2024年4月1日发(作者：桓云溪)
运行核电机组TSI系统增设TDM装置的实践应用
周巧婵
【摘 要】本文介绍了秦三厂汽轮机监测系统(TSI系统)的不足,阐述了增加汽轮发电
机组在线状态监测与故障诊断分析装置(TDM装置)的系统优化方案,及秦三厂增设
TDM装置的实施,最后通过实施效果说明汽轮发电机组采用"TSI系统"+"TDM装
置"的"监护"方式,不但能够全面掌握汽轮发电机组的运转状态,而且可以为设备的故
障诊断及预防性维修提供有效依据.
【期刊名称】《仪器仪表用户》
【年(卷),期】2017(024)010
【总页数】5页(P81-85)
【关键词】状态监测;故障诊断;汽轮发电机组在线状态监测与故障诊断分析装置;特
征图谱
【作 者】周巧婵
【作者单位】中核核电运行管理有限公司,浙江 海盐 314300
【正文语种】中 文
【中图分类】TM623
汽轮发电机是电站的主要、关键设备，为了能够随时、准确地了解机组的运行状态，
需要设置可靠、精确的汽轮机监测系统（Turbine,Supervisory,Instrumentation
System，以下简称TSI系统）：一方面，可以监测机器工作状态，及时指出设备
是否出现非正常的运行状态，并在超出预置的报警值时发出警报和自动保护动作，
以达到保护机器的目的；另一方面，可以提供较为完整的数据监测、分析、采集、
储存系统，提供机械状况发展趋势数据，积累机器在正常运转时所监测的历史数据，
从比较中发现可能的潜在故障，以便于在问题达到报警级别以前调查出它的发展趋
势[1]。
传统TSI系统所监测的基本参数有动态运行（振动）参数和静态（位置测量）参数
两种。其中传统TSI系统监测的静态参数满足机组监测需求，但动态参数即振动监
测仅能监测当前机组工作状态、振动峰峰值和gap电压，缺乏对机组振动数据的
分析，如振动波形、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，无法把监测数据根
据不同的坐标绘制出振动分析时需要的图谱；而且由于受电站数据显示系统（PI
系统）采样频率的限制，无法提供足够详细的机组振动信息。所以TSI系统的振动
监测部分仅能发挥基本的监测和保护作用，不能起到深入分析机组运行状态、诊断
机组故障的作用。
因此，需要完善TSI系统振动监测的数据分析功能，为汽轮机的运行可靠性分析和
故障诊断分析提供良好的平台。
TSI系统测点布置和测量物理量的选择是汽轮机制造厂家依照长期运行的经验和汽
轮机的具体结构特点而设置的，目的是为了有效地监视汽轮机的状态参数。
中核核电运行管理有限公司秦三厂（以下简称秦三厂）两台机组均采用日立公司生
产的TC4F-52型728MW汽轮发电机组，整个轴系由高压转子、低压转子、发电
机转子组成，共有8个轴承。该机组设置了8个轴振测点，分别分布在8个轴承
附近，机组采用振动位移作为其测试物理量，实时监测转子振动情况。机组原设计
每个振动测点只有X方向1个振动探头，从机头方向看，在垂直右侧30°安装。
由于轴在垂直方向和水平方向的振动并没有必然的内在联系，为了振动监测的完整
性，在103大修和203大修中，分别在两台机组汽机侧（即1#至6#轴承）的6
个轴振测点各加装了1个振动监测探头，从机头方向看，安装在垂直左侧60°方向
处。至此，汽机侧1号～6号6个轴振测点具备了X和Y两个方向的振动监测，
发电机侧7号～8号两个轴振测点只有X方向的振动监测。
机组还设有一个键相测点，位于2#轴承附近，用于测量振动相位。该机组的键相
器为键凸，安装角度与8个水平方向轴振探头相同。此外，机组还设置了1个缸
胀监测、3个转速监测、1个偏心监测、1个高压缸差胀监测、1个轴位移监测、1
个低压缸差胀监测。秦三厂TSI系统监测测点分布示意图如图1所示。
