TCDS变压器在线监测完整系统技术规范

TCDS变压器综合监测与专家诊断系统技术规范一.系统概述TCDS变压器综合监测与专家诊断系统是一套针对110kV及以上电压等级的变压器在线监测与诊断的完整解决方案，适用于110kV及以上电压等级的电力变压器、套管等高压电器设备的运行状态监测与诊断。该系统采用分布式结构、就地测量、数字传输。只需在被监测设备上安装智能化的本地监测单元，即可实施就地测量，并通过现场RS485通信把监测数据传送到中央监控器（CU，主机），中央监控器再通过RS485总线与局域网相连。用户（PC机）利用局域网可随时获取监测数据和诊断结果。在软件架构方面，采用模型-视图-控制器模式（MVC）设计，成功开发出了一套针对油浸式变压器运行状态的自动智能诊断与人工干预诊断（专家诊断）相互验证的诊断系统。系统实现数据显示、故障预警、故障诊断功能。监测缺陷发展趋势，揭示故障本质，提供措施建议。该系统对于存在异常征兆的变压器做到早发现、早分析、早诊断、早处理，避免事故发生，从而提高电力设备的运行可靠性与安全性。二.系统组成及原理1.系统组成本系统由下列监测单元组成：1)变压器铁芯接地电流监测装置；2)变压器套管介损tanδ、电容电流及电容量监测装置；3)变压器综合监测单元（含变压器负荷、分接开关、风机、油泵）；4)变压器局部放电在线监测装置；5)变压器油色谱在线监测装置；6)环境监测装置；7)智能柜柜体（含工控机、空调）。2.系统测量单元接线系统图A、B、C相容性设备介损测量单元（A、B、C）相母线套管母线PT变压器铁芯接地电流测量变压器油温测量单元测温电阻#1冷却风机启动传感器#n冷却风机启动传感器多组组分油色谱测量单元CMU主机系统SCADA取变压器负荷、三相电压、电流LAN环境温度、湿度测量单元套管末屏(A相)(A相))分接开关电机启动传感器套管母线PT(B相)(B相)套管母线PT(C相)(C相)三.系统基本使用条件3.1.使用环境1)工作环境温度：-30℃～＋65℃；存环境温度-40℃～＋80℃相对湿度：日平均最大相对湿度为95％；2)大气压力：80kPa～110kPa（相对于海拔高度为2km及以下）；3)太阳辐射强度为0.1w∕cm2。4)污秽等级为III级。5)风速35m/s6)耐受地震能力（水平加速度）大于0.5g7)海拔高度≤2000m3.2.工作电源1)交流电压：AC220V（±15%）；2)交流频率：50Hz（±5%）；3)谐波含量：5%。4)功率损耗：300W四.主要技术指标设备名称监测参数测量范围测量误差铁芯接地电流铁芯接地电流1mA~30A±5%套管电容电流100μA~500mA±1%等值电容50pF~25000pF±1%介质损耗因数0.001~0.1±0.1%变压器运行状态变压器负荷1000-300000kVA±5%母线电压35Kv-550kV±0.5%母线电流35kA-550kA±0.5%变压器油温分接开关、风机、油泵油温-50℃-120℃±0.5℃电机启动时间0-500ms±10%电机启动电流0-20A±10%电机运行电流0-10A±10%油色谱H210-2000ppm±10%CO5-2000ppm1ppm或±10%CO225-2000ppm1ppm或±10%CH450-2000ppm±10%C2H610-2000ppm±10%C2H410-2000ppm1ppm或±10%C2H21-500ppm1ppm或±10%总烃10-2000ppm1ppm或±10%四.系统主要功能1.综合智能诊断功能系统采集变压器运行状态所有相关数据（如油色谱、铁心接地电流、变压器套管、分接开关、风机、油泵、MOA设备、变压器运行工况和环境工况）；系统诊断方法运用有阈值报警诊断、基于DCA变压器油色谱诊断与基于DGA的变压器故障的神经网络识别诊断等多种分析诊断方法，进行智能综合诊断，判定出变压器的故障类型、大小、故障严重程度与故障大致位置，并提供缺陷处理措施建议。2.数据分析处理。考虑变压器负荷、环境因素（温湿度）与现场干扰因素的影响，采用小波分析原理与曲线拟合方法，剔除影响监测数据真实性的各种干扰因素，实现监测数据处理，去伪存真，保证数据准确、真实，为故障诊断提供科学的数据依据。