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1、MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系统目 录1. 引 言 22. MDS4000 系统概述 .32.1 MDS4000 系统总体架构规划 . 32.2 MDS4000 系统主要技术特点 . 42.2.1 MDS4000 系统技术特点 4 2.2.2 MDS4000 系统与其他在线监测系统的主要区别 53. MDS4000 系统体系结构63.1 MDS4000 系统组成 . 63.2 MDS4000 系统网络架构 . 63.3 MDS4000 系统与其他系统的信息交互 . 64. MDS4000 系统站控层 .84.1 系统运行环境 8 4.1.1 硬件运行环境 8 4.1.2 软件运
2、行环境 84.2 MDS4000 输变电状态监测与故障诊断系统软件 . 84.2.1 软件特点 8 4.2.2 软件主要功能模块 9 4.2.3 软件主要功能界面 95. MDS4000 系统设备层 .145.1 MDD3000T智能变压器在线监测系统 . 14 5.1.1 MDD3000T变压器智能汇控柜组成 14 5.1.2 MDD3000T智能汇控柜主要功能 15 5.1.3 iMAS2020T嵌入式处理器 16 5.1.4 iMGA2020 色谱微水监测智能组件 17 5.1.5 iPDM2020T局部放电监测智能组件 . 18 5.1.5 iIMM2020 套管绝缘监测智能组件 .
3、20 5.1.5 iOLTC2020 有载开关监测智能组件 . 21 5.1.6 iCSM2020 冷却单元监测智能组件 . 22 5.1.7 iOCM2020 工况信息监测智能组件（控制参量测量IED） 24 5.1.8 MDD3000T系统构建的变电站变压器监测系统 255.2 MDD3000G 智能断路器&GIS在线监测系统 255.2.1 MDD3000G智能汇控柜组成 . 26 5.2.2 MDD3000G智能汇控柜主要功能 . 27 5.2.3 iMAS2020G嵌入式处理器 . 27 5.2.4 iPDM2020G局部放电监测智能组件. 27 5.2.5 iBMS2020 断路器
4、动作特性监测智能组件 . 29 5.2.6 iIEM2020A SF6 微水及密度监测智能组件 . 31 5.2.7 iIEM2020B SF6 气体泄漏监测智能组件 . 32 5.2.8 iMOA2020 避雷器绝缘监测智能组件. 34-I-MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系统1. 引 言按照国家电网公司统一坚强智能电网建设的工作安排，国家电网公司将依托生产管理信息系统（PMS）建立输变电设备状态监测与故障诊断系统。MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系统是智能电网建设的重要内容，它通过各种先进的传感技术、数字化技术、嵌入式计算机技术、广域分布的通信技术、在线监测技术以及
5、故障诊断技术实现各类电网设备运行状态的实时感知、监视、分析、预测和故障诊断。输变电设备状态监测技术是实现智能变电站建设的关键支撑技术，是智能变电站建设的核心内容。因此，输变电设备状态监测与故障诊断系统的建设对提高国家电网公司生产管理水平、加强状态监测检修辅助决策应用、推动智能电网建设具有积极而深远的意义。MDS4000 系统可为智能变电站提供在线监测与故障诊断的整体解决方案。系统可对变压器温度及负荷、油中溶解气体、油中微水、套管绝缘、铁芯接地电流、局部放电、辅助设备（冷却风扇、油泵、瓦斯继电器、有载分接开关等）、断路器及 GIS 中 SF6 气体密度及微水、GIS 局部放电、断路器动作特性、G