秦三厂TSI系统采用日本SHINKAWA公司的产品，系统由VK系列探头、前置器、
VM系列仪表卡件和隔离器等组成。监测通道组成如图2所示。
下面以振动监测通道为例说明系统监测通道工作：
VK-202A涡流探头固定于轴承座之上，测量转子相对轴承座的振动位移，将反映
振动位移的负电压信号送到振动监视器卡件VM-5K，经过卡件处理之后以数字和
柱状图的形式显示振动的通频值，同时输出0.9V～4.5V的电压信号经隔离器转换
为4mA～20mA的电流信号，送到电站控制计算机系统（简称为DCC）进行数据
采集、储存。当监视器卡件输入大于系统预先设置的警告报警值175μm或危险报
警值250μm时，触发振动高警报或自动保护动作，同时将报警信息送到DCC系
统。
两台机组经过十多年的稳定运行，证明制造厂配备的TSI系统可以连续监测汽轮发
电机转子和汽缸的机械运行参数，并在超出预置的极限值时发出报警，达到保护汽
轮发电机的目的。但由于TSI系统仅提供的机组振动信号是最基本的通频值，无法
提供振动瞬态数据和稳态数据的特征图谱，不能为机组的故障诊断和预测维修提供
依据。目前为止，秦三厂两台汽轮发电机组曾经出现几次振动故障，现在部分振动
故障原因依然没有查明。为此有必要对TSI系统进行必要的优化，提高对机组状态
的监管和故障诊断能力。
为弥补TSI系统功能不足，获取分析机组运行状态和诊断机组故障的振动特征图谱，
拟增加“汽轮发电机组在线状态监测与故障诊断分析装置”（即
Turbine,Diagnosis Management 装置，简称为TDM装置）。本装置可以弥补
TSI系统的不足，同时不参与机组控制，不作为运行人员的判断标准。
经多方咨询研究，最终采用阿尔斯通创为实公司的S8000系统，该TDM装置能
“主动”对有诊断价值的振动数据进行采集、分析和贮存，获取包括转速、振动波
形、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，并将这些数据转化成易于分析和诊
断的振动特征图如频谱图、时基/Obrit图、全频谱图等，提供故障诊断特征数据
及特征图谱。而且该系统可以最大限度保留机组的趋势、历史以及启停机数据等，
为机器事故征兆的预诊断提供重要的数据资料。
S8000系统由数据采集器（DAU8000）、中心服务器（WEB8000）、厂内局域
网及各浏览站组成。
其系统结构如图3所示。
数据采集器DAU8000从TSI卡件取得原始缓冲振动输出信号，进行数据采集和
分析处理。并通过局域网TCP/IP通讯将原始数据以及特征值数据传输给中心服务
器。中心服务器WEB8000负责数据的存储和管理、数据的网上传输与发布，同
时负责对DAU8000的设置与管理以及其它的信息管理。厂内局域网及各浏览站
只要获得授权，就可以直接输入Web8000的IP地址来查阅和监视机组的运行状
态，而不需要在用户的计算机内安装任何软件。
S8000 系统具有如下特点：
1）安装方便：可以方便地在已运行电站现场安装，来自现场仪表、TSI系统、
DCS等信号能方便接入S8000系统。
2）强大的远程功能：基于internet网络的B/S数据传输结构，浏览用户不用安装
任何专用软件均可以直接通过IE进行数据浏览，而且高保真压缩功能可确保数据
的处理速率及浏览的刷新速度。
3）丰富的诊断图谱：4大类28种图谱，满足诊断需求。而且采用人性化的全中
文界面，各种不同图谱能很方便地进行切换。
4）诊断数据全面：灵敏监测数据存储技术，存储有诊断价值的数据，同时又可以
舍弃掉机组正常运行时的无价值数据，节约存储空间。
5）启停机过程自动记录功能：对启停机过程有自动记录功能，无论机组是计划启
停机或是意外停机，S8000系统均可以自动判别机组是否进入启停机状态，系统
采用基于全过程录波的机组启停机数据采集方案，完整保留启停机过程中转子动特
