《變電站數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)及數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》（征求意見稿）

ICS國際標準分類號

CCS中國標準文獻分類號

團體標準

T/CESXXX?XXXX

變電站數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)及數(shù)據(jù)采集技術(shù)

導(dǎo)則

Technicalguideforthesystemstructureanddatacollectionofthe

substation’sdigitaltwinsystem

（征求意見稿）

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變電站數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)及數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則

1范圍

本技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定了變電站數(shù)字孿生系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)采集接口和狀態(tài)量采集要求。

本技術(shù)導(dǎo)則適用于建設(shè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的變電站。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文

件。

GB/T19582.1-2008基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范

GB/T22239-2019信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求

GB/T33745-2017物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語

DL/T860（所有部分）標準工程實施技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1數(shù)字孿生Digitaltwin

指充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿

真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。

3.2變電站數(shù)字孿生系統(tǒng)Digitaltwinsystemofsubstation

指基于設(shè)備全息三維模型以及傳感器采集的高密度動態(tài)數(shù)據(jù)，將變電站的物理實體映射到虛擬空間中

構(gòu)建變電站的“孿生”個體，反映變電站內(nèi)實體設(shè)備的全生命周期過程，能夠支持設(shè)備狀態(tài)評估、趨勢預(yù)

測、故障診斷與檢修決策并向?qū)嶓w設(shè)備下達運維策略的系統(tǒng)。

3.3微服務(wù)Microservice

一種軟件架構(gòu)風(fēng)格，即以專注于單一責(zé)任與功能的小型功能區(qū)塊為基礎(chǔ)，利用模組化的方式組合出復(fù)

雜的大型應(yīng)用程序，各功能區(qū)塊使用與語言無關(guān)的API相互通訊。

4縮略語

下列縮略語使用于本文件：

API：應(yīng)用程序編程接口（ApplicationProgrammingInterface）

HTTP：超文本傳輸協(xié)議（HypertextTransferProtocol）

HTTPS：超文本傳輸安全協(xié)議（HyperTextTransferProtocolOverSecureSocketLayer)

JSON：JavaScript對象表示法（JavaScriptObjectNotation）

MQTT：消息隊列遙測傳輸（MessageQueuingTelemetryTransport）

CoAP：約束應(yīng)用協(xié)議（ConstrainedApplicationProtocol）

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QoS：服務(wù)質(zhì)量（QualityOfService）

TCP：傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol）

XML：可擴展標記語言（ExtensibleMarkupLanguage）

PRPS：脈序相位特性圖譜（PhaseResolvedPluseSequence）

PRPD：局部放電相位分布圖譜（PhaseResolvedPartialDischarge）

5系統(tǒng)架構(gòu)要求

5.1基本原則

a)應(yīng)堅持先進性與實用性相結(jié)合、統(tǒng)一性與靈活性相結(jié)合原則，既考慮到工程實施要求，也考慮到未

來的發(fā)展需求；

b)應(yīng)采用體系分層的架構(gòu)設(shè)計，各層之間應(yīng)相互獨立、界限清晰、獨立特定；

c)應(yīng)采用微服務(wù)的架構(gòu)模式，微服務(wù)的設(shè)計應(yīng)滿足單一職責(zé)、高內(nèi)聚、低耦合的要求；

d)微服務(wù)的拆分應(yīng)確保服務(wù)間單向調(diào)用，嚴禁循環(huán)調(diào)用;

e)微服務(wù)應(yīng)采用無狀態(tài)化設(shè)計，以支持分布式、可伸縮的部署方式；

f)微服務(wù)間調(diào)用應(yīng)有容錯機制，防止服務(wù)雪崩現(xiàn)象；

g)微服務(wù)間接口數(shù)據(jù)定義應(yīng)在每兩個接口之間約定，嚴禁內(nèi)嵌和透傳。

5.2體系分層

a)體系分層自底向上為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層；

b)感知層位于系統(tǒng)架構(gòu)的最底層，通常部署在靠近監(jiān)測設(shè)備或信息源頭，主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、

就地處理以及物聯(lián)接入，同時接收平臺層下發(fā)的控制指令以及配置信息等；

c)網(wǎng)絡(luò)層是感知層和平臺層間數(shù)據(jù)上傳和指令下發(fā)的通道，通過網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)了數(shù)字孿生體間的數(shù)據(jù)和

