浙江电网变电设备在线监测CAC功能规范试行.docx
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浙江电网变电设备在线监测CAC功能规范试行
浙江电网变电设备在线监测
CAC功能规范
（试行）
目次
浙江电网变电设备在线监测CAC功能规范（试行）
1.范围
本规范规定了变电设备在线监测CAC装置在系统中的所处位置，硬件要求，软件功能要求，CAC与CAG通讯规约，CAC与监测装置及综合监测单元（CMA）通讯规约等方面的功能规范。
本规范适用于在浙江电网运行的变电设备在线监测CAC装置招标，采购以及现场验收过程工作中的产品功能标准依据。
2.规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规程，然而，鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规程。
DL/T860.71-2006变电站通讯网络和系统第7-1部分：
变电站和馈线设备的基本通讯结构原理和模型
DL/T860.72-2004变电站通讯网络和系统第7-2部分：
变电站和馈线设备的基本通讯结构抽象通信服务接口
DL/T860.73-2004变电站通讯网络和系统第7-3部分：
变电站和馈线设备的基本通讯结构公共数据类
DL/T860.74-2006变电站通讯网络和系统第7-4部分：
变电站和馈线设备的基本通讯结构兼容的逻辑节点类和数据类
DL/T860.81-2006变电站通讯网络和系统第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）
Q／GDW534-2010变电设备在线监测系统技术导则
Q／GDW535-2010变电设备在线监测装置通用技术导则
Q／GDW616-2011基于DL／T860标准的变电设备在线监测装置应用规范
国家电网公司生技改〔2010〕95号输变电设备状态监测系统概要设计
浙电生字[2011]44号浙江省电力公司变电设备在线监测装置数据传输规约（试行）
浙电生字[2011]473号浙江省电力公司输变电设备状态监测系统总体建设规划
3.术语和定义
3.1在线监测
在不停电的情况下，对设备状况连续或定时进行的各类监测
3.2状态信息接入控制器CAC（ConditionInformationAcquisitionController）
状态信息接入控制器，是一种部署在变电站内的，能以标准方式连接站内各类传感器或状态监测代理，接收它们所发出的标准化状态信息，并对它们进行标准化控制的设备。
3.3状态信息接入网关机CAG（ConditionInformationAcquisitionGateway）
是部署在主站侧的，能以标准方式远程连接各类状态监测代理CAC，接收它们所发出的标准化状态信息，并对它们进行标准化控制的计算机
3.4状态监测代理（综合监测单元）CMA（ConditionMonitoringAgent）
是一种安装于线路上或变电站内的，能在一个局部范围内集中线上或站内各类传感器采集的状态监测数据，并集中与CAC或CAG进行标准化数据通信的统一代理装置。
CMA可跨专业和跨厂家采集各类状态信息。
3.5监测装置
对变电设备进行自动、实时监测的装置。
4.系统概述
图4－1在线监测系统架构中的CAC位置及主要功能
5.CAC装置软硬件要求
5.1硬件要求
5.1.1嵌入式类型
1.CPU性能：
CPU主频不低于1.2G。
2.内存容量：
内存不低于1G。
3.物理接口数量及类型：
支持两路以上100M网口；四路以上带2000V光电隔离的RS485串口。
4.装置尺寸：
采用19英寸标准机架式安装，高度不超过2U。
5.电源要求：
