“十三五”普通高等教育本科规划教材----电气设备状态监测与故障诊断

随着电力工业的快速发展，我国电力系统已步入以超大容量机组发电、特高压交直流输电、新能源发电和智能供配电为主要特征的智能电网时代。电力能源是国家的战略能源之一，也是现代工业和国民经济发展的基础，越来越多的电气设备投入电能生产过程中，这些电气设备能否安全可靠地运行，对于国民经济建设、确保生产安全和保障人民生活水平都具有十分重要的意义。我国将全面提高电网智能化水平，大力推进智能发电厂、智能变电站、特高压输电、新能源发电等重点领域和关键环节实现突破，并将加快智能电网创新示范工程建设。电气设备状态监测与故障诊断技术在智能电网建设中已得到了广泛应用，其具体实施是保证智能电网安全可靠运行和实现智能电网状态维修的关键之一。因此，有关电气设备状态监测与故障诊断技术已成为全国各高校电气工程专业学生必修的专业知识。本书分为12章，第1章概括地介绍了电气设备故障诊断的常用方法及发展趋势；第2章介绍了汽轮发电机的状态监测和故障诊断技术；第3章介绍了水轮发电机的状态监测与故障诊断技术；第4章介绍了风力发电机的状态监测与故障诊断技术；第5章介绍了交流电动机的状态监测与故障诊断技术；第6章介绍了电力变压器的状态监测与故障诊断技术；第7章介绍了高压断路器的状态监测与故障诊断技术；第8章介绍了高压开关柜的状态监测与故障诊断技术；第9章介绍了GIS组合开关的状态监测与故障诊断技术；第10章介绍了输电线路状态监测与故障诊断技术；第11章介绍了避雷器的状态监测与故障诊断技术；第12章介绍了电力电容器的状态监测与故障诊断技术。参加本书编写的有四川大学教授刘念，电子科技大学博士刘影、张有润，四川大学锦城学院谢驰，四川农业大学刘明丹和成都理工大学工程技术学院幸晋渝。全书由刘念任主编，刘影任副主编，重庆大学韩力教授担任主审。在编写本书的过程中，参考了许多国内同行专家、学者们的研究成果及文献资料，在此一并表示感谢。由于作者学识水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请同行和读者批评指正。作 者2015年5月

本书介绍了电力系统中常用电气设备的状态监测与故障诊断技术。全书共12章，主要内容包括电气设备故障诊断的方法，以及汽轮发电机、水轮发电机、风力发电机组、交流电动机、电力变压器、高压断路器、高压开关柜、GIS组合开关、输电线路、避雷器、电力电容器等电气设备的状态监测与故障诊断技术。每章后附有思考题与习题。

刘念，男，四川大学电气工程学院教授。

前言

第1章 概述 1
1.1 电气设备状态监测与故障诊断的概念与起源 1
1.2 电气设备故障诊断的方法 2
1.3 电气设备状态监测与故障诊断的发展趋势 11
思考题与练习题 12
第2章 汽轮发电机状态监测与故障诊断 13
2.1 汽轮发电机的原理与结构 13
2.2 汽轮发电机的状态监测 17
2.3 汽轮发电机故障诊断 30
2.4 汽轮发电机状态监测与故障诊断系统 32
思考题与练习题 35
第3章 水轮发电机状态监测与故障诊断 36
3.1 水轮发电机的原理与结构 36
3.2 水轮发电机的状态监测 47
3.3 水轮发电机故障分析 48
3.4 水轮发电机状态监测与故障诊断系统 49
思考题与练习题 54
第4章 风力发电机组状态监测与故障诊断 56
4.1 风力发电动力学 56
4.2 风力发电机组的结构 58
4.3 风力发电机组状态监测 61
4.4 风力发电机组故障分类 63
4.5 风力发电机组故障原因 64
4.6 风力发电机组状态监测与故障诊断系统 64
思考题与练习题 67
第5章 交流电动机状态监测与故障诊断 68
5.1 交流电动机的原理与结构 68
5.2 交流电动机状态监测 72
5.3 交流电动机故障信号处理方法 73
5.4 交流电动机的故障分析 74
5.5 交流电动机故障诊断方法 81
5.6 交流电动机状态监测与故障诊断 83
思考题与练习题 88
第6章 电力变压器状态监测与故障诊断 89
6.1 电力变压器原理与结构 89
6.2 电力变压器状态监测 91
6.3 电力变压器故障分析 95
6.4 电力变压器状态监测与故障诊断系统 99
思考题与练习题 104
第7章 高压断路器状态监测与故障诊断 105
7.1 高压断路器的结构与分类 105
7.2 高压断路器状态监测 110
7.3 高压断路器故障分析 114
7.4 高压断路器状态监测与故障诊断系统 117
思考题与练习题 119
第8章 高压开关柜状态监测与故障诊断 120
8.1 高压开关柜的分类与结构 120
8.2 高压开关柜状态量监测 121
8.3 高压开关柜的故障分析 124
8.4 高压开关柜状态监测和故障诊断系统 128
思考题与练习题 130 
第9章 GIS组合开关状态监测与故障诊断 132
9.1 GIS组合开关的结构 132
9.2 GIS组合开关状态监测 134
9.3 GIS组合开关故障分析 136
9.4 GIS组合开关状态监测与故障诊断系统 137
思考题与练习题 140
第10章 输电线路状态监测与故障诊断 141
10.1 输电线路结构 141
10.2 绝缘子结构 144
10.3 输电线路状态监测 145
10.4 输电线路故障分析 149
10.5 输电线路状态监测与故障诊断系统 154
思考题与练习题 159
第11章 避雷器的状态监测与故障诊断 160
11.1 避雷器结构 160
11.2 避雷器故障分析 161
11.3 避雷器状态监测与故障诊断系统 162
思考题与练习题 168
第12章 电力电容器状态监测与故障诊断 169
12.1 电力电容器结构 169
12.2 电力电容器状态监测 171
12.3 电力电容器故障分析 172
12.4 电力电容器状态监测与故障诊断系统 174
思考题与练习题 176

参考文献 177

本书介绍了电力系统中常用电气设备的状态监测与故障诊断技术。全书共12章，每章后附有思考题与习题。