智能电网调度控制系统（D5000） 输变电设备状态在线监测与分析应用

功能规范 （征求意见稿）

2014年5月

目次

目 次

目 次 ........................................................................................................................................ I 1范围 ........................................................................................................................................ 1 2规范性引用文件 .................................................................................................................... 1 3术语和定义 ............................................................................................................................ 1 4输变电设备状态在线监测与分析 ........................................................................................ 2 4.1总体架构 ......................................................................................................................... 2

4.1.1 主、子站架构 ......................................................................................................... 2 4.1.2 通信方式 ................................................................................................................. 2

4.2主要功能 ......................................................................................................................... 3 4.3 实时监测 ........................................................................................................................ 4

4.3.1 数据采集 ................................................................................................................. 4 4.3.2 数据处理 ................................................................................................................. 5 4.3.3 数据展示 ................................................................................................................. 5 4.3.4 告警处理 ................................................................................................................. 6

4.4查询统计 ......................................................................................................................... 7

4.4.1在线监测装置查询 .................................................................................................. 7 4.4.2输变电设备状态监测量查询 .................................................................................. 8 4.4.3告警信息查询统计 .................................................................................................. 8

4.5 辅助分析 ........................................................................................................................ 8

4.5.1历史数据比对判断 .................................................................................................. 8 4.5.2设备异常趋势跟踪功能 .......................................................................................... 8 4.5.3不良数据检测功能 .................................................................................................. 8 4.5.4 数据可信度分析 ..................................................................................................... 8

5数据接口 ................................................................................................................................ 9 5.1 数据输入 ........................................................................................................................ 9 5.2 数据输出 ........................................................................................................................ 9 6性能 ........................................................................................................................................ 9 附录A ...................................................................................................................................... 11

I

错误！未找到引用源。

（规范性附录） ..................................................................................................................... 11 输变电设备状态在线监测信息接入智能电网调度控制系统技术方案 ............................. 11 A1 技术原则 ....................................................................................................................... 11 A2 技术方案 ....................................................................................................................... 11 附录B ...................................................................................................................................... 14 （资料性附录） ..................................................................................................................... 14

II

输变电设备状态在线监测与分析应用

功能规范（征求意见稿）

1范围

本规范规定了省级及以上智能电网调度控制系统的输变电设备状态在线监测与分析应用功能，主要包括实时监测、查询统计和辅助分析等功能。

本规范适用于省级及以上智能电网调度控制系统的输变电设备状态在线监测与分析应用功能（以下简称“在线监测”）的建设，并指导系统的研发、验收及应用。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

DL/T 516 电力调度自动化系统运行管理规程 DL/T 5003 电力系统调度自动化设计技术规程

国家电力监管委员会第5号令 《电力二次系统安全防护规定》

国家电力监管委员会电监安全〔2006〕34号 《全国电力二次系统安全防护总体方案》 Q/GDW 410-2011 智能高压设备技术导则 Q/GDW 534-2010 变电设备在线监测系统技术导则 Q/GDW 561-2010 输变电设备在线监测系统技术导则 Q/GDW 678-2011 智能变电站一体化监控系统功能规范 Q/GDW 680-2011 智能电网调度技术支持系统应用功能规范

Q/GDW 740-2012 输变电设备状态监测主站系统变电设备在线监测I2接口网络通信规范

3术语和定义

3.1 状态监测装置 (condition monitoring device)

安装在被监测设备附近或之上，能自动采集处理被监测设备的状态数据，并能和状态监测代理、综合监测单元或状态接入控制器进行信息交换的一种数据采集、处理与通信装置。输电线路状态监测装置也可向数据采集单元发送控制指令。

1

3.2监测IED (monitoring IED)

一类用于监测宿主设备运行状态、并评估其运行可靠性的IED。一个监测IED通常监测宿主设备的一类状态信息，如局部放电监测IED用于监测宿主设备的局部放电信息。

4输变电设备状态在线监测与分析

4.1总体架构 4.1.1 主、子站架构

输变电设备状态在线监测与分析应用应在D5000平台上集成，部署在智能电网调度控制系统安全II区，主站配置前置、应用等服务器，实现信息的采集、存储、分析与应用。

智能变电站变电设备状态监测信息通过II区通信网关机接入调度数据网，输电设备状态监测信息通过无线网接入安全接入区，通过横向安全隔离装置传到安全II区输变电在线监测服务器。