采用单路AC220V供电
6.工作环境：
-40℃至75℃。
7.储存器大小:
安装操作系统和相关软件后，至少预留8G的数据存储空间，并具备内置式硬件扩展存储空间的能力。
8.人机交互接口：
提供显示接口及鼠标键盘接口
5.1.2工控机类型
1.CPU性能不低于InterE5300
2.内存容量不低于2G
3.网络接口数量至少两路100M网口
4.串口数据至少4路带2000kV光电隔离的485口
5.装置尺寸采用19英寸标准机架式安装，高度不超过4U
6.电源要求采用单路AC220V供电
7.整机工作环境-40度至75度
8.硬盘SATA160G以上
5.2软件功能要求
5.2.1操作系统要求
1.采用Linux操作系统，内核为2.6及以上版本。
5.2.2数据信息支持类型及接入能力
1.CAC支持的状态信息类型应遵循DL/T860.73标准，其中主要使用的CAC类型如表1-1所示：
表5-1：
状态信息类型
序号
类型
说明
1
SPS
单点状态信息
2
DPS
双点状态信息，
3
INS
整数状态信息
4
MV
遥测量
5
SPC
可控单点类
6
DPC
可控双点类
7
INC
可控整数状态
8
SPG
单点定值
9
ING
整数状态定值
10
ASG
模拟定值
11
DPL
设备铭牌
12
LPL
逻辑节点铭牌
2.CAC至少支持20000个DO（数据对象）的数据存储及10000个DO数据同时转发。
5.2.3历史数据处理
1.处理响应时间：
请求10000历史记录要求小于1秒
2.存储容量：
存储的逻辑节点（LN）个数至少200个，每个LN含大约10个DO（量测量）数据，最小存储周期为5分钟（该周期可由主站下发设置），存储时间要求大于1年，。
5.2.4实时数据处理
1.数据处理要求：
实现信息的挑选和转发，能对数据进行有效性分析和过滤。
2.CAC响应CAG召唤实时数据处理性能要求：
满足间隔5分钟频度完成全站实时数据的召唤。
3.数据采集处理要求：
满足5分钟内全站所有在线监测装置实时数据采集和处理。
5.2.5用户界面要求
1.CAC装置应带有用户界面功能，实现简单的在线数据浏览、运行状态显示及历史数据信息浏览。
2.该功能以WEB访问的模式提供。
详见附录A。
5.2.6信息接入要求
1.DL/T860方式：
1）CAC应支持的DL/T860.72的ACSI（抽象通讯服务接口）应参照国网公司发布的《基于DL／T860标准的变电设备在线监测装置应用规范》及浙江省电力公司发布的《变电设备在线监测装置数据传输规约（试行版）》，两者有冲突的部分以国网公司发布的为主。
2）CAC提供工程化组态工具，能将在线监测装置厂家提供装置的ICD文件进行配置，形成并加载SCD文件。
2.其他通讯方式:
1）CAC应能提供扩展方式接入103+104,MODBUS等其他规约
6.CAC与CAG通讯规范
6.1通讯能力及规约要求
1.应遵循国家电网公司变电在线监测I2接口协议，建议同时支持WebService、DL/T860、104（或网络103）等通讯规约。
2.CAC至少可同时服务5个CAG设备。
3.CAC可支持配置CAG的IP地址，并要求标记IP地址属于主机还是备机，通过这种方式对接入的CAG进行限制。
6.2录波数据的传输规约及格式
录波格式：
参照国网公司发布的《基于DL／T860标准的变电设备在线监测装置应用规范》及浙江省电力公司发布的《变电设备在线监测装置数据传输规约（试行版）》。
录波传输规约：
1.CAC与CAG如采用WebService规约，则参照国家电网公司发布的变电在线监测I2通信规约中具体规定。
2.CAC与CAG如采用DL/T860规约，则采用文件服务传输方式传输录波文件。
3.CAC与CAG如采用103通讯规约，则采用《CAC及CAG103通讯规约》文档中的文件传输方式传输录波文件，详见附录B