3.自动诊断与人工干预诊断相互验证的故障诊断决策。系统提供多功能的人工诊断工具。人工诊断工具即采用多种图表实现数据处理，协助工程师对数据进行分析诊断，并把诊断结果采用人机界面清晰的多种图表与趋势曲线显示。人工（专家）诊断对自动诊断结果提供验证，保证诊断结果的准确性、可靠性。4.故障预警、突发性故障报警。预测潜伏性故障、捕获突发性故障信号并报警。5.系统自诊断功能。系统可对监测系统的硬件、软件设备状态进行自诊断，确保数据采集连续、稳定、准确、分散性小。6.数据库自动维护功能。系统提供了专门的数据库维护工具，以保证系统数据的完整性和数据处理的速度。7.人性化界面显示。显示监测数据、表格、诊断结果与趋势曲线。8.远程通信，数据、图表远程传送。用户可通过公共通信网络定时或实时接受、查看在线监测数据表格、诊断结果图表与趋势曲线。9.信息查询功能1）在线显示设备信息；2）在线标注设备运行状态；3）灵活显示设备的特征数据及趋势。10.报表功能。可生成信息报表，编辑报表。11.信息共享功能。多个用户终端可根据其权限获得相应的信息资源。五.系统主要配置序号硬件设备配置名称数量与作用1智能柜（含工控机、空调）1台，2变压器综合监测系统数据处理与功能诊断软件1套（故障分析诊断软件）3变压器油色谱在线检测单元1台，7组分油色谱4变压器综合监测单元1台，监测变压器负荷、相电压、电流、变压器油温及分接开关、循环油泵、1-n风机电流信号六.试验要求与技术规范6.1.电气绝缘性能1)介质强度产品能承受GB/T14598.3-1993（IEC60255-5）规定的交流电压为2kV（弱电回路为500V）、频率为50Hz、历时1min的介质强度试验，而无击穿和闪络现象。2)绝缘电阻用开路电压为500V的测试仪器测定产品的绝缘电阻值不小于100MΩ，符合IEC60255-5：2000的规定。3)冲击电压产品能承受GB/T14598.3-1993（eqvIEC60255-50）规定的峰值为5kV（额定电压为220V）或1kV（额定电压≤50V）的标准雷电波的冲击电压试验。根据3.5.3.11中绝缘性能要求，按GB/T7261中的规定和方法，对装置进行绝缘电阻测量、介质强度试验和冲击电压试验。对装置电源端进行绝缘试验中，装置不能处于工作状态。5环境温度与湿度监测单元1台，温度与湿度6变压器套管监测单元3台，测量变压器3相套管介损与电容量（220kV为6台）7变压器铁芯接地电流测量单元1台，变压器铁芯接地电流测量9主电缆KVVRP222*1.5+2*1.0500米10末屏电缆KVVRP22450/750V2*6.0150米11电源电缆KVVRP22450/750V4*2.5100米12铁芯接地电缆BVR3550米在正常大气条件下，监测单元的带电部分如电源、信号和数据输入回路和非带电金属及外壳之间，以及电气无联系的各电路之间，应具备良好的绝缘。符合DL/T478-2001中4.10的要求。6.2.机械性能1)振动产品能承受GB/T11287（idtIEC60255-21-1）规定的I级振动响应和振动耐受试验。2)冲击和碰撞产品能承受GB/T14537（idtIEC60255-21-2）规定的冲击响应和冲击耐受试验，以及I级碰撞试验。6.3.安全性能现场单元产品符合GB4208-2008外壳防护等级不低于IP55、安全类别为I类。组屏符合GB9361-1988中B类安全的规定。6.4.热性能（过载能力）产品的热性能（过载能力）符合DL/T478-2001的以下规定：1)交流电流回路：在2倍额定电流下连续工作，10倍额定电流下允许10s，40倍额定电流下允许1s；2)交流电压回路：在1.2倍额定电压下连续工作，1.4倍额定电压下允许10s。6.5.功率消耗产品的功率消耗符合DL/T478-2001的以下规定：1)交流电流回路：当额定电流为5A时，每相不大于1VA；额定电流为1A时，每相不大于0.5VA；2)交流电压回路：在额定电压下每相不大于1VA；3)直流电源回路：当正常工作时，不大于35W；当保护动作时，不大于60W。