狀態(tài)檢修系統(tǒng)設備狀態(tài)診斷管理平臺技術(shù)規(guī)范~

1、華東電網(wǎng)有限公司企業(yè)標準Q/GDW-08-J-2010狀態(tài)檢修系統(tǒng)設備狀態(tài)診斷管理平臺技術(shù)規(guī)范（征求意見稿）2010-XX-XX 發(fā)布 2010-XX-XX實施華東電網(wǎng)有限公司標準化工作委員會 發(fā) 布目 錄1總的要求.11.1概述.11.2適用范圍.12規(guī)范性引用文件.13技術(shù)參數(shù)和性能要求.23.1服務器硬件基本特性.23. 2主要性能指標.24數(shù)據(jù)診斷軟件的結(jié)構(gòu)和配置.35設備狀態(tài)診斷的功能要求.45.1總體要求.45.2 電力設備基礎資料管理.55.3 電力設備運行檔案管理.55.4 電力設備在線數(shù)據(jù)監(jiān)測.65.5 在線歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計瀏覽.65.6 電力設備狀態(tài)診斷分析.65.7 知識庫管

2、理.65.8 輔助決策.75.9 系統(tǒng)管理部分.86設備診斷的技術(shù)要求.86.1應用的診斷技術(shù).86.2 狀態(tài)診斷和優(yōu)化檢修通用處理流程要求.87. 軟件測試.9II1總的要求1.1概述本技術(shù)規(guī)范規(guī)定了輸變電設備狀態(tài)檢修系統(tǒng)設備狀態(tài)診斷軟件的技術(shù)規(guī)范，包括主要功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)規(guī)模、配置方案和軟硬件配置要求。1.2適用范圍本規(guī)范適用于華東電網(wǎng)有限公司輸變電設備狀態(tài)檢修系統(tǒng)的狀態(tài)診斷軟件。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本規(guī)范的引用而成為規(guī)范的條款，其最新版本適用于本規(guī)范。GBT7252-2001 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則GB73542003 局部放電測量GB191-2000 包裝

3、儲運圖示標志GB2887-89 計算機場地技術(shù)條件GB/T9361-1988 計算機場地安全要求GB 9386-1988 計算機軟件測試文件編制規(guī)范DL/T596-1996 電力設備預防性試驗規(guī)程DL41791 電力設備局部放電現(xiàn)場測量導則Q/GDW 168-2008 輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程Q/GDW 169-2008 油浸式變壓器（電抗器）狀態(tài)評價導則Q/GDW 170-2008 油浸式變壓器（電抗器）狀態(tài)檢修導則Q/GDW 171-2008 SF6高壓斷路器狀態(tài)評價導則Q/GDW 172-2008 SF6高壓斷路器狀態(tài)檢修導則Q/GDW 173-2008 架空輸電線路狀態(tài)評價導則Q/G

4、DW 174-2008 架空輸電線路狀態(tài)檢修導則13技術(shù)參數(shù)和性能要求3.1服務器硬件基本特性服務器是狀態(tài)診斷管理系統(tǒng)的中心，是存儲資料庫的物理載體，是系統(tǒng)運行的中樞，宜選用性能優(yōu)良的獨立專用數(shù)據(jù)庫服務器。診斷數(shù)據(jù)存儲容量應20年。3. 2主要性能指標可用率 99.8%；1） 服務器MTBF 5年2） 系統(tǒng)外設（打印機等）MTBF1年3） 主站畫面分辯率：12801024網(wǎng)絡方式：滿足數(shù)據(jù)網(wǎng)方式主站系統(tǒng)內(nèi)：100M/1000M。CPU 及網(wǎng)絡負荷率：正常情況下：1） 服務器CPU 25%（5分鐘間隔）2） 人機工作站35%（5分鐘間隔）大批量數(shù)據(jù)處理情況下：1） 服務器40%（5分鐘間隔）2）

5、 人機工作站50%（5分鐘間隔）系統(tǒng)響應時間：1） CRT 畫面調(diào)用時間=3秒22） 檢索數(shù)據(jù)的響應時間=5秒網(wǎng)絡負載：1） 正常情況下平均負荷 5%（任意5分鐘內(nèi)）2） 電網(wǎng)事故情況下平均負荷10%（任意5分鐘內(nèi)）3） 所有服務器磁盤容量至少留有50的備用容量，當磁盤容量小于15時給出提示和報警。4數(shù)據(jù)診斷軟件的結(jié)構(gòu)和配置設備狀態(tài)診斷專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應由知識庫、數(shù)據(jù)庫、推理機、解釋器和人機接口（界面）等5部分組成，如圖1所示。其中知識庫為專家系統(tǒng)中儲存知識的倉庫，基于規(guī)則的專家系統(tǒng)是將專家的領(lǐng)域知識通過抽象形成一定的規(guī)則存儲在知識庫中；數(shù)據(jù)庫用于實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測等數(shù)據(jù)的存儲、管理和信息交換