4.其他规约情况应视具体情况确定具体传输方式。
5.需要传输录波文件的监测装置类型及文件格式类型定义如下表1-2所示：
表6-1：
监测装置类型及录波文件格式
序号
监测装置类型
录波文件格式
1
变压器油色谱
采用XML配置文件的COMTRADE格式
2
断路器机械特性
采用XML配置文件的COMTRADE格式
3
变压器局部放电
采用XML配置文件的COMTRADE格式
4
GIS局部放电
采用XML配置文件的COMTRADE格式
6.3历史数据传输规约要求
CAC负责召唤监测装置历史数据，通过自动或手动方式（由CAG命令方式决定）将历史数据上送至CAG。
1.采用WebService规约：
参考国家电网公司发布的变电在线监测I2通信规约中具体规定。
2.采用DL/T860规约：
CAG与CAC之间使用DL/T860的日志功能实现历史数据传输，详细请参考DL/T860.72-2004标准14.3章节及DL/T860.81-2006标准17.3章节
3.采用CAC与CAG103通讯规约：
使用103文件传输方式实现历史数据传输，详细请参考附录B及附录C
4.其他规约由具体规约决定传输方式。
6.4对时方式及规约要求
CAG与CAC间采用SNTP协议实现时间同步，以CAG为时钟源，要求对时周期可调整1分钟至1天可调，默认为1小时。
6.5链路连接心跳规约
1.采用WebService规约：
参考国家电网公司发布的变电在线监测I2通信规约。
2.采用网络103规约：
参考附录D。
3.采用DL/T860规约：
在链路空闲时，采用MMS协议的status命令实现心跳功能，详细参考ISO9506-1和ISO9506-2标准。
4.采用其他规约：
按照其他规约提供心跳报文功能实现，如采用的其他规约没有提供心跳报文，则利用规约中可重复召唤或问答方式的短报文作为心跳报文
6.6设备URI码映射及通讯
CAC应支持实现设备URI码（17位识别码）与设备映射，CAC提供通讯规约及服务接口
7.CAC与监测装置及CMA通讯规范
7.1通讯能力及规约要求
1.CAC与监测装置之间一般采用DL/T860通讯方式。
2.监测装置如果不支持DL/T860通讯方式，则需要通过综合监测单元（CMA）或原有站级应用系统转换为DL/T860规约后接入CAC。
3.CAC可融合综合监测单元（CMA）的功能。
7.2历史数据传输规约要求
CAC与监测装置通讯中断后在恢复时应自动进行最近一次断开时间段历史数据召唤，并尽量确保所有断开时段的信息不丢失。
同时CAC应提供本地及远程方式实现手动召唤监测装置任意时段的历史数据。
7.3对时方式及规约要求
CAC与监测装置及CMA间采用SNTP协议实现时间同步，以CAC为时钟源，要求支持分别对每个在线监测装置设置可调整的对时周期，1分钟至1天范围可调，默认1小时。
7.4装置通讯工况实现要求
1.通过CAC本身扩展建模设备辅助LN节点进行工况信息扩展，并通过CAC本身对该信息点进行数据设置和更新。
2.在线监测通讯工况建模详细请参考浙江省电力公司发布的《变电设备在线监测装置数据传输规约（试行版）》在线监测装置通讯工况建模
7.5链路连接心跳规约
1.采用DL/T860规约：
在链路空闲时，采用MMS协议的status命令实现心跳功能，详细参考ISO9506-1和ISO9506-2标准。
2.采用其他规约：
按照其他规约提供心跳报文功能实现，如采用的其他规约没有提供心跳报文，则利用规约中可重复召唤或问答方式的短报文作为心跳报文。
附录A（WEB功能要求）
一、总体要求