安全接入区生产控制大区调控主站II区输变电设备在线监视服务器数据通信网关机横向安全隔离装置（反向型）信息管理大区生产管理系统输变电设备在线监视通信网关调度数据网纵向加密认证装置DL/T476或104规约无线网综合信息网Webservice方式/遵循I2接口通信规范II区数据通信网关机综合应用服务器横向安全隔离装置（正向型、反向型）III/Ⅳ区数据通信网关机DL/T860输电设备监测装置变压器/电抗器主监测IED断路器/GIS主监测IED电容型设备/避雷器主监测IED

图 错误！未找到引用源。-A总体架构

4.1.2 通信方式

应采用电力调度数据网络实现数据从变电站端向调控主站端的直接传输，技术方案详见附录A《输变电设备状态在线监测信息接入智能电网调度控制系统技术方案》。输变电设备状态在线监测与分析应用功能模块应支持生产管理系统数据接口，实现数据交换。

2

4.2主要功能

在线监测应用功能模块，主要实现输变电设备在线监测数据的采集、处理与分析，为设备监控运行人员监视设备运行情况、处置告警信息等提供技术支持，为设备监控管理人员统计分析提供辅助手段。

应具备对输电、变电设备状态监测功能，包括变压器/电抗器油中溶解气体信息监测，变压器/电抗器套管绝缘信息监测，电压互感器绝缘信息监测，电流互感器绝缘信息监测，金属氧化物避雷器泄漏电流监测，架空线路微气象信息监测，杆塔倾斜信息监测，电缆护层电流信息监测等。

应实现对输变电设备状态监测数据的展示、告警及查询统计，实现对设备状态的在线辅助分析功能。

辅助信息模型管理模型信息电网实时监控数据采集与交换输变电监测数据辅助信息输变电设备状态在线监测与分析应用辅助信息运行分析与评价实时监控与预警类应用一次设备监控信息、潮流信息综合智能分析与告警输变电设备监测信息调度管理类应用图 错误！未找到引用源。-B 与其他功能应用交互

该应用功能与其他应用功能的数据接口如图2所示，主要包括：

1) 监测数据建模应在智能电网调度控制系统的主设备实时监控基础上实现，并增加输

变电设备状态在线监测相关信息；

2) 输变电在线监测与分析应用的数据采集利用基础平台的数据采集功能实现，由数据

采集通过消息总线发送相关数据至数据处理程序；

3) 根据电网实时监控与预警类应用的一次设备监控信息、潮流等信息实现相关应用分

3

析功能；

4) 根据输变电设备在线监测应用针对设备分析的情况提供信息给电网实时监控、运行

分析与评价以及综合智能分析与告警； 5) 向调度管理类应用提供输变电设备监测信息。 4.3 实时监测 4.3.1 数据采集

1）采集范围

输变电设备状态在线监测的采集信息应支持模拟量、状态量及事件信息的采集。采集信息明细应满足附录B所列信息，应根据各地主站应用功能建设需求加以适当扩展。

采集范围应包括变电设备状态在线监测信息、输电线路状态在线监测信息及输电电缆状态在线监测信息。具备条件的装置，还应采集装置自检、故障、异常、退出运行等运行状态信息。

信息应带精确采集时标上送，并完整保存入库。 2）采集方式

数据采集应根据通道运行情况和节点运行情况，设置通道的运行节点和值班情况。支持每个通信对象配置多通道，具备通道及其运行节点的自动切换和手动切换功能，优先选用高可靠性通道，切换过程中不丢失数据。

提供规约调试统一监视工具或界面，方便的监视制定通道的收发源码、报文解析码，状态量实时数据、模拟量实时数据等数据，可在线或离线进行源码翻译分析。系统应具有通道源码报文自动保存及人工定义条件保存的功能，可根据自由设定的时间周期滚动存储通道源码。

应提供多种监视手段，监视各通道的运行情况，包括值班/备用通道、运行状态、误码率、停运时间等。应具备通道自监视功能，对通道中断，通道采集不到数据等情况及时告警。

3）采集周期

数据采集以变化数据参照采集周期（参见附录B）实时上送为主，当状态量、模拟量较之前有变化，则站端通信网关机自动上送最新的数据。

为避免某种原因的数据丢失，应提供数据总召唤功能，根据设置的总召周期定时对站端通信网关机进行数据召唤。

4

应支持人工手动总召功能。 4.3.2 数据处理

1）多源数据处理

数据采集应用中会存在同一厂站不同来源采集数据的多源情况（包括不同通信网关机的多条传输通道来源数据，其他调控中心转发的数据，外系统转发的数据等）。同一采集量的多数据源应在满足合理性校验后按照人工定义的优先级发送给后续应用，优先级的次序可人工灵活设置。