指令的通信；

d)平臺層在整個架構(gòu)中處于承上啟下的核心位置，對下通過網(wǎng)絡(luò)層對感知層終端數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一接入，

統(tǒng)一管理大規(guī)模物聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施，并高效處理海量感知信息；對上為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)支持及基礎(chǔ)組件

服務(wù)，促進數(shù)據(jù)融通，支撐應(yīng)用的靈活構(gòu)建；

e)應(yīng)用層直接面向終端用戶，提供可視化交互能力。

5.2.1感知層

a)感知層通過邊緣物聯(lián)代理完成對業(yè)務(wù)終端和采集控制終端的數(shù)據(jù)采集，將數(shù)據(jù)進行模型化后發(fā)送至

平臺層，也可通過匯聚終端經(jīng)規(guī)約轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)匯集后，將數(shù)據(jù)進行模型化后發(fā)送至平臺層；同時接

收平臺層下發(fā)的控制指令并執(zhí)行；

a)感知層數(shù)據(jù)上行應(yīng)保證QoS不小于1；

b)感知層數(shù)據(jù)上行應(yīng)支持數(shù)據(jù)的壓縮和編碼；

c)感知層數(shù)據(jù)采集宜包含數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控功能，監(jiān)控指標應(yīng)包括完整性、及時性、有效性、準確性。

5.2.2網(wǎng)絡(luò)層

a)網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)上行數(shù)據(jù)和下行指令的傳輸及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議間轉(zhuǎn)換；

b)通信網(wǎng)絡(luò)的選擇應(yīng)充分考慮數(shù)據(jù)傳輸可靠性、部署維護方便性的要求，針對不同的業(yè)務(wù)場景，選擇

合適組網(wǎng)形式；

c)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)的傳輸應(yīng)支持數(shù)據(jù)加密和壓縮。

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5.2.3平臺層

a)平臺層依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、可視化等技術(shù)，為系統(tǒng)提供基礎(chǔ)運行環(huán)境；

b)平臺層由服務(wù)平臺、數(shù)據(jù)平臺、算法平臺、可視化平臺組成；

c)服務(wù)平臺基于微服務(wù)引擎構(gòu)建，主要提供在線事務(wù)處理能力；

d)數(shù)據(jù)平臺基于大數(shù)據(jù)技術(shù)建設(shè)，主要提供在線分析處理能力；

e)算法平臺基于機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和知識圖譜等技術(shù)構(gòu)建，為系統(tǒng)提供智能分析的能力；

f)可視化平臺基于三維渲染引擎構(gòu)建，提供三維建模和可視化能力。

服務(wù)平臺

a)服務(wù)平臺基于微服務(wù)引擎構(gòu)建，提供基礎(chǔ)的、通用的能力，不負責(zé)處理具體業(yè)務(wù)邏輯；

b)服務(wù)平臺應(yīng)具備注冊發(fā)現(xiàn)、集中配置、服務(wù)網(wǎng)關(guān)、認證授權(quán)、容錯限流、鏈路追蹤、日志管理、消

息推送、運行監(jiān)控的能力；

c)服務(wù)平臺應(yīng)支持高可用部署、彈性伸縮；

d)認證授權(quán)應(yīng)在不影響業(yè)務(wù)邏輯的情況下，對接口進行攔截做鑒權(quán)處理，隔離用戶與業(yè)務(wù)邏輯之間的

耦合問題；

e)消息推送的平均延遲時間宜小于500ms，QoS宜不小于1；

f)日志應(yīng)不包含敏感信息，輸出格式應(yīng)統(tǒng)一；

g)日志應(yīng)可配置，即時生效，輸出級別應(yīng)設(shè)置為INFO以上；

h)日志的輸出不應(yīng)該影響系統(tǒng)的正常運行，不應(yīng)造成系統(tǒng)性能大幅下降。

數(shù)據(jù)平臺

a)數(shù)據(jù)平臺基于大數(shù)據(jù)技術(shù)棧構(gòu)建；

b)數(shù)據(jù)平臺應(yīng)具備實時流式計算和離線批計算能力；

c)數(shù)據(jù)平臺應(yīng)具備資源調(diào)度和任務(wù)調(diào)度能力；

d)數(shù)據(jù)平臺應(yīng)具備冷熱數(shù)據(jù)分級存儲的能力。

算法平臺

a)算法平臺包括基于機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的算法、基于知識圖譜的算法兩大類；

