符合工业通用的国际标准和规约，数据传输速率不小于100Mbit/s。 水轮发电机组状态在线监测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） 水轮发电机组状态在线监测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。

5.3.6.3人机接口

5.3.6.3.1显示器的要求

a）显示器屏幕尺寸不小于17in（43.18cm）。 b）分辨率不低于1024×768。 c）显示颜色：256色以上。 d）图像闪炼、泉动和失真应限制在不易察觉的程度内。

5.3.6.3.2键盘和鼠标的要求

5.3.6.3.3打印机的要习

a）交流电源： 1）输入电压变化：220（85%～115%）V。 2）输入频率变化：50（±4%）Hz。 b）直流电源： 输入电压变化：220（80%～115%）V；110（80%～115%）V。 5.3.7.2在外电源内阻小于0.12时，由水轮发电机组状态在线监测设备所产生的电噪声（1kHz~ 100kHz）在电源输入端上的峰一峰值电压应小于外部电源电压的1.5%。 5.3.7.3当输入电压下降到下限或正负极性颠倒时，水轮发电机组状态在线监测设备不应遭到破坏。 5.3.7.4水轮发电机组状态在线监测系统内部直流稳压电源应有过电压保护功能，并应提供电源故障报 警信号。

5.3.8.1机柜应适合水电厂使用环境。机柜的电磁屏蔽特性应保证水轮发电机组状态在线监测系统能正 常工作和不影响电厂其他设备的正常工作，盘柜应良好散热。 5.3.8.2应根据不同的使用场地考虑防尘措施，应采用密闭机柜和带过滤器的通风孔。放于现场的机柜 防护等级应不低于IP42。

5.3.9一般电气特性

a）交流回路外部端子对地的绝缘电阻应不小于10M2。

低压交流电源输入和低压交流电源输出端口抗

低压直流电源输入和低压直流电源输出端口折

表5功能接地端口抗扰度规范

b）当安装环境的辐射超过了设备允许的电磁兼容性极限时，应改善安装环境，使设备安装处的辑 射场在允许限值内，或者由制造单位采取特殊措施提高设备的电磁兼容性极限值，以适应特殊 环境的要求。

5.3.9.4噪声限制

水轮发电机组状态在线监测系统在正常工作时灌注桩标准规范范本，距离工程师站或服务器1m处所产生的噪声应小于 70dB；距离其他设备1m处所产生的噪声应小于60dB。

5.3.9.5防雷保护

应符合GB/T3482要求！

3.10.2为了避免产生接地环流或接地噪声干扰，同时为了设备的安全防护，水轮发电机组状态在线 盗测系统设备的外壳、交流电源、逻辑回路、信号回路和电缆屏蔽层必须按如下原则接地： a）设备外壳或裸露的非载流的金属部分必须接地。 b）经过隔离的交流电源电压超过150V时必须接地。 c） 未隔离开的所有计算机直流回路（包括直流电源、逻辑回路、信号回路）中一般只应有一个接 地点。 d）未隔离开的所有计算机直流电路中共地回路如有两点或多点接地时，其任意两接地点的地电位

差在任何时候均不能大于设备所允许的噪声。 任一机柜（或一套装置）内全部对外接口设备有隔离时，机柜外壳、交流电源、计算机直流电 路和电缆屏蔽层应在该机柜内共一点接地。计算机逻辑回路在机柜内应只有一点同机柜的公共 接地点连接。 f 在一个设备中，或在邻近设备中的接地不应有两个独立的接地网。 g 信号和电缆屏蔽层的接地应考虑相应传感器或其他连接设备的接地点，避免两点接地，并且尽 可能选择在水轮发电机组状态在线监测系统接收端接地。 5.3.10.3水轮发电机组状态在线监测系统所属设备柜内接地线应尽量短，柜内的公共接地板应采用截 面大于50mm的铜条。 5.3.10.4机柜或箱壳的接地点必须经良好耐久的金属接触点接地。 5.3.10.5水轮发电机组状态在线监测系绕所属设备使用测试仪器时，该设备应为测试仪器提供电源连 接和接地连接，

5.4.1.1操作系统应是实时多任务系统、分时操作系统、多用户多线程系统。

.1.2操作系统应满足如下要求： a 操作系统应具有以优先权为基础的任务调度算法，资源管理分配以及任务间通信和控制手段， 优先级至少有32级。 b） 应具有对输入、输出设备的直接控制能力。 c 能执行诊断检查，自动切除故障。 d）对系统的启动、终止、监视、组态和其他联机活动应有交互式语言和命令程序支持。 e） 用于大型电站中服务器的操作系统应支持集群功能。 f 应具有分级安全管理功能。 g 支持多种高级语言软件开发平台。 h) 文件管理系统采用层次文件结构和多重保护机制，提供文件控制功能，包括文件的打开、关闭、 读出和记录等基本存取方法。

5.4.2.1系统应配备成熟适用的支持软件。 5.4.2.2必要的编译软件，包括标准的汇编语言编译程序、高级语言编译程序等。 5.4.2.3系统时钟同步软件。

5.4.3.1水轮发电机组状态在线监测系统应提供用于完成5.2所述功能的应用软件。 5.4.3.2应采用结构式模块化软件铁路工程施工组织设计，功能软件模块或任务模块应具备完整性和独立性。 5.4.3.3软件环境的设计应使用户能安全地实现应用软件的补充、修改或移植。