6、IS 室内 SF6 气体泄露、电流互感器及容性电压互感器绝缘、耦合电容器绝缘和避雷器绝缘等信息进行综合监测。MDS4000 系统具有准确性高、可靠性高、互换性好等特点，不是现有在线监测系统在后台监测软件层面上的数据集成，而是按照统一的结构方式、通讯标准、数据格式等的全面集成。MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系统依据获得的电力设备状态信息，采用基于多信息融合技术的综合故障诊断模型，结合设备的结构特性和参数、运行历史状态记录以及环境因素，对电力设备工作状态和剩余寿命作出评估；对已经发生、正在发生或可能发生的故障进行分析、判断和预报，明确故障的性质、类型、程度、原因，指出故障发生和发展的
7、趋势及其后果，提出控制故障发展和消除故障的有效对策，达到避免电力设备事故发生、保证设备安全、可靠、正常运行的目的。-2-MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系统2. MDS4000 系统概述 2.1 MDS4000 系统总体架构规划MDS4000 系统总体架构如图 2.1 所示。图中系统总体架构中，分布于变电站内的 MDD3000 系列智能一次设备在线监测系统将变电站内各类电气设备的状态数据通过标准的 IEC61850 通信协议与MDS4000 系统服务器进行交互，汇总至 MDS4000 系统服务器的状态监测数据库中。MDS4000 系统能够通过标准的 IEC61850 通信协议将数据
8、转发至地市级的输变电设备在线监测中心，然后由地市级的监测中心服务器接入网省状态监测信息接入服务器。网省状态监测信息接入服务器将收到规范的状态监测信息存入本地集中的状态监测数据库，并通过同样是集中部署的 PMS 高级应用模块进行后续处理和展现。在网省级，集中存储的状态监测数据可以通过规范的状态监测数据服务经由企业级 ESB 总线为外部提供各类输变电设备状态监测信息服务，满足各类业务应用对状态监测信息的处理需要。与此同时，网省侧 PMS 将集中的状态监测数据（跨区电网部分，连同跨区电网设备及运检信息）通过数据中心进一步转发总部侧状态监测数据库，以便总部 PMS 中的跨区电网高级应用模块及其他应用系
9、统使用。数字化的视频图像信息通过专门的信道和流媒体服务器逐级上送网省和总部，并集成显示于各级 PMS 应用模块之中。PMS 应用模块也可以发出下行的视频图像调控信号，以远程调节视频图像信息或调看指定的历史视频记录。在需要的时候，总部用户也可以通过总部 PMS 远程调用网省侧任何输变电设备的状态监测信息，以满足故障或其它异常情况下的特殊管理需要。图 2.1 MDS4000 系统总体架构规划图-3-MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系统2.2 MDS4000 系统主要技术特点 2.2.1 MDS4000 系统技术特点MDS4000 系统技术特点主要如下：（1）MDS4000 系统总体技术
10、特征图 2.2 MDS4000 系统的总体技术特征系统架构网络化：站内系统架构按照站控层、间隔层、过程层三层网络结构，也既是智能变电站技术导则中所规定的系统层及设备层两层网络结构，系统按照标准的 IEC61850 协议进行网络化的数据传输和网络化控制。全站信息数字化：对高压设备本体或部件进行智能控制所需设备状态参量及进行就地数字化测量。测量结果可根据需要发送至站控层网络或/和过程层网络。设备状态参量包括变压器油温、有载分接开关分接位置，开关设备分、合闸状态等。设备状态可视化：系统基于自监测信息和经由信息互动获得的设备其它信息，通过智能组件的自诊断，以智能电网其它相关系统可辨识的方式表述自诊断结
11、果，使设备状态在电网中是可观测的。通信协议标准化：全站实现通信协议标准化（遵循 IEC61850 标准），站控层具有智能高级应用，可对外提供统一的网络服务接口，系统满足电力二次系统安全防护总体方案和变电站二次系统安全防护方案要求。监测功能模块化：监测功能可根据需求对变电站智能化改造技术规范中规定的监测项目进行灵活配置，各监测功能模块基于统一的通讯协议，具有“即插即用”的特点。监测目标全景化：对整个变电站关键设备包括变压器、开关设备等进行全面的状态监测，实现监测目标全景化。信息共享平台化：支持信息一体化平台应用要求，站内数据信息集中共享；满足集中监控、顺序控制、状态检修等要求；站控层采用一体化平