性数据及过程量信息。
6）稳定性好，易维护：采用All in one设计的专用现场数据采集站，采用FPGA
固件技术，Linux嵌入式操作系统，真正做到免维护。
7）兼容性、扩展性好：板卡分布式网络结构，能方便地进行系统扩展[2]。
● 测点选择
◆ 一个键相测点：键相信号来自于TSI系统VM-5P0键相卡件1-64111-XM5327
的缓冲输出端子，通过专用键相接线端子板与数据采集器现场监测站连接。
◆ 14个轴振测点：汽轮发电机组1#～8#轴振X向振动信号、1#～6#,轴振Y向振
动信号，这些信号均来自于TSI系统VM-5K振动监测卡件缓冲输出端子，通过专
用振动接线端子板与数据采集器现场监测站连接。
◆ 1个轴位移信号：轴位移信号来自于TSI系统VM-5T轴位移监测卡件2-
64111-ZM5325的缓冲端口输出，通过专用过程量接线端子板与数据采集器现场
监测站连接。
● S8000系统硬件配置
◆ 3块接线端子板：S8000通过硬接线从VM-5板卡后端的buffer和com端子
引出与原始信号一致的隔离（与卡件本身安全隔离）缓冲信号到接线端子模块。1
个键相信号接入键相信号通用端子板，14个轴振信号接入动态信号通用端子板
（动态信号通用端子板共有24个通道），1个轴位移接入静态信号通用端子板，
各信号接入相应的通用接线板后，再通过50芯电缆将信号送至数据采集器。
◆ 1台数据采集器：数据采集器配置6块振动卡（2块备用）、1块键相卡、1块
过程卡。数据采集器进行实时的信号处理，并通过以太网通讯传输给中心服务器存
储。
◆ 1台中心服务器：中心服务器由高性能的专业服务器和相应软件组成，对数据采
集站统一管理，负责存贮数据采集站采集的历史数据、趋势数据等。中心服务器要
实时存贮采集的机组数据，需要长期不间断运行，故采用了DELL440专用数据服
务器（能够满足系统长期稳定运行的需要）。
◆ 现场网络情况：放置在主控设备间的中心服务器通过与厂内局域网联接，使局域
网内指定用户可以直接访问系统界面。还需为本系统提供INTERNET网络接口，
使系统具备远程诊断的功能。
◆ 电源配置：数据采集器和中心服务器应由电源柜内独立稳定的
120±10VAC/50Hz交流UPS不间断电源供电，以保证系统长期稳定运行的需要。
S8000与TSI系统结构图如图4所示。
S8000系统数据采集器、中心服务器放置于主控室设备间S328内的盘柜64100-
PL5004#1内。敷设线路时要注意14个振动信号、1个键相信号、1个轴位移信
号均为弱信号，需要避开强干扰。所有信号均采用硬接线的双端输入方式从TSI系
统卡件缓冲输出端子接到接线端子板，然后再由50芯监测信号专用电缆送到
PWR8000现场采集站的相应接口，进行实时的数字处理。中心服务器到厂内局域
网络接口间敷设网络双绞线，盘柜64100-PL5004#1内需要网络出口资源。
S8000系统IP地址设置：
S8000系统中的DAU8000、WEB8000及各浏览分站均通过TCP/IP协议彼此交
换数据，本系统在使用前需要重新设置IP地址，包括数据采集器的IP地址设置和
中心服务器的IP地址设置。设置完成之后，重新启动DAU8000，设置才能生效。
● S8000系统用户设置
S8000系统用户设置包括以下两类设置。
第一类：设备档案管理、用户表、专家系统知识库、故障案例查询。设备档案管理
是用户通过界面对S8000系统的应用行业、所在工厂、监测机组进行整体配置。
用户列表设置可以进行用户设置，列表中已存在3个用户，分别为admin_s管理
员用户、s8k_s高级用户和guest_s普通用户，管理员级用户可以根据实际要求对
各用户的权限编辑并进行用户的增减。专家系统知识库和故障案例查询在出厂已经
完成设置。