变电站端在线监测WEB系统能够对包含变压器（油色谱、局放、铁芯、风机、油泵）、容性设备（主变套管、电流互感器CT、电压互感器CVT、耦合电容器OY）、氧化锌避雷器MOA、高压断路器、高压组合电器GIS、蓄电池，隔离开关等主要变电设备类型的在线监测数据进行展示，各设备类型及其监测参数（包括CAC及监测装置工况）主要包括：
✓变压器油色谱与微水：
H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、微水
✓变压器铁芯：
接地电流
✓变压器局放：
放电幅度、放电相位、放电频次
✓容性设备（套管、CT、CVT、OY）：
泄漏电流、介损、相对介损、电容量、电容量变化率、泄漏电流之和、二次侧电压、电压之和、同相电压之差
✓氧化锌避雷器（MOA）：
泄漏电流、阻性电流、容性电流、动作次数、动作时间、阻容比
✓断路器：
运行电流（有效值）、开断电流（有效值）、累积开断电流、合闸操作次数、分闸操作次数、分闸电流幅值、合闸电流幅值、分闸电流峰值、合闸电流峰值、分闸时间、合闸时间、累计触头磨损量、储能电机启动次数、储能电机电流、储能电机单次储能时间
✓GIS局放：
放电幅度、放电相位、放电频次
✓SF6微水密度：
气体密度、微水（露点）、气体温度、气体压力、湿度
✓蓄电池：
蓄电池浮充电压、蓄电池均冲电压、蓄电池单体电压、蓄电池内阻、等值盐密、平均泄漏电流、最大泄漏电流、泄漏电流
✓隔离开关：
触点温度
✓CAC及监测装置状态：
监测装置通讯工况，监测装置运行工况，CAC装置通讯接口状态，CAC装置硬件状态。
二、功能要求
2.1监测装置查询功能
监测装置查询功能提供监测装置的树形菜单和查询功能，树形菜单按照量测类归类，每个量测类节点菜单下包含该类型的所有监测装置，通过鼠标点击选定的监测类节点菜单即可打开该类设备的实时与历史数据监测页面。
通过在查询页面给定的查询条件，可实现对监测装置的组合查询。
查询结果以数据列表方式提供，列表提供设备类型、电压等级、安装位置和监测时间等结果，用户通过鼠标选中点击某一结果记录也可打开该设备的实时与历史数据监测页面。
2.2量测量数据查看功能
2.2.1变压器油色谱在线监测
变压器油色谱在线监测功能能够显示变压器的7种组分气体（H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6）的监测量参数数据。
该模块提供实时数据查看、历史数据分析、变压器三比值分析这几个功能。
1.实时数据：
以数据表格方式显示油色谱各监测参数的监测值。
2.历史数据：
以数据表格与历史曲线两种方式对油色谱各监测参数历史数据进行展示。
支持小时与5分钟两种历史数据类型的显示，历史时间范围可调。
如果选择小时历史数据类型，系统将显示该监测设备每小时时间点（整点）的监测数据，时间选择范围不超过1年；如果选择5分钟历史数据类型，系统将显示该监测设备每5分钟测量点的监测数据，时间选择范围不超过1周。
油色谱历史数据功能模块将默认显示小时历史数据类型。
3.三比值分析：
能够显示C2H2/C2H4、CH4/H2和C2H4/C2H6的计算结果，并以大卫三角形图形方式表示。
2.2.2变压器铁芯在线监测
变压器铁芯在线监测功能能够显示主变铁芯电流监测值。
提供实时数据查看和历史数据分析功能。
1.实时数据：
以数据表格方式显示主变铁芯电流的监测值。
2.历史数据：
以数据表格与历史曲线两种方式对主变铁芯历史数据进行展示。
其具体功能同变压器油色谱的历史数据分析功能。
2.2.3变压器局放在线监测
变压器局放设备在线监测功能提供监测参数有：
放电幅度、放电相位、放电频次。
并提供以下监测数据查看与分析功能：
1.局放历史数据查看：
可根据选择传感器、时间日期筛选条件，显示其某个月每天的最大值与某天中每个小时的最大值。
2.24小时趋势：
根据选择传感器、时间日期筛选条件，显示当天每个小时时间点的局放量最大值、以及当天每个小时时间点的局放量平均值。