b)算法平臺應(yīng)具備基于機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的算法模型訓(xùn)練的能力；

c)算法平臺應(yīng)包含預(yù)測類算法、圖形識別類算法、缺陷智能診斷算法。

可視化平臺

a)可視化平臺應(yīng)支持數(shù)據(jù)可視化、模型可視化和地圖可視化；

b)可視化平臺應(yīng)支持在同一場景中同時展示數(shù)據(jù)、模型和地圖；

c)數(shù)據(jù)可視化應(yīng)支持高頻數(shù)據(jù)的實時展示；

d)模型可視化應(yīng)采用高效的三維場景渲染引擎；

e)地圖可視化應(yīng)采用高效的三維地圖渲染引擎；

f)地圖可視化應(yīng)采用具備提供離線地圖能力的地圖服務(wù)。

消息中間件

a)消息中間件為系統(tǒng)提供基于消息的數(shù)據(jù)接入能力；

b)消息中間件應(yīng)支持發(fā)布/訂閱模式；

c)消息中間件應(yīng)支持消息的持久化；

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d)消息中間件應(yīng)支持高可用部署，具備節(jié)點橫向擴展能力。

數(shù)據(jù)存儲

a)數(shù)據(jù)存儲包括數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)服務(wù)；數(shù)據(jù)庫包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、鍵值數(shù)據(jù)庫、列式數(shù)據(jù)庫、時序型數(shù)

據(jù)庫、圖數(shù)據(jù)庫和對象存儲；

b)應(yīng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫引擎應(yīng)支持事務(wù)；

c)應(yīng)采用鍵值數(shù)據(jù)庫作為緩存，提高系統(tǒng)并發(fā)訪問的效率，數(shù)據(jù)緩存應(yīng)設(shè)置緩存過期時間；

d)應(yīng)采用對象存儲存儲文件、圖片、音視頻數(shù)據(jù)，支持單文件大小宜不小于256MB；

e)應(yīng)采用列式數(shù)據(jù)庫或時序型數(shù)據(jù)庫存儲時序數(shù)據(jù)，單表宜滿足不少于3年數(shù)據(jù)存儲要求。

5.2.4應(yīng)用層

a)應(yīng)用層服務(wù)在平臺層基礎(chǔ)上構(gòu)建，完成復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯；

b)應(yīng)用層由后端服務(wù)和前端展示組成，采用前后端分離的設(shè)計；

c)前后端數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議應(yīng)支持HTTP、WebService、WebSocket；

d)前后端數(shù)據(jù)交互格式應(yīng)支持JSON、XML。

后臺服務(wù)

a)后臺應(yīng)包括場景管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理、指標管理、告警管理、算法管理和全文檢索服務(wù)；

b)設(shè)備管理應(yīng)包括設(shè)備模板的定義、設(shè)備的增刪改查、設(shè)備的統(tǒng)計分析；

c)設(shè)備模板應(yīng)包含設(shè)備編號、設(shè)備分類、設(shè)備所屬變電站，支持增加自定義屬性；

d)數(shù)據(jù)管理應(yīng)包括數(shù)據(jù)標準的定義、實時數(shù)據(jù)的推送、歷史數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計分析；