第二类：DAU,设置、其它通道设置、总貌图设置。其中DAU设置主要根据机组
特点、一次仪表的性能和安装特点来进行键相设置、振动通道设置和过程通道设置，
只有管理员才有权限对DAU设置进行修改，界面如图5所示。DAU8000必须完
成这些通道设置，才能保证系统工作正常。比如：进行键相设置时，在键相设置界
面左侧有一个键相列表，用户选中所要设置的键相通道，然后根据菜单内容进行设
置即可。
改进后的TSI系统同时具有设备监测和故障诊断两个功能。它补充了原有TSI系统
中没有配备的在线分析软件功能，为设备故障诊断、设备维护提供了大量有用信息，
根据这些信息，可以分析出机组的运行状况，一旦出现故障苗头，能够及早发现，
及早处理；对已经出现的故障，能够大致判断故障发展态势，了解运行状况的变化
趋势，做到心中有数。
目前，本系统可以提供3大类27种通用图谱分析功能供机组诊断维护人员使用，
具体有：14种常规图谱（振动趋势图、波形频谱图、轴心轨迹图、轴心位置图
等）、5种起停机专用图谱（波德图、奈奎斯特图、频谱瀑布图等）、8种统计报
表及日记。而且设备管理和诊断维护人员无须在个人计算机上安装任何系统软件，
仅需访问远程监测中心网站就可以“随时、随地、实时”地得到所需要的机组管理
信息以及机组的运行状态数据。有利于及时准确查明振动异常原因，及早探知到引
发事故发生的不利因素（能及时有效消除掉该不利因素，事故自然就可避免），还
可尽早发现事故（便于及时采取措施、防止事故愈发恶劣）。
S8000系统还可以自动识别机组是否已经进入启机过程，并生成启机特征数据。
利用测试数据分析后可以确认机组各轴承的工作状态是否正常、评定机组检修质量；
从机组升速过程的Bode图中还可确定轴系的临界转速，与以往启动中的轴振曲线
比较分析机组临界转速有无大的变化，若有变化则分析其原因。另外，收集积累机
组检修后的轴系振动数据，有利于掌握机组轴系振动的历史状况，便于分析与处理
机组发生的振动故障，使机组检修与故障处理更具针对性，对提高机组的可靠性具
有重要意义。并且S8000系统可以为建立故障诊断案例库，提供了多种设备管理、
交流和学习功能。
通过TSI系统优化，提升了汽轮发电机组设备管理水平，摆脱了过去那种经验式、
文本式的设备管理状态，主要表现在：
1）汽轮发电机组采用TSI系统+TDM装置的“监护”方式。数据采样频率更高，
同时生成各种诊断图谱。在监测数据积累的基础上，结合特征图谱，可以对汽轮机
的运行状态进行趋势分析和状态预报，全面掌握汽轮发电机的运行状态，为机组的
正常运行提供有力的保障。
2）建立了用数据为依据的设备档案即有了设备的病历。可以用日常运行的振动数
据补充设备档案数据库，并以此为依据，科学决策设备的预防性检修计划、大修计
划以及设备报废计划，建立更为合理的维修备件管理体系。为汽轮机的预测性维修
计划、大修计划及设备报废计划提供技术指导。
3）系统采用基于B/S结构的数据传输技术，保证局域网内指定用户无需安装专用
软件，就可以看到设备运行的实时刷新的各种分析图谱，对机组的分析诊断能做到
“随时随地”。
4）系统采用“灵敏监测”数据存储技术，保证有诊断价值的数据多保留，无价值
的数据少保留[3]。
经过这几年的运行检验，秦三厂汽轮发电机组采用TSI系统+TDM装置的监测方
式是很有必要的，该监测方式能对设备的动态精度进行较为准确的评价，也能为设
备的故障诊断及预防性维修提供有效依据。
【相关文献】
[1]杨志伊,郑文.设备状态监测与故障诊断[M].北京：中国计划出版社,2006.
[2]S8000大型旋转机械在线状态监测和分析系统监测分站使用手册[Z].深圳市创为实测控技术有限
公司.2012.
[3]孙玮,唐培全,杨文强.汽轮机监测系统(TSI)现场噪音干扰及其抑制[J].化工自动化及仪
表,2006,33(1):67-69.