应对多个数据源获取的数据进行自动比较，数值偏差较大的自动告警。 2）数据合理性检查

对所有采集量配置数据质量码，以不同颜色在界面上反映数据质量。质量码至少包括：实测数据、人工置数数据、不更新数据、告警（越限）数据、可疑坏数据、计算数据等。

应支持数据合理性检查和数据过滤，系统应具备数据不更新和异常变化等多种坏数据判断能力。

当模拟量在指定时间段内的变化超过指定阈值时，系统自动告警。 3）数据修正

应支持原始数据的人工修正功能（包括取反，设置满度值、偏移量、零漂值等），将原始模拟生数据转换为工程数据。每个采集量均可以人工置数，相应的告警、高级应用和历史数据均采用置数值，人工置数的采集量应能自动列表显示并按变电站名等规则排序。

根据设置的采样周期，系统自动记录模拟量至历史数据库，采样周期可根据每个模拟量单独设置。系统应自动判断历史数据缺失或不正确等情况，缺失的或不正确的历史数据可以用人工输入值来替代。 4.3.3 数据展示

1.在线监测数据类型

系统应能展示在线监测数据、在线监测装置运行工况、在线监测告警信息、在线监测装置告警信息、其他设备相关信息等。

2.界面要求

1）应提供用于在线监测装置模型生成及参数录入的建模工具界面，界面应支持在线监测装置模型添加、删除、修改及模型描述文件的导入、导出，也能根据厂站提供的规定格式的资源配置文件自动生成或更新在线监测装置模型；

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2）在一次设备界面上，应支持快速检索一次设备关联的在线监测装置；

3）具备实时监视功能，如输变电设备状态在线实时监视、在线监测装置工况监视、传输通道工况监视等；

4）输变电设备状态在线监测告警信息应在智能电网调度控制系统告警窗中展示； 5）提供曲线和表格等多种方式显示输变电设备状态动态变化过程，支持多条曲线的叠加和对比显示；

6）应在地理接线图和厂站接线图上显示在线监测装置运行工况，对装置异常等非正常运行状态给予明显标识；

7）应提供在线监测告警阈值、告警抑制等专项展示界面； 8）应提供在线监测装置相关信息的查询界面。 3.装置运行工况监视

应能实时显示在线监测装置运行/退出、正常/告警等运行状态，当状态异常时应以事件形式提示，相应的工况图元变化。

4.运行信息监视

运行信息应包括采样值、采样时间、告警阈值等信息；告警及信息异常时应显著标示。 5.告警信息监视

应能够显示被监测设备告警及装置告警信息，包括告警时间、告警内容、告警级别等。 6.通道监视

应能实时显示监测信息传输通道的运行/退出、值班/备用、正常/故障等运行状态，当状态异常时显著标示并告警。 4.1.4 告警处理

1.告警界面要求

应在智能电网调度控制系统安全I区实时监控告警窗上，以“状态监测信息”命名的告警标签页实现告警信息的实时展示。

1）实现在线监测告警的异常类信息在告警窗“全部信息”中的实时显示；

2）告警窗中应对在线监测告警的异常类和告知类信息进行颜色区分，以利于监视和信息处置；

3）告警窗应能实现告警信息确认状态的分栏显示，便于实时告警信息与处理告警信息的状态区分显示。

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2.告警抑制

对于频发告警信息应该能够实现告警信息抑制，不在告警窗中频繁或重复显示。应支持延时告警功能。

3.告警优化

对于同一被监测设备同一监测量，应在不变化或变化幅度小于特定范围时仅告警一次。 4.告警确认

对于实时告警信息，应能够实现告警信息监视确认。 5.告警方式

应实现通过音响、语音等形式，进行告警信息提醒。 6.告警阈值设置

1）应实现对单套在线监测装置告警阈值设置功能。因同类被监测设备的个体差异，导致告警值不一样，例如不同电压等级，不同负荷，不同运行环境下的被监测设备的监测量告警阈值不一样；

