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状态监测系统通过传感器收集被检测设备的状态参数并汇总到一个存储分析设备中，不仅可以实时显示设备运行状态，还可以对采集到的各种状态数据进行分析处理，从而得到一些反映机组运行状态的特征参量，根据这些参量的变化特点来判断机组的运行状态，为机组是否需要进行状态检修提供技术支持。目前，我国水电机组单机容量越来越大，水电在电力系统中所占比重迅速增加，保证大型水电站和机组的故障率处于较低水平对于保障电网系统安全运行来说也越来越重要，因此如何应用状态监测系统实现水电机组在线监测及诊断成为各大水电厂的首要任务。本文的主要研究工作有: ①在对机组状态在线监测系统研究现状总结分析的基础上，对水轮发电机状态监测和故障诊断的目的、意义和内容进行了描述，并对溪洛渡水电站状态监测系统结构和功能进行了分析和说明，对水轮发电机组状态在线监测系统传感器的选用提出了建议。 ②对水轮发电机故障的类型及其主要特征进行了分析，重点分析了水轮发电机组水力故障和机械故障特征及其产生原因，并对水轮发电机组状态监测和故障诊断的常用分析方法及流程进行了分析和说明。 ③以溪洛渡水电站1号机组发电机定子机座和铁心振动超标为例，运用变励磁试验和对比分析定转子圆度等多种方法综合分析引起振动超标的原因，与现场检查结果进行对比，充分验证了机组状态在线监测系统的正确性与有效性，并对机组检修提出了建议。 ④对水轮发电机组振动评价标准及实现方法进行了优化，制定了分频评价标准，将振动通频信号划分为低频分量、转频分量和高频分量，简化了振动超标故障原因定性分析流程，基于溪洛渡在线监测系统数据演示了分频评价表和轴系评价表的建立过程，提出了基于分频的振摆跳机保护流程。