2024年4月1日发(作者：桓云溪)
运行核电机组TSI系统增设TDM装置的实践应用
周巧婵
【摘 要】本文介绍了秦三厂汽轮机监测系统(TSI系统)的不足,阐述了增加汽轮发电
机组在线状态监测与故障诊断分析装置(TDM装置)的系统优化方案,及秦三厂增设
TDM装置的实施,最后通过实施效果说明汽轮发电机组采用"TSI系统"+"TDM装
置"的"监护"方式,不但能够全面掌握汽轮发电机组的运转状态,而且可以为设备的故
障诊断及预防性维修提供有效依据.
【期刊名称】《仪器仪表用户》
【年(卷),期】2017(024)010
【总页数】5页(P81-85)
【关键词】状态监测;故障诊断;汽轮发电机组在线状态监测与故障诊断分析装置;特
征图谱
【作 者】周巧婵
【作者单位】中核核电运行管理有限公司,浙江 海盐 314300
【正文语种】中 文
【中图分类】TM623
汽轮发电机是电站的主要、关键设备，为了能够随时、准确地了解机组的运行状态，
需要设置可靠、精确的汽轮机监测系统（Turbine,Supervisory,Instrumentation
System，以下简称TSI系统）：一方面，可以监测机器工作状态，及时指出设备
是否出现非正常的运行状态，并在超出预置的报警值时发出警报和自动保护动作，
以达到保护机器的目的；另一方面，可以提供较为完整的数据监测、分析、采集、
储存系统，提供机械状况发展趋势数据，积累机器在正常运转时所监测的历史数据，
从比较中发现可能的潜在故障，以便于在问题达到报警级别以前调查出它的发展趋
势[1]。
传统TSI系统所监测的基本参数有动态运行（振动）参数和静态（位置测量）参数
两种。其中传统TSI系统监测的静态参数满足机组监测需求，但动态参数即振动监
测仅能监测当前机组工作状态、振动峰峰值和gap电压，缺乏对机组振动数据的
分析，如振动波形、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，无法把监测数据根
据不同的坐标绘制出振动分析时需要的图谱；而且由于受电站数据显示系统（PI
系统）采样频率的限制，无法提供足够详细的机组振动信息。所以TSI系统的振动
监测部分仅能发挥基本的监测和保护作用，不能起到深入分析机组运行状态、诊断
机组故障的作用。
因此，需要完善TSI系统振动监测的数据分析功能，为汽轮机的运行可靠性分析和
故障诊断分析提供良好的平台。
TSI系统测点布置和测量物理量的选择是汽轮机制造厂家依照长期运行的经验和汽
轮机的具体结构特点而设置的，目的是为了有效地监视汽轮机的状态参数。
中核核电运行管理有限公司秦三厂（以下简称秦三厂）两台机组均采用日立公司生
产的TC4F-52型728MW汽轮发电机组，整个轴系由高压转子、低压转子、发电
机转子组成，共有8个轴承。该机组设置了8个轴振测点，分别分布在8个轴承
附近，机组采用振动位移作为其测试物理量，实时监测转子振动情况。机组原设计
每个振动测点只有X方向1个振动探头，从机头方向看，在垂直右侧30°安装。
由于轴在垂直方向和水平方向的振动并没有必然的内在联系，为了振动监测的完整
性，在103大修和203大修中，分别在两台机组汽机侧（即1#至6#轴承）的6
个轴振测点各加装了1个振动监测探头，从机头方向看，安装在垂直左侧60°方向
处。至此，汽机侧1号～6号6个轴振测点具备了X和Y两个方向的振动监测，
发电机侧7号～8号两个轴振测点只有X方向的振动监测。
机组还设有一个键相测点，位于2#轴承附近，用于测量振动相位。该机组的键相
器为键凸，安装角度与8个水平方向轴振探头相同。此外，机组还设置了1个缸
胀监测、3个转速监测、1个偏心监测、1个高压缸差胀监测、1个轴位移监测、1
个低压缸差胀监测。秦三厂TSI系统监测测点分布示意图如图1所示。
