输变电设备状态监测系统技术导则

输变电设备状态监测系统技术导则输变电设备状态监测是智能电网的重要组成部分。

为适应国家电网公司坚强智能电网的发展要求，促进输变电设备状态监测技术、状态监测装置和主站系统的统一和规化发展，实现输电线路和变电设备状态监测系统的一体化建设，制定本技术导则。

本标准的附录A为规性附录。

本导则由国家电网公司科技部归口。

本导则由国家电网公司生产技术部提出并解释。

本导则起草单位：国网电力科学研究院、中国电力科学研究院。

本导则主要起草人：林峰、焦群、于钦刚、冀肖彤、阎春雨、晓帆、盛盛、朱江、维勇、莉、洪功义、景祺输变电设备状态监测系统技术导则1 围本技术导则规定了输变电设备状态监测系统的技术原则、系统架构、数据接入、功能要求、接口要求、通信要求、信息安全防护要求等方面的容。

本技术导则适用于国家电网公司35kV及以上变电设备、交流66kV～1000kV架空输电线路、直流±400kV～±800kV架空输电线路。

2 规性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

Q /GDW 383-2009智能变电站技术导则Q/GDW Z414-2010 变电站智能化改造技术规高压设备智能化技术导则DL/T 860 变电站通信网络和系统国家电网公司生产管理系统设备代码（国家电网公司生产技术部第462号文，2008年5月）电力二次系统安全防护总体方案（国家电力监管委员会第34号文，2006年2月）国家电网公司SG186工程安全防护总体方案（国家电网公司信息化工作部第316号文，2008年）3 术语和定义3.1状态量 criteria指对原始采集量进行加工处理后，能直观反映输变电设备本体运行状态、气象、通道环境的物理量。

3.2状态监测装置 condition monitoring device指安装在被监测的输电或变电设备附近或之上，能自动采集和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。

3.3状态监测代理 condition monitoring agent (CMA)能在一个局部围管理和协同各类输电线路状态监测装置，汇集各类状态监测装置的数据，并替代各类状态监测装置与主站系统进行安全的双向数据通信的一种状态监测代理装置。

CMA可接入不同类型、不同厂家甚至不同线路上的一组状态监测装置，实现在输电线路环境下各类状态监测装置的标准化接入、安全接入和智能化接入。

3.4综合监测单元comprehensive monitoring unit部署于变电站，以变电站被监测设备为对象，接收与被监测设备相关的状态监测装置发送的数据，并对数据进行加工处理，实现与状态接入控制器（CAC）进行标准化数据通信的一种装置。

3.5状态接入控制器 condition acquisition controller (CAC)部署在变电站的，能以标准方式对站各类综合监测单元或状态监测装置进行状态监测信息获取及控制的一种装置。

3.6状态接入网关机 condition acquisition gateway (CAG)部署在主站系统侧的一种关口设备，能以标准方式远程连接状态监测代理（CMA）或CAC，获取并校验CMA或CAC发出的各类状态监测信息，并可对CMA和CAC进行控制的一种计算机。

CAG有变电CAG和线路CAG之分。

3.7主站系统 master station system指能接入各类输变电设备状态监测信息，并进行集中存储、统一处理和应用的一种计算机系统。

主站系统包括变电CAG、线路CAG、集中数据库、数据服务、数据加工及各类状态监测应用功能模块。

3.8心跳信息 heartbeat information表征状态监测装置、综合监测单元、CMA、CAC处于正常运行状态的信息总称。

3.9受控采集方式 data acquisition mode under control状态监测装置按照状态监测代理发出的指令进行数据采集、存储、传输的工作方式。

3.10自动采集方式 automatic data acquisition mode状态监测装置按照设定的时间进行数据的采集和存储，并将数据上传到状态监测代理的工作方式。

3.11平均无故障工作时间mean time between failures (MTBF)状态监测装置两次相邻故障间的工作时间的平均值。

3.12年故障次数fault time per year状态监测装置年故障的平均次数。

3.13系统平均维修时间mean time to repair (MTTR)状态监测装置修复故障所需时间的平均值。

3.14数据缺失率 missing measure rate未能测得的有效数据个数与应测得的数据个数之比。

3.15面向服务的体系结构-oriented architecture（SOA）面向服务的体系结构是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。