e)數(shù)據(jù)標準應(yīng)包含數(shù)據(jù)標準編號、數(shù)據(jù)標準的名稱、數(shù)據(jù)的計量單位；

f)指標管理應(yīng)包括指標體系的定義、指標計算任務(wù)的管理、指標的實時推送、指標的查詢；

g)指標管理應(yīng)支持指標的實時計算和離線計算，離線計算宜通過任務(wù)調(diào)度自動定時完成；

h)告警管理應(yīng)包括告警規(guī)則的配置、告警計算任務(wù)的管理、告警的實時推送、告警的查詢；

i)告警管理應(yīng)支持閾值判斷場景，宜支持基于人工智能的告警計算；

j)算法管理應(yīng)包括人工智能算法模型的訓(xùn)練、算法模型的應(yīng)用、算法任務(wù)的管理；

k)全文檢索服務(wù)應(yīng)包括文檔的上傳、標簽管理、基于標簽和關(guān)鍵字的搜索。

前端展示

a)前端展示應(yīng)支持主流瀏覽器；

b)前端展示應(yīng)具備三維模型、三維地圖的展示能力。

5.3系統(tǒng)部署

a)系統(tǒng)應(yīng)不依賴于特定的硬件作為必須條件；

b)系統(tǒng)部署應(yīng)支持主流Linux操作系統(tǒng)；

c)系統(tǒng)各組件應(yīng)支持高可用部署；

d)系統(tǒng)各組件應(yīng)支持離線安裝包部署；

e)安裝包應(yīng)采用壓縮格式，自帶必要的依賴包；

f)安裝包應(yīng)具備清理不必要文件的能力；

g)安裝包宜包含部署腳本和說明文檔。

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5.4非功能要求

5.4.1性能要求

a)首頁訪問平均響應(yīng)時間不宜超過1秒，系統(tǒng)登錄平均響應(yīng)時間不宜超過3秒；

b)執(zhí)行簡單查詢、添加、更新和刪除業(yè)務(wù)時，平均響應(yīng)時間不宜超過3秒；執(zhí)行千萬級數(shù)據(jù)量分析

處理時，平均處理時間不宜超過10秒；

c)執(zhí)行復(fù)雜的綜合業(yè)務(wù)（同時包括查詢、添加、更新、刪除等操作）時，平均響應(yīng)時間不宜超過7

秒；

d)應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的日常CPU平均利用率不超過65%，且CPU利用率不宜連續(xù)30秒超過

80%；

e)應(yīng)用服務(wù)器的日常內(nèi)存平均使用率不超過70%，且內(nèi)存使用率滿足不宜連續(xù)60秒超過80%。

5.4.2可用性要求

a)服務(wù)應(yīng)采用高可用方式部署；

b)系統(tǒng)可用性宜達到99.99％。

5.4.3可靠性要求

a)應(yīng)連續(xù)7×24小時不間斷工作；

b)平均無故障時間宜大于5000小時；

c)具備快速恢復(fù)機制，平均故障恢復(fù)時間應(yīng)不宜超過1小時；

d)存儲節(jié)點發(fā)生故障時，應(yīng)確保數(shù)據(jù)的完整性，且不影響數(shù)據(jù)的正常讀寫；

e)計算節(jié)點發(fā)生故障時，應(yīng)確保計算結(jié)果的正確性，且不影響數(shù)據(jù)的正常分析；

f)任務(wù)調(diào)度節(jié)點發(fā)生故障時，應(yīng)確保任務(wù)計劃的按時調(diào)度；

g)消息中間件節(jié)點發(fā)生故障時，應(yīng)確保消息不丟失，且不影響消息的正常的發(fā)布和消費。

5.4.4可伸縮性要求

a)系統(tǒng)應(yīng)支持服務(wù)的可伸縮部署；

b)系統(tǒng)應(yīng)具備服務(wù)上下線的自動發(fā)現(xiàn)能力；

c)系統(tǒng)應(yīng)支持服務(wù)的人工伸縮，宜支持基于策略的自動伸縮。

5.4.5安全性要求

應(yīng)遵循GB/T22239，并優(yōu)先滿足以下要求：

a)應(yīng)對登錄的用戶進行身份標識和鑒別，身份標識具有唯一性，身份鑒別具有復(fù)雜度要求并定期更換；

b)應(yīng)具有登錄失敗處理功能，應(yīng)配置并啟用結(jié)束會話、限制非法登錄次數(shù)和當(dāng)前登錄連接超時自動退

出等相關(guān)措施；

c)應(yīng)支持對敏感數(shù)據(jù)的嚴格訪問控制及脫敏操作，在訪問前應(yīng)進行必要的審批和授權(quán)，在訪問時應(yīng)記

錄操作日志；

d)提供主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信線路和集群系統(tǒng)的硬件冗余，提供數(shù)據(jù)備份功能，防止因意外事故導(dǎo)致數(shù)