秦三厂TSI系统采用日本SHINKAWA公司的产品，系统由VK系列探头、前置器、
VM系列仪表卡件和隔离器等组成。监测通道组成如图2所示。
下面以振动监测通道为例说明系统监测通道工作：
VK-202A涡流探头固定于轴承座之上，测量转子相对轴承座的振动位移，将反映
振动位移的负电压信号送到振动监视器卡件VM-5K，经过卡件处理之后以数字和
柱状图的形式显示振动的通频值，同时输出0.9V～4.5V的电压信号经隔离器转换
为4mA～20mA的电流信号，送到电站控制计算机系统（简称为DCC）进行数据
采集、储存。当监视器卡件输入大于系统预先设置的警告报警值175μm或危险报
警值250μm时，触发振动高警报或自动保护动作，同时将报警信息送到DCC系
统。
两台机组经过十多年的稳定运行，证明制造厂配备的TSI系统可以连续监测汽轮发
电机转子和汽缸的机械运行参数，并在超出预置的极限值时发出报警，达到保护汽
轮发电机的目的。但由于TSI系统仅提供的机组振动信号是最基本的通频值，无法
提供振动瞬态数据和稳态数据的特征图谱，不能为机组的故障诊断和预测维修提供
依据。目前为止，秦三厂两台汽轮发电机组曾经出现几次振动故障，现在部分振动
故障原因依然没有查明。为此有必要对TSI系统进行必要的优化，提高对机组状态
的监管和故障诊断能力。
为弥补TSI系统功能不足，获取分析机组运行状态和诊断机组故障的振动特征图谱，
拟增加“汽轮发电机组在线状态监测与故障诊断分析装置”（即
Turbine,Diagnosis Management 装置，简称为TDM装置）。本装置可以弥补
TSI系统的不足，同时不参与机组控制，不作为运行人员的判断标准。
经多方咨询研究，最终采用阿尔斯通创为实公司的S8000系统，该TDM装置能
“主动”对有诊断价值的振动数据进行采集、分析和贮存，获取包括转速、振动波
形、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，并将这些数据转化成易于分析和诊
断的振动特征图如频谱图、时基/Obrit图、全频谱图等，提供故障诊断特征数据
及特征图谱。而且该系统可以最大限度保留机组的趋势、历史以及启停机数据等，
为机器事故征兆的预诊断提供重要的数据资料。
S8000系统由数据采集器（DAU8000）、中心服务器（WEB8000）、厂内局域
网及各浏览站组成。
其系统结构如图3所示。
数据采集器DAU8000从TSI卡件取得原始缓冲振动输出信号，进行数据采集和
分析处理。并通过局域网TCP/IP通讯将原始数据以及特征值数据传输给中心服务
器。中心服务器WEB8000负责数据的存储和管理、数据的网上传输与发布，同
时负责对DAU8000的设置与管理以及其它的信息管理。厂内局域网及各浏览站
只要获得授权，就可以直接输入Web8000的IP地址来查阅和监视机组的运行状
态，而不需要在用户的计算机内安装任何软件。
S8000 系统具有如下特点：
1）安装方便：可以方便地在已运行电站现场安装，来自现场仪表、TSI系统、
DCS等信号能方便接入S8000系统。
2）强大的远程功能：基于internet网络的B/S数据传输结构，浏览用户不用安装
任何专用软件均可以直接通过IE进行数据浏览，而且高保真压缩功能可确保数据
的处理速率及浏览的刷新速度。
3）丰富的诊断图谱：4大类28种图谱，满足诊断需求。而且采用人性化的全中
文界面，各种不同图谱能很方便地进行切换。
4）诊断数据全面：灵敏监测数据存储技术，存储有诊断价值的数据，同时又可以
舍弃掉机组正常运行时的无价值数据，节约存储空间。
5）启停机过程自动记录功能：对启停机过程有自动记录功能，无论机组是计划启
停机或是意外停机，S8000系统均可以自动判别机组是否进入启停机状态，系统
采用基于全过程录波的机组启停机数据采集方案，完整保留启停机过程中转子动特
