輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體目標(biāo)是要建立符合堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)要求的統(tǒng)一輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)開放的信息技術(shù)框架，安裝基于先進(jìn)傳感技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化傳輸、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警、分析、診斷、評(píng)估和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化、信息化，達(dá)到設(shè)備狀態(tài)自我感知、故障自我診斷的目的，為生產(chǎn)管理、監(jiān)測(cè)設(shè)備選型、智能電網(wǎng)決策分析支持技術(shù)提供決策所需要的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的建立一方面提高了在線監(jiān)測(cè)手段的集成化程度，依據(jù)綜合狀態(tài)診斷策略，節(jié)約設(shè)備維修保養(yǎng)工作所產(chǎn)生的費(fèi)用，只在必要的情況下及按照最適當(dāng)?shù)拇螖?shù)進(jìn)行設(shè)備檢修，并減少或延遲定期維修及更換設(shè)備及其組件，從而減少停電時(shí)間及節(jié)省維修開支;另一方面，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估能夠提高防止災(zāi)難性故障的能力，從而取得策略性效益，包括提升系統(tǒng)整體安全，防止操作人員以及公眾在災(zāi)難性故障中受到的損失與傷害，避免因系統(tǒng)不穩(wěn)定、損失負(fù)荷及環(huán)境污染而導(dǎo)致的潛在重大影響。

2 系統(tǒng)層次架構(gòu)設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)分為過(guò)程層、間隔層、站控層、主站層共四層[1-4]。

圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

(1) 過(guò)程層

過(guò)程層裝置全部實(shí)現(xiàn)IEC61850，系統(tǒng)在某智能變電站內(nèi)試點(diǎn)應(yīng)用，主要實(shí)現(xiàn)以下狀態(tài)監(jiān)測(cè)量的監(jiān)測(cè)。

(2) 間隔層

實(shí)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)設(shè)備相關(guān)監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)加工處理、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通訊代理、閾值比較、監(jiān)測(cè)預(yù)警等功能。

間隔層的監(jiān)測(cè)裝置均符合DL/T 860(IEC 61850)通信標(biāo)準(zhǔn)，直接與站端監(jiān)測(cè)單元通信，省去了綜合監(jiān)測(cè)單元。

(3) 站控層

站控層包括站端監(jiān)測(cè)單元(CAC)。實(shí)現(xiàn)整個(gè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行控制，以及站內(nèi)所有變電設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的匯集、綜合分析、監(jiān)測(cè)預(yù)警、存儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。

(4) 主站層

主站層除了包括數(shù)據(jù)處理、監(jiān)測(cè)預(yù)警、數(shù)據(jù)顯示等基本功能外，更在高級(jí)應(yīng)用功能方面進(jìn)行深入研究，包括故障診斷、趨勢(shì)預(yù)測(cè)等。主站層架構(gòu)采用開放式架構(gòu)的狀態(tài)評(píng)估平臺(tái)，有利于實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)與裝置的數(shù)據(jù)共享，推動(dòng)狀態(tài)檢修的發(fā)展,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)評(píng)估與輔助決策平臺(tái)與SG186中相關(guān)系統(tǒng)中的橫向貫通。

(5) 基于CBM的主站層架構(gòu)[5-7]

CBM開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(OSA—CBM，Open System Architecture for Condition Based Maintenance)是美國(guó)MIMOSA國(guó)際組織為規(guī)范系統(tǒng)集成各個(gè)廠家實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化接口提出的，該結(jié)構(gòu)將CBM系統(tǒng)分成具有不同功能的七個(gè)層次，包含了建立一個(gè)CBM系統(tǒng)所需的各個(gè)功能模塊，分別為：數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、狀態(tài)監(jiān)視模塊、健康評(píng)價(jià)模塊、預(yù)測(cè)模塊、決策支持模塊、數(shù)據(jù)展示模塊。它從狀態(tài)監(jiān)測(cè)的硬件要求到設(shè)備故障的診斷、預(yù)測(cè)及維修決策方案的人機(jī)交互界面都提供了一個(gè)規(guī)范。

3 綜合狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能

系統(tǒng)的主要功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測(cè)、傳輸、處理分析，實(shí)時(shí)反映設(shè)備的健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的異常征兆，發(fā)出越限報(bào)警，提示設(shè)備可能有的潛在缺陷，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)診斷分析設(shè)備可能存在的故障。

1) 通訊控制功能

a) 在線監(jiān)測(cè)裝置參數(shù)配置。包括采樣周期、所監(jiān)測(cè)設(shè)備的標(biāo)識(shí)、相關(guān)通信參數(shù)等。

b) 在線監(jiān)測(cè)裝置的激活與關(guān)閉。只有激活的監(jiān)測(cè)裝置才能采集其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

c) 在線監(jiān)測(cè)裝置的手工測(cè)試。現(xiàn)場(chǎng)的在線監(jiān)測(cè)裝置立即啟動(dòng)一次采集并將數(shù)據(jù)傳送給主站。

d) 校時(shí)。向在線監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出對(duì)時(shí)命令，保證在線監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)間與主站服務(wù)器時(shí)間同步。

2) 基本信息管理模塊

包括智能變電站基本信息、設(shè)備基本信息、監(jiān)測(cè)裝置基本信息、算法管理、監(jiān)測(cè)類型代碼管理、監(jiān)測(cè)裝置報(bào)警管理。

3) 系統(tǒng)管理模塊

包括對(duì)用戶、權(quán)限、系統(tǒng)日志的管理功能。

4) 在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集和處理

采用圖表方式直觀展示，并將不同監(jiān)測(cè)量區(qū)分多圖顯示，根據(jù)不同監(jiān)測(cè)參量設(shè)置對(duì)應(yīng)的的數(shù)據(jù)采集周期。

在線監(jiān)測(cè)過(guò)程中，由于突發(fā)設(shè)備啟動(dòng)、線路抖動(dòng)和