12、台与电力数据网相连。信息展现一体化：站内系统信息平台把经过整合的信息资源展现给用户，提供给用户最全面的全方位监测和故障诊断信息，大大提高了信息系统的易用性和效率，实现了信息展现一体化的建设目标。（2）MDS4000 系统具有互动化的技术特点MDS4000 系统用于同一被监测设备各智能组件的监测数据，采用信息融合技术，实现全面且相互-4-功能与特点其他在线监测系统MDS4000 系统国网：智能变电站技术导则、变电站 智能化改造技术规范、高压设备智 能 化技术导则、智能变压器技术条件不符合符合通信规约RS485/CAN/ TCP/IP 等不统一统一采用 IEC61850设计原则面向监测功能、按监测
13、项目规划面向监测对象、按高压设备规划， 监测功能组件化监测项目形式单一、孤立、分散全景式、相互关联、集成式故障诊断形式按监测项目各自诊断综合诊断监测系统形式几套各自独立的监测系统组合一体化服务器数量多个一个数据存储分散、不统一的数据存储统一数据库、统一数据格式、统一 存储信息展现方式不同的系统界面一个系统界面设备提供商多个不同的制造厂一个制造厂方MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系统关联的状态监测与故障诊断。（3）（4）MDS4000 系统按监测的设备对象进行功能规划，从设备对象层面，具有独立性、完整性。MDS4000 系统采用一体化、平台化设计思路，从根本上解决了以往各种在线监测系
14、统在同一变电站中，甚至对同一设备对象“各自为政”的局面，实现了资源和信息共享，从而避免了重复建设，并简化了在线监测系统的运行与维护。 2.2.2 MDS4000 系统与其他在线监测系统的主要区别-5-MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系统3. MDS4000 系统体系结构3.1 MDS4000 系统组成图 3.1 3.2 MDS4000 系统网络架构MDS4000 站内数据平台MDS4000 系统组成示意图站控层IEC61850站内其它系统Et hernet 100/1000 Mbps，IEC61850 间隔层变压器智能 汇控柜IEC61850GIS间隔智能 汇控柜IEC61850断
15、路器智能 汇控柜IEC61850过程层变压器色谱及微水 变压器局部放电 变压器冷却单元 变压器套管绝缘 变压器有载分接开关S F6气体密度及微水 断路器动作特性 GIS局部放电 避雷器绝缘及计数器S F6气体密度及微水 断路器动作特性 断路器局部放电变压器工况信息监测图 3.2MDS4000 系统网络架构图 3.3 MDS4000 系统与其他系统的信息交互电力系统中的各种信息处理系统由于缺乏统一的标准，工作量巨大的规约转换工作已成为制约其信息处理系统发展的瓶颈。IEC 确定以 IEC61850 为基础，建立未来统一的电力系统无缝通信协议体系，-6-MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系
16、统IEC 61850 是变电站自动化系统的新一代的通信标准体系，基于该标准，不同厂家的产品间可实现无缝连接。MDS4000 系统采用了面向对象动态建模技术和模块化设计方法，全部基于统一开发的 IEC 61850平台，严格遵守 IEC 61850 标准，提供了标准化的通信接口。图 3.3 MDS4000 系统与其他系统的信息交互-7-操作系统Linux / Windows 2003 Server数据库Oracle/MySQL屏幕分辨率1028768 以上MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断系统4. MDS4000 系统站控层MDS4000 系统站控层主要由一台服务器和运行在该服务器上的 MDS4000 输变电设备状态监测与故障诊断软件组成，采用 Oracle/MySQL 数据库和 Linux/Windows 操作系统。 4.1 系统运行环境 4.1.1 硬件运行环境本系统配备专业级服务器，其具备极其出色的灵活性、显著的伸缩性、可靠性和安全性。 4.1.2 软件运行环境4.2 MDS4000 输变电状态