性数据及过程量信息。
6）稳定性好，易维护：采用All in one设计的专用现场数据采集站，采用FPGA
固件技术，Linux嵌入式操作系统，真正做到免维护。
7）兼容性、扩展性好：板卡分布式网络结构，能方便地进行系统扩展[2]。
● 测点选择
◆ 一个键相测点：键相信号来自于TSI系统VM-5P0键相卡件1-64111-XM5327
的缓冲输出端子，通过专用键相接线端子板与数据采集器现场监测站连接。
◆ 14个轴振测点：汽轮发电机组1#～8#轴振X向振动信号、1#～6#,轴振Y向振
动信号，这些信号均来自于TSI系统VM-5K振动监测卡件缓冲输出端子，通过专
用振动接线端子板与数据采集器现场监测站连接。
◆ 1个轴位移信号：轴位移信号来自于TSI系统VM-5T轴位移监测卡件2-
64111-ZM5325的缓冲端口输出，通过专用过程量接线端子板与数据采集器现场
监测站连接。
● S8000系统硬件配置
◆ 3块接线端子板：S8000通过硬接线从VM-5板卡后端的buffer和com端子
引出与原始信号一致的隔离（与卡件本身安全隔离）缓冲信号到接线端子模块。1
个键相信号接入键相信号通用端子板，14个轴振信号接入动态信号通用端子板
（动态信号通用端子板共有24个通道），1个轴位移接入静态信号通用端子板，
各信号接入相应的通用接线板后，再通过50芯电缆将信号送至数据采集器。
◆ 1台数据采集器：数据采集器配置6块振动卡（2块备用）、1块键相卡、1块
过程卡。数据采集器进行实时的信号处理，并通过以太网通讯传输给中心服务器存
储。
◆ 1台中心服务器：中心服务器由高性能的专业服务器和相应软件组成，对数据采
集站统一管理，负责存贮数据采集站采集的历史数据、趋势数据等。中心服务器要
实时存贮采集的机组数据，需要长期不间断运行，故采用了DELL440专用数据服
务器（能够满足系统长期稳定运行的需要）。
◆ 现场网络情况：放置在主控设备间的中心服务器通过与厂内局域网联接，使局域
网内指定用户可以直接访问系统界面。还需为本系统提供INTERNET网络接口，
使系统具备远程诊断的功能。
◆ 电源配置：数据采集器和中心服务器应由电源柜内独立稳定的
120±10VAC/50Hz交流UPS不间断电源供电，以保证系统长期稳定运行的需要。
S8000与TSI系统结构图如图4所示。
S8000系统数据采集器、中心服务器放置于主控室设备间S328内的盘柜64100-
PL5004#1内。敷设线路时要注意14个振动信号、1个键相信号、1个轴位移信
号均为弱信号，需要避开强干扰。所有信号均采用硬接线的双端输入方式从TSI系
统卡件缓冲输出端子接到接线端子板，然后再由50芯监测信号专用电缆送到
PWR8000现场采集站的相应接口，进行实时的数字处理。中心服务器到厂内局域
网络接口间敷设网络双绞线，盘柜64100-PL5004#1内需要网络出口资源。
S8000系统IP地址设置：
S8000系统中的DAU8000、WEB8000及各浏览分站均通过TCP/IP协议彼此交
换数据，本系统在使用前需要重新设置IP地址，包括数据采集器的IP地址设置和
中心服务器的IP地址设置。设置完成之后，重新启动DAU8000，设置才能生效。
● S8000系统用户设置
S8000系统用户设置包括以下两类设置。
第一类：设备档案管理、用户表、专家系统知识库、故障案例查询。设备档案管理
是用户通过界面对S8000系统的应用行业、所在工厂、监测机组进行整体配置。
用户列表设置可以进行用户设置，列表中已存在3个用户，分别为admin_s管理
员用户、s8k_s高级用户和guest_s普通用户，管理员级用户可以根据实际要求对
各用户的权限编辑并进行用户的增减。专家系统知识库和故障案例查询在出厂已经
完成设置。