3.局放事件查看：
根据选择传感器、时间日期筛选条件，显示局放报警事件信息、每天事件数、每小时事件数，并以三维图形方式显示局放的幅值、频次与相位。
4.PDPR图：
根据在事件功能中选定的传感器、时间条件，显示PRPD事件图。
5.N-Q-Angle：
根据在事件功能中选定的传感器、时间条件，显示N-Q-Angle事件图。
2.2.4变压器风机、油泵在线监测
变压器风机、油泵在线监测功能能够显示变压器油泵工作电流、风机工作电流和风机工作电压的监测参数值。
提供实时数据查看和历史数据分析功能。
1.实时数据：
以数据表格方式显示变压器风机、油泵的监测值。
2.历史数据：
以数据表格与历史曲线两种方式对变压器风机、油泵的历史数据进行展示。
其具体功能同变压器油色谱的历史数据分析功能。
2.2.5容性设备（套管、CT、CVT、OY）在线监测
容性设备在线监测功能提供监测参数有：
泄漏电流、介损、相对介损、电容量、电容量变化率、泄漏电流之和、二次侧电压（CVT）、电压之和（CVT）、同相电压之差（CVT）。
并提供实时数据查看和历史数据分析功能。
1.实时数据：
以数据表格方式显示容性设备的监测值。
2.历史数据：
以数据表格与历史曲线两种方式对容性设备各监测参数的历史数据进行展示。
其具体功能同变压器油色谱的历史数据分析功能。
2.2.6避雷器在线监测
避雷器设备在线监测功能提供监测参数有：
泄漏电流、阻性电流、容性电流、动作次数、动作时间、阻容比。
并提供实时数据查看和历史数据分析功能。
1.实时数据：
以数据表格方式显示避雷器设备的监测值。
2.历史数据：
以数据表格与历史曲线两种方式对避雷器设备各监测参数的历史数据进行展示。
其具体功能同变压器油色谱的历史数据分析功能。
2.2.7高压断路器在线监测
断路器设备在线监测功能提供监测参数有：
运行电流（有效值）、开断电流（有效值）、累积开断电流、合闸操作次数、分闸操作次数、分闸电流幅值、合闸电流幅值、分闸电流峰值、合闸电流峰值、分闸时间、合闸时间、累计触头磨损量、储能电机启动次数、储能电机电流、储能电机单次储能时间。
并提供以下监测数据查看与分析功能：
1.实时数据：
以数据表格方式显示断路器设备的各类监测值。
2.特征分析：
特征分析能够根据断路器发生动作的时刻，显示断路器的合闸电流波形图、分闸电流波形图、行程波形图、开断电流波形图和振动分析波形图。
3.电寿命分析：
根据提供的开始时间与结束时间条件，查看断路器在选定时间范围内的寿命曲线。
4.储能电机：
可对选择的时间，显示出储能电机的电流波形、电流有效值、持续时间等特征值。
2.2.8GIS局放在线监测
同变压器局放在线监测功能。
2.2.9六氟化硫微水在线监测
六氟化硫设备在线监测功能提供监测参数有：
气体密度、微水（露点）、气体温度、气体压力、湿度。
并提供实时数据查看和历史数据分析功能。
1.实时数据：
以数据表格方式显示六氟化硫微水的监测值。
2.历史数据：
以数据表格与历史曲线两种方式对六氟化硫微水的各监测参数的历史数据进行展示。
其具体功能同变压器油色谱的历史数据分析功能。
2.2.10蓄电池在线监测
蓄电池设备在线监测功能提供监测参数有：
蓄电池浮充电压、蓄电池均冲电压、蓄电池单体电压、蓄电池内阻、等值盐密、平均泄漏电流、最大泄漏电流、泄漏电流。
并提供实时数据查看和历史数据分析功能。
1.实时数据：
以数据表格方式显示蓄电池的监测值。
2.历史数据：
以数据表格与历史曲线两种方式对蓄电池的各监测参数的历史数据进行展示。
其具体功能同变压器油色谱的历史数据分析功能。
2.2.11隔离开关在线监测
隔离开关在线监测功能提供监测参数有：
触点温度。
并提供实时数据查看和历史数据分析功能。
1.实时数据：