據(jù)資產(chǎn)丟失。

6數(shù)據(jù)采集接口要求

數(shù)據(jù)采集的定義應(yīng)遵循GB/T33745，數(shù)據(jù)采集接口應(yīng)滿足原子性、可讀性、兼容性、獨立性、安全性

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的要求。

6.1通信協(xié)議要求

a)應(yīng)支持IPv4、IPv6連接，應(yīng)支持MQTT、CoAP、HTTP(S)協(xié)議接入；

b)應(yīng)支持IEC61850協(xié)議接入，應(yīng)符合DL/T860的要求；

c)應(yīng)支持MODBUS協(xié)議接入，通過串行鏈路或TCP/IP實現(xiàn)與采集模塊的通信時，其協(xié)議總體模型和功

能碼應(yīng)符合GB/T19582.1的要求。

6.2交互要求

6.2.1數(shù)據(jù)上傳

a)數(shù)據(jù)上傳請求

1)基于RS232/RS485接口的自定義協(xié)議數(shù)據(jù)一般采用主動上報機制，要求數(shù)據(jù)上傳頻率固定，便

于判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)生中斷。上行數(shù)據(jù)幀需要攜帶設(shè)備識別碼用于識別設(shè)備是否合法，如果不合

法則拒絕該幀；

2)基于MODBUS、IEC61850等協(xié)議接入平臺時，采集模塊應(yīng)主動和設(shè)備建立連接，并發(fā)送獲取數(shù)

據(jù)請求，設(shè)備收到請求后響應(yīng)有效感知數(shù)據(jù)。為了判斷設(shè)備是否中斷，要求采集模塊以固定頻

率讀取設(shè)備數(shù)據(jù)；

b)數(shù)據(jù)上傳應(yīng)答

1)基于RS232/RS485接口的自定義協(xié)議數(shù)據(jù)主動上報后，采集模塊不返回響應(yīng)；

2)基于MODBUS、IEC61850等協(xié)議接入平臺時，設(shè)備是服務(wù)端角色，采集模塊以客戶端角色主動

訪問設(shè)備，設(shè)備應(yīng)答信息就是有效數(shù)據(jù)。

6.2.2指令下發(fā)

a)下發(fā)指令是對接入設(shè)備下發(fā)控制或配置指令，用于控制設(shè)備或修改設(shè)備參數(shù)。只有被動接入的設(shè)備

支持下發(fā)指令。采集模塊連接設(shè)備后下發(fā)控制指令或參數(shù)配置指令，設(shè)備接收指令后做出相應(yīng)動作

或者修改自身配置參數(shù)；

b)指令應(yīng)答是接入設(shè)備對控制或配置指令的響應(yīng)。設(shè)備接收指令后解析指令，如果是控制指令則做出

相應(yīng)的動作，如果是配置指令則修改配置參數(shù)。

6.3數(shù)據(jù)要求

6.3.1數(shù)據(jù)類型

a)傳輸數(shù)據(jù)類型包括文本數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)、二進制流；

b)文本數(shù)據(jù)應(yīng)為JSON或XML格式數(shù)據(jù)，文件數(shù)據(jù)宜為JSON或XML格式。

6.3.2數(shù)據(jù)編碼

a)為了提高傳輸效率，數(shù)據(jù)傳輸前應(yīng)編碼為字符串；

b)為了減少傳輸載荷，數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)壓縮和加密。

6.4安全要求

6.4.1通信網(wǎng)絡(luò)安全

a)禁止歸屬不同安全大區(qū)的接入設(shè)備直接通信，確實有通信需求的，應(yīng)采取等同于大區(qū)間隔離強度的

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技術(shù)措施；

b)傳輸時支持信息完整性校驗機制，實現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的傳輸完整性保護，如校驗碼，消息摘要等；

c)應(yīng)具有通信延時和中斷的處理機制。

6.4.2終端安全

a)終端接入應(yīng)進行安全認證；

b)應(yīng)能對終端進行身份鑒別失敗處理；

c)在采用插卡方式進行身份鑒別時，應(yīng)采取措施防止卡片被拔除或替換；

d)限制終端鑒別失敗的次數(shù)，當(dāng)超過設(shè)定值后終止終端接入，并在一定的安全時間間隔后才能恢復(fù)；

e)對于具有操作系統(tǒng)的感知終端，操作系統(tǒng)用于應(yīng)有唯一標識，系統(tǒng)用戶的口令應(yīng)由字母、數(shù)字及特

殊字符組成，且長度不小于8位。

6.5報文要求

a)報文應(yīng)采用JSON或XML數(shù)據(jù)格式；

b)報文應(yīng)包括測點標識、采集時間、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)負載，支持增加擴展數(shù)據(jù)；