第二类：DAU,设置、其它通道设置、总貌图设置。其中DAU设置主要根据机组
特点、一次仪表的性能和安装特点来进行键相设置、振动通道设置和过程通道设置，
只有管理员才有权限对DAU设置进行修改，界面如图5所示。DAU8000必须完
成这些通道设置，才能保证系统工作正常。比如：进行键相设置时，在键相设置界
面左侧有一个键相列表，用户选中所要设置的键相通道，然后根据菜单内容进行设
置即可。
改进后的TSI系统同时具有设备监测和故障诊断两个功能。它补充了原有TSI系统
中没有配备的在线分析软件功能，为设备故障诊断、设备维护提供了大量有用信息，
根据这些信息，可以分析出机组的运行状况，一旦出现故障苗头，能够及早发现，
及早处理；对已经出现的故障，能够大致判断故障发展态势，了解运行状况的变化
趋势，做到心中有数。
目前，本系统可以提供3大类27种通用图谱分析功能供机组诊断维护人员使用，
具体有：14种常规图谱（振动趋势图、波形频谱图、轴心轨迹图、轴心位置图
等）、5种起停机专用图谱（波德图、奈奎斯特图、频谱瀑布图等）、8种统计报
表及日记。而且设备管理和诊断维护人员无须在个人计算机上安装任何系统软件，
仅需访问远程监测中心网站就可以“随时、随地、实时”地得到所需要的机组管理
信息以及机组的运行状态数据。有利于及时准确查明振动异常原因，及早探知到引
发事故发生的不利因素（能及时有效消除掉该不利因素，事故自然就可避免），还
可尽早发现事故（便于及时采取措施、防止事故愈发恶劣）。
S8000系统还可以自动识别机组是否已经进入启机过程，并生成启机特征数据。
利用测试数据分析后可以确认机组各轴承的工作状态是否正常、评定机组检修质量；
从机组升速过程的Bode图中还可确定轴系的临界转速，与以往启动中的轴振曲线
比较分析机组临界转速有无大的变化，若有变化则分析其原因。另外，收集积累机
组检修后的轴系振动数据，有利于掌握机组轴系振动的历史状况，便于分析与处理
机组发生的振动故障，使机组检修与故障处理更具针对性，对提高机组的可靠性具
有重要意义。并且S8000系统可以为建立故障诊断案例库，提供了多种设备管理、
交流和学习功能。
通过TSI系统优化，提升了汽轮发电机组设备管理水平，摆脱了过去那种经验式、
文本式的设备管理状态，主要表现在：
1）汽轮发电机组采用TSI系统+TDM装置的“监护”方式。数据采样频率更高，
同时生成各种诊断图谱。在监测数据积累的基础上，结合特征图谱，可以对汽轮机
的运行状态进行趋势分析和状态预报，全面掌握汽轮发电机的运行状态，为机组的
正常运行提供有力的保障。
2）建立了用数据为依据的设备档案即有了设备的病历。可以用日常运行的振动数
据补充设备档案数据库，并以此为依据，科学决策设备的预防性检修计划、大修计
划以及设备报废计划，建立更为合理的维修备件管理体系。为汽轮机的预测性维修
计划、大修计划及设备报废计划提供技术指导。
3）系统采用基于B/S结构的数据传输技术，保证局域网内指定用户无需安装专用
软件，就可以看到设备运行的实时刷新的各种分析图谱，对机组的分析诊断能做到
“随时随地”。
4）系统采用“灵敏监测”数据存储技术，保证有诊断价值的数据多保留，无价值
的数据少保留[3]。
经过这几年的运行检验，秦三厂汽轮发电机组采用TSI系统+TDM装置的监测方
式是很有必要的，该监测方式能对设备的动态精度进行较为准确的评价，也能为设
备的故障诊断及预防性维修提供有效依据。
【相关文献】
[1]杨志伊,郑文.设备状态监测与故障诊断[M].北京：中国计划出版社,2006.
[2]S8000大型旋转机械在线状态监测和分析系统监测分站使用手册[Z].深圳市创为实测控技术有限
公司.2012.
[3]孙玮,唐培全,杨文强.汽轮机监测系统(TSI)现场噪音干扰及其抑制[J].化工自动化及仪
表,2006,33(1):67-69.