以数据表格方式显示隔离开关的监测值。
2.历史数据：
以数据表格与历史曲线两种方式对隔离开关的各监测参数的历史数据进行展示。
其具体功能同变压器油色谱的历史数据分析功能。
2.3CAC及监测装置状态监视
CAC及监测装置状态功能提供监测参数有：
监测装置通讯工况，监测装置运行工况，CAC装置通讯接口状态，CAC装置硬件状态。
并提供实时数据和历史数据查看功能。
1.实时数据：
以数据表格方式显示各个监测装置的通讯工况（正常，中断，等其他状态），运行工况（正常，故障，等其他状态），CAC装置通讯接口状态（已连接的主站IP，规约类型，主备状态，等其他状态），CAC装置硬件状态（正常，告警，故障，等其他状态）。
2.历史数据：
以数据表格与历史曲线两种方式对CAC及监测装置状态各监测参数的历史数据进行展示。
附录B（召唤最新录波及历史数据基本流程）
附录C（通过文件列表手动召唤历史录波及数据基本流程）
附录D（在线监测传输规约（网络103版本））
一．前言
1．本规约参考了IEC60870-5-103（继电保护设备信息接口配套标准）传输规约（以下简称103规约），采用103规约的应用服务数据单元。
本方式适用于一主多从的网络结构，如：
多点星形、多点环形、多点共线；当然也适用于点对点和多个点对点。
二．传输帧格式
采用两种形式的帧格式FT1.2：
固定帧长帧格式和可变帧长帧格式。
固定帧长帧格式是一种简化的非标准的传输帧格式，用于提高本方式下的传输效率。
2.1应用服务数据单元
本规约采用103规约定义的应用服务数据单元，链路规约数据单元中不得包含多于一个的应用服务数据单元。
2.2数据帧格式定义
APCI
ASDU
DATA
2.2.1控制头（采用IEC104的网络报文头）
2.2.2时间定义（精确到毫秒）
七个八位位组二进制时间（注1）
毫秒（L）
0~59999ms
毫秒（H）
分
0~59min
时
0~23h
星期（高3位）
日（低5位）
1~7
1~31
月
1~12
年
0~99
由于年数据只用了7位数据来表示，则用2位来表示，例如：
2011年则用11年表示。
三．实时数据
3.1基本流程
a）、CAG启动总查询（总召唤）ASDU7
b）、CAC收到ASDU7时采用通用分类数据ASDU10响应，传输所有设备的最新的实时数据，每传输一笔数据时不需要CAG响应
c）、CAC在发完所有设备最新的实时数据时发送ASDU8总查询（总召唤）的终止，不需要CAG的响应
3.2基本定义
3.2.1总查询（总召唤）的启动ASDU7
1）APCI:
字节
报文内容
说明
1
起动字符68H
2
APDU长度）
4+ASDU+DATA的字节数
3
控制域八位位组1
<0>
4
控制域八位位组2
<0>
5
控制域八位位组3
<0>
6
控制域八位位组4
<0>
2）ASDU:
字节
报文内容
说明
1
类型标识（TYP）
<7>07H
2
可变结构限定词（VSQ）
81H
3
传送原因（COT）
<9>
4
应用服务单元公共地址
<0>
5
功能类型（FUN）
<255>
6
信息序号（INF）
<0>
7
扫描序号（SCN）
<0>
3）DATA:
无
3.2.2总查询（总召唤）的终止ASDU8
1）APCI:
字节
报文内容
说明
1
起动字符68H
2
APDU长度）
4+ASDU+DATA的字节数
3
控制域八位位组1
<0>
4
控制域八位位组2
<0>
5
控制域八位位组3
<0>
6
控制域八位位组4
<0>
2）ASDU:
字节
报文内容
说明
1
类型标识（TYP）
<8>08H
2
可变结构限定词（VSQ）
81H
3
传送原因（COT）
<10>总查询（总召唤）终止
4
应用服务单元公共地址
<0>
5
功能类型（FUN）
<255>
6
信息序号
升级会员 