接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。

4 技术原则a) 系统应面向智能电网长远发展需要，采用集约化和标准化设计，具有统一性和开放性。

b) 系统应建立输变电设备状态监测一体化的稳定技术框架，具备实用的基础应用功能，在此基础上不断充实和完善高级应用功能。

c) 系统应采用通用和开放的信息系统架构，符合SOA设计思想，采用的通信协议应具有灵活的扩展性，以适应未来监测业务和监测数据的发展需要。

d) 系统中的各类装置应具有高可靠性、高稳定性和高抗干扰性，具有足够的使用寿命。

输电线路的状态监测装置应具备在恶劣运行环境下的正常运行能力。

各类装置应满足数据准确性和数据标准化要求。

变电设备状态监测装置的接入应不影响被监测设备的接线方式及其安全正常运行。

e) 状态监测装置的现场布点应遵循必要性和科学性的基本原则，统筹考虑，优化设计。

f) 在输电线路状态监测部分，系统和装置应尽可能在软硬件方面考虑节电技术的应用，通过智能控制策略等方法逐步降低现场端总功耗，为解决现场电源问题提供技术手段。

g) 系统应用软件应具有良好的人机界面，操作简单，便于使用。

h) 系统应能灵活适应各种通信技术的发展变化。

i) 系统应充分考虑与本系统相关的各类系统边界和接口，最大限度地发挥信息系统建设效益。

j) 系统和状态监测装置均应满足信息安全防护方面的相关要求。

5 系统架构5.1 系统框架输变电设备状态监测主站系统采用“两级部署，三级应用”的部署结构，即主站系统部署在国家电网公司总部和网省公司两级，各类输变电设备状态监测数据在网省集中存储，地市（包括基层班组）和网省公司用户均通过登录网省级主站系统使用输变电设备状态监测应用功能。

各类状态监测装置、CMA和CAC部署在变电站和输电线路上，实现对各类输变电设备的状态监测和状态信息接入。

集中于网省公司的状态监测数据进一步上送总部系统，以便总部系统使用。

总部用户也可通过远程调用网省主站系统查看各类状态监测数据。

系统需要的其它相关数据通过国家电网公司企业级一体化平台予以集成。

系统框架中，视频/图像监控子系统相对独立，主站系统通过与视频/图像监控子系统连接实现输变电设备的视频/图像监控功能。

系统架构可参见附录A中的图A.1，图中关于信息安全防护措施可参见“10 信息安全防护要求”。

5.2 系统分层输变电设备状态监测系统从分层角度，可分为装置层、接入层和主站层。

装置层重点发展各种先进实用的传感原理、传感器技术和标准化数据生成技术；接入层重点发展各种集约、高效、智能的信息汇总、信息标准化和信息安全接入技术；主站层重点发展各种监测信息的存储、加工、展现、分析、诊断和预测等数据应用技术。

其分层结构可参见附录A中图A.2。

分层系统结构中各层之间存在两个接口级别，分别是：第1级接口I1和第2级接口I2。

I1接口是监测层与接入层之间的接口，面向状态监测装置，其设计和实现原则是尽量简单和可靠，并且要考虑节电运行。

I2接口是接入层到主站层之间的接口，面向主站系统，其设计和实现应考虑开放性和可扩展性。

随着需求和技术的发展，在接入数据标准化的基础上，装置层、接入层和主站层均可以逐步开发和应用智能化技术。

装置层在单个装置部发展智能化技术，接入层基于局部的多装置协同发展智能化技术，主站层则基于电网全局发展智能化技术。

6 监测数据的接入6.1 接入数据分类编码所有接入主站系统的输电线路状态监测数据按Q/GDW XXX-2010输电线路状态监测装置通用技术规中的规定进行统一分类编码。

所有接入主站系统的变电设备状态监测数据按Q/GDW XXX-2010变电设备在线监测系统技术导则中的规定进行统一分类编码。

6.2 输电线路状态监测数据的接入通过CMA接入主站系统的输电线路状态监测数据是经过处理后的可被主站系统直接使用的标准化数据，应满足输电线路各项技术规中的数据规要求。

6.3 变电设备状态监测数据的接入通过CAC接入主站系统的变电设备状态监测数据是经过处理后的可被主站系统直接使用的标准化数据，应满足Q/GDW XXX-2010变电设备在线监测系统技术导则中的数据规要求。

7 功能要求7.1 输电线路状态监测装置的功能输电线路状态监测装置应具有准确、可靠地自动采集输电线路状态的功能，具有一定的数据缓存能力，并能与CMA进行双向数据通信。

输电线路状态监测装置应满足Q/GDW XXX-2010输电线路状态监测装置通用技术规及各专项技术规的功能要求。

7.2 变电设备状态监测装置的功能变电设备状态监测装置应具有连续、准确、可靠地自动采集变电设备设备状态的功能，具有一定的数据缓存能力，并能与综合监测单元或CAC进行双向数据通信。

变电设备状态监测装置应满足Q/GDW XXX-2010变电设备在线监测装置通用技术规及Q/GDW XXX-2010变电设备各类在线监测技术规的各项功能要求。

7.3 CMA功能对于输电线路状态监测，CMA位于状态监测装置与主站系统之间，承担的主要功能包括：a) 汇集监测数据。

b) 集中实现数据远传。

c) 集中实现数据的安全接入。

d) 转发主站系统对状态监测装置的配置和控制命令，为主站系统提供一个统一的标准化的远程交互控制节点。

CMA通过替代各类状态监测装置处理复杂多变的远程通信、信息安全、就地智能化等方面的共性问题，以实现在输电线路环境下各类状态监测数据的集中接入。

综合考虑输电线路状态监测技术现状和未来发展变化，CMA可存在两种形态：独立装置形态和嵌入组件形态，两种形态的结构参见附录A中的图A.3和图A.4。