MDS4000智能变电站Word格式.docx
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5.1.4iMGA2020色谱微水监测智能组件................................................................................17
5.1.5iPDM2020T局部放电监测智能组件...............................................................................18
5.1.5iIMM2020套管绝缘监测智能组件.................................................................................20
5.1.5iOLTC2020有载开关监测智能组件...............................................................................21
5.1.6iCSM2020冷却单元监测智能组件.................................................................................22
5.1.7iOCM2020工况信息监测智能组件（控制参量测量IED）..........................................24
5.1.8MDD3000T系统构建的变电站变压器监测系统............................................................25
5.2MDD3000G智能断路器&
GIS在线监测系统..................................................................................25
5.2.1MDD3000G智能汇控柜组成...........................................................................................26
5.2.2MDD3000G智能汇控柜主要功能...................................................................................27
5.2.3iMAS2020G嵌入式处理器...............................................................................................27
5.2.4iPDM2020G局部放电监测智能组件...............................................................................27
5.2.5iBMS2020断路器动作特性监测智能组件.....................................................................29
5.2.6iIEM2020ASF6微水及密度监测智能组件.....................................................................31
5.2.7iIEM2020BSF6气体泄漏监测智能组件.........................................................................32
5.2.8iMOA2020避雷器绝缘监测智能组件.............................................................................34
-I-
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、GIS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-
2.MDS4000系统概述
2.1MDS4000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2.1MDS4000系统总体架构规划图
-3-
2.2MDS4000系统主要技术特点
2.2.1MDS4000系统技术特点
MDS4000系统技术特点主要如下：
（1）
MDS4000系统总体技术特征
图2.2MDS4000系统的总体技术特征
Ø
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-
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。
2.2.2MDS4000系统与其他在线监测系统的主要区别
-5-
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
3.MDS4000系统体系结构
3.1MDS4000系统组成
图3.1
3.2MDS4000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
Ethernet100/1000Mbps，IEC61850
间隔层
变压器智能
汇控柜
GIS间隔智能
断路器智能
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
SF6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
断路器局部放电
变压器工况信息监测
图3.2
MDS4000系统网络架构图
3.3MDS4000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-
IEC61850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IEC61850
平台，严格遵守IEC61850标准，提供了标准化的通信接口。
图3.3MDS4000系统与其他系统的信息交互
-7-
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
4.2MDS4000输变电状态监测与故障诊断系统软件
MDS4000输变电状态监测与故障诊断系统软件的开发采用面向对象技术和模块化设计，应用功能
封装在可重用的组件模块中，各组件模块通过标准的接口相互联接，可以根据需要进行随意配置，具
有可扩展性强、可重用性高等特点。
本软件采用了基于J2EE的架构模式，综合浏览器/服务器（B/S）、客户机/服务器（C/S）模式各
自的优势，构造了具有高可用性的混合模式综合应用，能够充分发挥各自的长处，具有安全可靠、灵
活方便、效率高等优势，同时本系统软件还能够跨平台运行，全面兼容Linux/Windows操作系统平台。
4.2.1软件特点
具体说来，本软件具备如下技术特点：
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
前瞻性：
充分考虑电力系统的发展趋势，确保产品技术的前瞻性；
先进性：
基于J2EE架构模式，支持跨平台运行，提供数据交换、共享和协作的应用环境，
支持数据的分布式维护与管理。
标准性：
所有产品都基于统一开发的IEC61850平台，采用了面向对象动态建模技术和
模块化设计方法，严格遵守IEC61850标准，同时通信功能灵活，系统在采用IEC61850
标准后，对非IEC61850协议也提供接入支持，具有良好的扩展性，做到了完全向下兼
容。
提供了一体化的信息展现平台，可根据实际业务需求对组件化的系统功能进行灵活配置。
提供完善的系统管理功能，包括用户及权限管理、数据管理、组态管理、系统配置等。
个性化界面，界面友好，提供智能化、图形化的操作，图形画面能够进行任意缩放，支
持图形、图元的移动、拖动、旋转、着色、拷贝、粘贴、打印、输出等功能，可直接对
系统的实时状态数据进行直观的展现，编辑界面直观，操作方便，风格可个性化定制。
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