c)采集時間應(yīng)采用時間戳，精度為毫秒；

d)數(shù)據(jù)類型應(yīng)支持整型、浮點型、字符串。

7狀態(tài)量采集要求

7.1主變壓器

7.1.1監(jiān)測手段

a)主變壓器狀態(tài)量采集應(yīng)使用以下監(jiān)測裝置：

1)紅外成像監(jiān)測裝置

對于110kV以上主變壓器為必選項。該裝置配備可旋轉(zhuǎn)的紅外、可見光一體化裝置，可以定

制巡檢路徑，實時監(jiān)測主變壓器各部位熱點溫度，及時發(fā)現(xiàn)主變壓器發(fā)熱缺陷并分級告警；

2)高頻局放/接地電流監(jiān)測裝置

對于110kV以上主變壓器為必選項。該裝置可實時監(jiān)測主變壓器內(nèi)部局放信號，與典型放電

圖譜比對，對主變壓器內(nèi)部局放嚴重程度進行分級告警；同時利用接地電流傳感器監(jiān)測鐵芯接

地電流值并進行趨勢分析和異常報警，有效防范鐵芯多點接地故障；

3)油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置

該裝置監(jiān)測變壓器油中氣體以及水分，精確檢測故障特征氣體濃度，對主變壓器內(nèi)部的過熱和

放電故障進行診斷與報警；

4)智能油位監(jiān)測裝置

該裝置借助壓電傳感器，將壓力轉(zhuǎn)換為油位數(shù)據(jù)，與油溫油位曲線進行比對，當(dāng)存在異常偏差

時報警，有效避免因機械油位計假油位引起的誤判；

5)智能吸濕器

該裝置監(jiān)測吸濕器內(nèi)部溫濕度，智能調(diào)節(jié)加熱裝置，實現(xiàn)環(huán)保型硅膠的自動干燥，免人工維護；

b)主變壓器狀態(tài)量采集宜使用以下監(jiān)測裝置：

1)分接開關(guān)機械特性監(jiān)測裝置

該裝置利用電流、轉(zhuǎn)動、振動傳感器，檢測操作過程中驅(qū)動電機電流和機械振動信號，通過系

統(tǒng)分析判斷有載調(diào)壓分接開關(guān)運行狀態(tài)、故障程度及發(fā)展趨勢；

7

T/CESXXX-XXXX

2)智能油溫監(jiān)測裝置

該裝置采用PT100鉑電阻感溫元件監(jiān)測油溫，實現(xiàn)分級報警功能，及時發(fā)現(xiàn)油溫異常升高；

3)管母內(nèi)無源測溫裝置

該裝置可實時監(jiān)測管母屏蔽筒內(nèi)接頭處的溫度并實現(xiàn)分級報警功能，有效預(yù)防異常發(fā)熱甚至

絕緣擊穿等現(xiàn)象。

7.1.2狀態(tài)量清單

表7.1主變壓器狀態(tài)量清單

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

高壓套管溫度（ABC）

低壓套管溫度（ABCO）

進線電纜頭溫度（ABC）

瓦斯繼電器溫度

1紅外成像監(jiān)護終端本體油枕溫度110kV以上

有載開關(guān)油枕溫度

本體溫度

實時紅外監(jiān)控視頻

實時可見光監(jiān)控視頻

鐵芯高頻局放幅值

鐵芯高頻局放次數(shù)

夾件高頻局放幅值

高頻局放/接地電流監(jiān)測夾件高頻局放次數(shù)