2）应实现同类在线监测装置告警阈值模板化设置。不仅支持对单套在线监测装置告警阈值设置功能，还支持对同类在线监测装置告警阈值批量修改，支持同类在线监测装置阈值模板新增、修改、删除、查询、导入等功能；

3）应实现对在线监测装置告警阈值规则灵活配置，系统不仅支持对告警绝对值进行设置，还提供量测量的变化量、初值绝对值、相间差值等告警规则进行设置的功能，也可在特定其他量测条件下的告警各种阈值设置功能（也支持在其他特定量测条件下告警阈值设置功能），系统提供可视化界面进行配置；

4）应支持从子站采集阈值数据；

5）应实现在线监测装置告警阈值维护日志记录功能。全面记录在线监测装置告警阈值维护操作记录。 4.4查询统计

4.4.1在线监测装置查询

应实现在线监测装置清单及数量的查询功能。能够按照运维单位、电压等级、变电站/输电线路、装置类型等条件进行查询，并以列表方式显示装置清单及数量，其中包含运维单位、电压等级、变电站/输电线路、被监测设备、装置名称等信息，并导出查询结果。

7

4.4.2输变电设备状态监测量查询

实现在线监测装置各监测量的监测值查询功能。能够按照运维单位、电压等级、变电站/输电线路、装置类型、监测量类型、监测时间以及监测量的数据范围等条件进行查询，并以列表方式显示装置状态、运维单位、电压等级、变电站/输电线路、被监测设备、装置名称、监测时间等信息，并可导出查询结果。 4.4.3告警信息查询统计

实现在线监测装置告警信息查询统计功能。主要包括： 1）告警信息查询

能按照告警值、告警时间、告警级别、运维单位、电压等级、变电站/输电线路、装置类型、被监测设备等查询条件，查询满足条件的告警信息。

2）告警信息统计

能以表格、饼图、柱形图、折线图等方式进行展示，并提供导出统计结果的功能。 3）告警统计信息详情

可显示统计信息的详细清单，如：所属变电站/输电线路、监测量类型、告警时间、告警值、告警级别等信息。 4.5 辅助分析

4.5.1历史数据比对判断

通过定义多组设备故障特征状态，实现实时监测数据和特征数据的比对功能，对设备运行状况进行辅助判断。 4.5.2设备异常趋势跟踪功能

对于在线监测数据异常的设备，结合电网运行参数变化和在线监测数据变化，实时跟踪，对设备运行的异常趋势及时发出告警。 4.5.3不良数据检测功能

可结合电网实时运行数据和在线监测数据之间的相关性，检测量测值是否在合理范围，是否发生异常跳变，消除装置异常及误差对数据告警的影响，实现误告警过滤。 4.5.4 数据可信度分析

通过一定规则如结合设备运行情况，检查采集数据的可信度，对无效的采集数据进行可信度标识，并进行历史数据统计。

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5数据接口 5.1 数据输入

通过基础平台获取主要设备的模型及图型信息。 5.2 数据输出

通过基础平台，向告警服务发送各类告警信息。 通过基础平台，向关系数据库存储历史采样数据。

向综合智能分析与告警应用提供输变电设备状态在线监测的告警信息。 向运行分析与评价应用提供输变电设备状态在线监测信息。 6性能

1）实时监视画面刷新周期应小于5s，其他画面刷新周期应小于30s。 2）数据处理周期应小于5s。

3）画面和数据调用响应时间应小于5s。 4）年可用率大于99.9%。

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附录A （规范性附录）

输变电设备状态在线监测信息接入智能电网调度控制系统技术方案

A1 技术原则

输变电设备状态在线监测（以下简称“在线监测”）信息需统一接入智能变电站监控系统的综合应用服务器，考虑现有的技术条件和成熟的应用方案，总体技术设计原则如下：

1. 输变电设备状态监测接入变电站一体化监控系统需遵循Q/GDW679《智能变电站一

体化监控系统建设技术规范》要求；

2. 采集及传输数据需遵循Q/GDW678《智能变电站一体化监控系统功能规范》规范要

求，应用功能和信息模型遵循“变电设备在线监测I1接口网络通信规范”要求和Q/GDW616《基于DL/T860标准的变电站设备在线监测装置应用规范》要求； 3. 与调度II区主站经过调度数据网通信需采用符合规范安全的通信方式。 4. 对目前不能实现直采的在线监测数据可通过生产管理系统接入调控主站端。 A2 技术方案