6.6.准确度试验对现场单元和后台单元，连续进行5次以上测量，测量结果在误差范围以内。6.7.环境温度试验1)低温试验按GB7261规定进行低温试验。试验温度在-40℃±2℃时，持续时间2小时。在试验过程中施加规定的激励量或特性量，试验期间其测量值的误差变化量在一个等级指数范围内；试验后检测单元性能满足技术要求的规定。2)高温试验按GB7261规定进行高温试验。试验温度在+65℃±2℃时，持续时间2小时。在试验过程中施加规定的激励量或特性量，试验期间其测量值的误差变化量在一个等级指数范围内；试验后检测单元性能满足技术要求的规定。3)循环温度试验根据低温试验和高温试验进行，试验期间检测单元测量值的变化量在一个等级指数范围内。4)恒定湿热试验检测单元能承受GB/T2423.9规定的恒定湿热试验。试验温度+40℃±2℃、相对湿度（93±3）％，试验时间为48h。在试验结束前2h内，其测量值的误差变化量在一个等级指数范围内；测量各电源、信号回路之间或与外壳和地之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ；工频耐压强度不低于规定的试验电压幅值的90％，试验期间检测单元测量值的变化量在一个等级指数范围内。七.标准依据系统提供的硬件设备和软件技术均符合最新版本的IEC、IEEE等相关标准要求，同时执行如下的行业标准和要求：DLT596-1996电气设备预防性试验规程GB50150-1991电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB2887-89计算机场地技术条件GB/T9361-1988计算机场地安全要求DL/T720-2000《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》《变电设备在线监测系统技术导则(征求意见稿)》《变电设备在线监测系统管理规范(征求意见稿)》GB/T191-2000包装储运图示标志GB/T2423电工电子产品环境试验GB/T17626电磁兼容试验和测量技术DL/T962-2005高压介质损耗测试仪通用技术条件IEC61850-1变电站内通信网络和系统第1部分：介绍和概述IEC61850-2变电站内通信网络和系统第2部分：术语IEC61850-3变电站内通信网络和系统第3部分：总体要求IEC61850-4变电站内通信网络和系统第4部分：系统和工程管理IEC61850-5变电站内通信网络和系统第5部分：功能的通信要求和设备模型功能和设备模型的通信要求IEC61850-6变电站内通信网络和系统第6部分：变电站自动化系统配置描述语言变电站自动化系统结构语言IEC61850-7-1变电站内通信网络和系统第7-1部分：变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构－原理和模型IEC61850-7-2变电站内通信网络和系统第7-2部分：变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构－抽象通信服务接口(ACSI)IEC61850-7-3变电站内通信网络和系统第7-3部分∶变电站和线路(馈线)设备基本通信结构－公用公共数据类IEC61850-7-4变电站通信网络和系统第7-4部分：变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构－兼容的逻辑节点类和数据类IEC61850-8-1变电站通信网络和系统第8-1部分：特定通信服务映射(SCSM)映射到MMS(ISO/IEC9506第1部分和第2部分)IEC61850-9-1变电站通信网络和系统第9-1部分：特定通信服务映射(SCSM)-通过单向多路点对点串行通信链路的采样值IEC61850-9-2变电站通信网络和系统第9-2部分：特定通信服务通过ISO/IEC8802-3GB/T15629.3的采样值