2110kV以上

裝置鐵芯接地電流

夾件接地電流

實時PRPD圖譜

實時PRPS圖譜

CO2含量

C2H2含量

C2H4含量

C2H6含量

CH4含量

CO含量

H2含量

油中溶解氣體在線監(jiān)測

3總烴含量√

裝置

H2O含量

CO2產(chǎn)氣率

C2H2產(chǎn)氣率

C2H4產(chǎn)氣率

C2H6產(chǎn)氣率

CH4產(chǎn)氣率

CO產(chǎn)氣率

8

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表7.2主變壓器狀態(tài)量清單（續(xù)）

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

H2產(chǎn)氣率

總烴產(chǎn)氣率

4智能油位監(jiān)測裝置實時油位比例√

本體呼吸器濕度

5智能吸濕器√

本體呼吸器溫度

變化時間

分接開關(guān)機械特性監(jiān)測

6變化檔位√

裝置

故障類型

7.2開關(guān)柜

7.2.1監(jiān)測手段

a)開關(guān)柜狀態(tài)量采集應(yīng)使用以下監(jiān)測裝置：

1)開關(guān)柜地電壓、超聲波局放監(jiān)測裝置

該裝置監(jiān)測開關(guān)柜暫態(tài)地電壓局放值、超聲波局放值以及頻率相關(guān)性，獲取開關(guān)柜內(nèi)部局部放

電產(chǎn)生的電、聲信號，用于判斷開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備絕緣性能；

2)開關(guān)柜內(nèi)運行環(huán)境監(jiān)測裝置

該裝置可實時采集開關(guān)柜內(nèi)環(huán)境溫、濕度以及臭氧含量數(shù)據(jù)，配合暫態(tài)地電壓局放、超聲波局

放診斷結(jié)果，進一步判斷開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備絕緣狀態(tài)。

b)開關(guān)柜狀態(tài)量采集宜使用以下監(jiān)測裝置：

1)開關(guān)柜特高頻局放監(jiān)測裝置

該裝置可監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)部絕緣放電時產(chǎn)生的特高頻電磁波脈沖信號，及時報警，防止各類早期

絕緣缺陷發(fā)展；

2)開關(guān)柜面板視頻識別監(jiān)測裝置

該裝置借助視頻識別技術(shù)獲取開關(guān)柜面板表計、指示燈、壓板狀態(tài)等巡視數(shù)據(jù)，并對面板上的

異常顯示進行報警；

3)斷路器機械特性監(jiān)測裝置

該裝置可在線監(jiān)測斷路器分合閘線圈電流、斷路器分合閘狀態(tài)和儲能電機電流，綜合評估斷路

器機械性能；

4)開關(guān)柜觸頭溫度在線監(jiān)測裝置

該裝置針對開關(guān)柜內(nèi)斷路器觸點的溫度進行檢測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因

素造成接點接觸電阻過大而發(fā)熱。

7.2.2狀態(tài)量清單

表7.3開關(guān)柜狀態(tài)量清單

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

開關(guān)柜地電壓、超聲暫態(tài)地電壓幅值(柜前/柜后)

1√

波局放監(jiān)測裝置超聲波有效值(柜前/柜后)

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表7.4開關(guān)柜狀態(tài)量清單（續(xù)）

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

頻率分量1(柜前/柜后)

頻率分量2(柜前/柜后)

超聲波局放圖譜（柜前/柜后）

臭氧含量

開關(guān)柜內(nèi)運行環(huán)境監(jiān)

2柜內(nèi)濕度√

測裝置

柜內(nèi)溫度

開關(guān)柜特高頻局放監(jiān)PRPD圖譜

3√

測裝置PRPS圖譜

模擬圖指示器指示

紅綠燈指示

壓板投退狀態(tài)

開關(guān)柜面板視頻識別

4控制開關(guān)、切換開關(guān)狀態(tài)√

監(jiān)測

繼電保護裝置狀態(tài)

帶電指示器指示

加熱控制器狀態(tài)

7.3組合電器

7.3.1監(jiān)測手段

a)組合電器狀態(tài)量采集宜使用以下監(jiān)測裝置：

1)斷路器機械特性監(jiān)測裝置

該裝置可在線監(jiān)測斷路器分合閘線圈電流、斷路器分合閘狀態(tài)和儲能電機電流，綜合評估斷路

器機械性能；

2)特高頻局放監(jiān)測裝置

該裝置可獲取組合電器內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的特高頻信號，實時、有效、快速定位組合電器局部