1. 智能变电站在线监测信息接入调控系统技术方案

智能变电站在线监测信息采用电力调度数据网络实现数据从变电站端向调控主站端的直接传输，直采接入方案如图A.1所示。

11

安全接入区生产控制大区调控主站II区输变电设备在线监视服务器信息管理大区生产管理系统数据通信网关机横向安全隔离装置（反向型）输变电设备在线监视通信网关调度数据网纵向加密认证装置DL/T476或104规约无线网综合信息网Webservice方式/遵循I2接口通信规范II区数据通信网关机综合应用服务器横向安全隔离装置（正向型、反向型）III/Ⅳ区数据通信网关机DL/T860输电设备监测装置变压器/电抗器主监测IED断路器/GIS主监测IED电容型设备/避雷器主监测IED图 A.1在线监测直采接入调控系统示意图

综合应用服务器通过I1接口规范与监测装置通信，通信规约符合DL/T860通信标准； 综合应用服务器通过DL/T860与II区数据通信网关机交互并发送数据给调控端主站系统；

II区数据通信网关机与调控端主站系统通信方式采用DL/T476或IEC61870-1-104规约进行信息交互；

过程层设备在线监测装置通过DL/T860标准直接与综合应用服务器交互。 2. 生产管理系统在线监测数据接入调控系统技术方案

对目前不能实现直采的在线监测数据通过生产管理系统接入调控系统，接入方案如图A.2所示。

PMS与OMS数据交换参照：调技〔2013〕278号《设备（资产）运维精益管理系统（PMS2.0）与调度管理系统（OMS2.0）数据共享与业务协同技术规范（2013版）》，实现PMS与OMS在设备信息、设备评价信息、巡视信息、缺陷信息和检修信息等方面的数据共享。

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调控主站横向安全隔离装置（正向型、反向型）OMS防火墙PMS输变电设备在线监视服务器综合信息网Webservice方式/遵循I2接口通信规范安全接入平台站端监控单元（CAC）Webservice方式/遵循I2接口通信规范状态监测代理CMA变压器/电抗器监测装置断路器/GIS监测装置电容型设备/避雷器监测装置输电设备监测装置

图A.2生产管理系统在线监测数据接入调控系统示意图

PMS与OMS数据交换参照：调技〔2013〕278号《设备（资产）运维管理系统（PMS2.0）与调度管理系统（OMS2.0）数据共享业务协同需求规范（2013年版）》，实现PMS2.0与OMS2.0在设备信息、设备评价信息、巡视信息、缺陷信息和检修信息等方面的数据共享。

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附录B （资料性附录）

表B.1 变电设备状态在线监测典型信息表

号 1 2 3 4 5 6 7 8 变压器/电抗器 9 10 11 12 13 14 15 16 17 电流互感器 乙炔绝对产气速率（天） 乙炔相对产气速率（月） 乙烷绝对值 总烃绝对值 总烃绝对产气速率（天） 总烃相对产气速率（月） 末屏电流 (ml/天) (%/月) (μL/L) (μL/L) (ml/天) (%/月) mA 10分钟 监测装置 电容量相对变化率 电容设备末屏电流 % mA 10分钟 设备名称 信号类型 遥测名 氢气绝对值 氢气绝对产气速率（天） 氢气相对产气速率（月） 一氧化碳绝对值 二氧化碳绝对值 甲烷绝对值 乙烯绝对值 乙炔绝对值 单位 (μL/L) (ml/天) (%/月) (μL/L) (μL/L) (μL/L) (μL/L) 2小时 气体 (μL/L) 采集周期 油中溶解套管绝缘14

绝缘监测18 装置 19 电压互感器 20 电容设备绝缘监测装置 金属氧化金属氧化物避雷22 器 物避雷器10分钟 泄漏电流监测装置 全电流 μA 电容量相对变化率 % 末屏电流 mA 10分钟 电容量相对变化率 % 21 阻性电流 μA

表B.2 输电设备状态在线监测典型信息表

序设备名称 号 1 2 3 线路微气4 象站 5 6 7 8 9 杆塔倾斜架空线路 气压 光辐射强度 降雨量 杆塔倾斜度 KPa W/m2 毫米/天 ‰ 30分钟 监测 杆塔横担歪斜倾斜度 电缆护层10 电缆 电流监测 护层电流/运行电流 % 10分钟 ‰ 湿度 %RH 10分钟 风速 风向 气温 m/s 角度 ℃ 信号类型 遥测名 单位 采集周期

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