放電故障位置并對放電類型進行分析判斷；

3)遠傳式SF6氣體密度繼電器

該裝置主要用于控制和監(jiān)視密封氣室內(nèi)的SF6氣體密度，可在壓力達到超壓、發(fā)信及閉鎖狀

態(tài)時及時將信息通過接點連接電路傳送到后臺終端。

7.3.2狀態(tài)量清單

表7.5組合電器狀態(tài)量清單

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

分合閘線圈電流

1開關(guān)機械特性監(jiān)測裝置√

儲能電機電流

PRPD圖譜

2特高頻局放采集裝置√

PRPS圖譜

3遠傳式SF6氣體密度繼電器SF6氣體壓力值√

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表7.6組合電器狀態(tài)量清單（續(xù)）

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

SF6氣體壓力報警信號

7.4中性點避雷器

7.4.1監(jiān)測手段

a)中性點避雷器狀態(tài)量采集應(yīng)使用以下監(jiān)測裝置：

1)避雷器全電流及動作次數(shù)監(jiān)測裝置

該裝置對避雷器的全電流及放電次數(shù)計數(shù)進行在線監(jiān)測，分析避雷器內(nèi)部絕緣情況，發(fā)生異常

時報警。

b)中性點避雷器狀態(tài)量采集宜使用以下監(jiān)測裝置：

1)避雷器阻性電流監(jiān)測裝置

該裝置對避雷器的阻性電流進行在線監(jiān)測，分析避雷器氧化鋅閥片特性，發(fā)生異常時報警。

7.4.2狀態(tài)量清單

表7.7中性點避雷器狀態(tài)量清單

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

避雷器A相全電流

避雷器B相全電流

避雷器全電流及動作次數(shù)監(jiān)測裝避雷器C相全電流

1√

置避雷器A相動作次數(shù)

避雷器B相動作次數(shù)

避雷器C相動作次數(shù)

避雷器A相阻性電流

2避雷器阻性電流監(jiān)測裝置避雷器B相阻性電流√

避雷器C相阻性電流

7.5中性點接地電阻

7.5.1監(jiān)測手段

a)中性點接地電阻狀態(tài)量采集宜使用以下監(jiān)測裝置：

1)間歇性接地監(jiān)測裝置

該裝置實時監(jiān)測中性點接地電阻的溫度和電流，將中性點接地電阻溫度升高告警和零流啟動

次數(shù)告警相結(jié)合，及時準確反映接地電阻運行情況，解決中性點接地電阻因間歇性接地?zé)龤У?/p>

問題。

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7.5.2狀態(tài)量清單

表7.8中性點接地電阻柜狀態(tài)量清單

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

中性點電流

1間歇性接地檢測裝置中性點溫度√

間歇性接地信號

7.6電容器柜

7.6.1監(jiān)測手段

a)電容器柜狀態(tài)量采集宜使用以下監(jiān)測裝置：

1)電容器壓力監(jiān)測裝置

該裝置實時掌控電容器組內(nèi)每臺電容器內(nèi)部壓力情況，超過電容器額定壓力時進行報警，預(yù)防

電容器鼓肚、電容器參數(shù)改變等缺陷；

2)電容器柜內(nèi)避雷器監(jiān)測裝置

該裝置實時監(jiān)測電容器柜內(nèi)每臺避雷器泄漏電流及動作次數(shù)，對泄漏電流進行異常報警；

3)電抗器過電壓監(jiān)測裝置

該裝置用于監(jiān)測電容器組投切時的截流過電壓，能夠及時發(fā)現(xiàn)電抗器兩端的過電壓，直接保護

電抗器及電容器組，間接保護投切開關(guān)柜、母線、絕緣子等裝置。

7.6.2狀態(tài)量清單

表7.9電容器柜狀態(tài)量清單

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

1電容器壓力監(jiān)測裝置柜內(nèi)每臺電容器內(nèi)部壓力√

柜內(nèi)每相單臺避雷器動作次數(shù)

2電容器柜內(nèi)避雷器監(jiān)測裝置√

柜內(nèi)每相單臺避雷器電流

3電抗器過電壓監(jiān)測裝置電抗器兩端的過電壓√

7.7站用變柜

7.7.1監(jiān)測手段

a)站用變柜狀態(tài)量采集宜使用以下監(jiān)測裝置：

1)綜合局放監(jiān)測裝置

該裝置監(jiān)測站用變柜暫態(tài)地電壓局放值、超聲波局放值以及頻率相關(guān)性，獲取站用變柜內(nèi)部局

部放電產(chǎn)生的電、聲信號，用于判斷站用變柜內(nèi)設(shè)備絕緣性能；

2)柜內(nèi)測溫裝置

該裝置針對站用變高低壓母排搭接點、電纜接頭等電器連接點的溫度進行檢測，防止因氧化、

松動、灰塵等因素導(dǎo)致接點過渡電阻過大而引起的發(fā)熱隱患。

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7.7.2狀態(tài)量清單

表7.10站用變柜狀態(tài)量清單

序號監(jiān)測裝置狀態(tài)量必選項可選項

暫態(tài)地電壓幅值(柜前/柜后)

超聲波有效值(柜前/柜后)

1綜合局放監(jiān)測裝置頻率分量1(柜前/柜后)√

頻率分量2(柜前/柜后)

超聲波局放圖譜（柜前/柜后）

站用變