6、等功能；推理機依據(jù)實際要求采用不同的推理方法，有正向推理和反向推理等推理機制。人機接口是實現(xiàn)人機交流、知識獲取和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぞ摺?專家用戶圖1 專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1）專家系統(tǒng)應有完善的知識庫和良好的推理機制。2）專家系統(tǒng)應是一種增長型的系統(tǒng)，隨著技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務的深入，可不斷更新、修改、改進和擴充，具備良好的擴展性。3）專家系統(tǒng)應可通過用戶大量的現(xiàn)場應用不斷完善。4）知識庫使用基于知識的程序設計方法，通過分類框架表示法、產(chǎn)生式規(guī)則表示法、計算函數(shù)及隸屬函數(shù)表示法、模糊關(guān)系矩陣表示法等多種表示方法使專家系統(tǒng)的功能更完善，診斷更準確。5）知識庫應充分體現(xiàn)其獨立性，以便于后期的知識能夠方便地融入和管3理

7、，如引入插件技術(shù)，通過注冊的方式為后續(xù)增加的模塊提供擴展途徑。5設備狀態(tài)診斷的功能要求5.1總體要求設備狀態(tài)診斷平臺通過獲取和處理設備的各種關(guān)鍵檢測信息數(shù)據(jù)，對設備狀態(tài)進行綜合分析與判斷，從而提供管理和決策依據(jù)，是一種動態(tài)交互式的自適應智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過收集電力設備的狀態(tài)參數(shù)信息，建立診斷用數(shù)據(jù)庫，對信息進行加工和處理，綜合應用各種方法對設備可能潛在的故障進行推理分析，對設備狀態(tài)進行狀態(tài)評估，為選擇合理的檢修策略提供決策支持，系統(tǒng)具有自學習功能，生產(chǎn)人員和管理人員可共享數(shù)據(jù)庫資源和診斷知識庫資源及診斷結(jié)果。1 可對離線、在線數(shù)據(jù)進行綜合分析，建立設備狀態(tài)及風險程度的診斷方法。a 對油浸設備

8、（包括變壓器、電抗器）以DGA 、糠醛、溫度、負荷、紅外及離線試驗等方法診斷其老化程度。以DGA 、局放、tan 、C 及離線試驗等方法診斷其電老化程度。以接地電流及離線試驗診斷鐵心絕緣。b 對互感器及電容型設備（包括互感器、CVT 及套管等設備的絕緣診斷）以tan 、C 及離線試驗等方法診斷。c 對充氣設備（包括GIS 、SF 6斷路器）以帶電局放及離線試驗等方法診斷其絕緣特性。以2I t 、分合閘線圈電流波形、動作特性及其他離線試驗等方法診斷其滅弧及結(jié)構(gòu)特性。d 對干式電抗器以紅外及離線試驗等方法診斷其劣化程度。e 對隔離開關(guān)以紅外方法及離線試驗診斷發(fā)熱，診斷動作特性。f 對金屬氧化物避雷

9、器以在線全電流和阻性電流及離線試驗診斷設備狀態(tài)。g 對外絕緣設備以在線泄漏電流結(jié)合環(huán)境參數(shù)及離線試驗等方法診斷。2 依托狀態(tài)檢修輔助決策系統(tǒng)，開發(fā)建立分級的狀態(tài)診斷平臺：在層次上，變電站有預警、遠方有專家診斷。診斷方法上：可充分利用各種信息（離線、帶電或在線，用電氣、光學、機械等方法）進行綜合診斷，且能進行缺項診斷；對于已有規(guī)程規(guī)定的，既要充分考慮有關(guān)規(guī)定，又要結(jié)合實際；可不斷積累案例或數(shù)據(jù)，通過數(shù)理統(tǒng)計或人工智能方法（如神經(jīng)網(wǎng)絡、援例推理、粗糙集等）進行輔助診斷。3 實現(xiàn)輸變電設備的優(yōu)化檢修策略輔助決策功能模塊具備設備狀態(tài)評價和風險評估功能提出設備當前狀態(tài)的檢修策略5.2 電力設備基礎資料管

10、理對變電設備進行詳細全面的建立檔案，包括設備投運前的詳細設計數(shù)據(jù)以及投運以后人工的試驗記錄數(shù)據(jù)、缺陷故障記錄、運行檢修記錄。基礎資料管理模塊是設備的靜態(tài)數(shù)據(jù)管理模塊，主要包括：變電設備臺帳、設備銘牌參數(shù)、出廠原始信息、設備履歷、特征信息管理。設備臺帳、出廠試驗數(shù)據(jù)、設備銘牌參數(shù)可由遠方數(shù)據(jù)中心平臺通過數(shù)據(jù)交換提取。5.3 電力設備運行檔案管理變電設備運行數(shù)據(jù)管理模塊是設備的動態(tài)數(shù)據(jù)管理模塊，主要對修試數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)，修試數(shù)據(jù)模塊包括設備修試記錄、設備消缺記錄、設備異常運行情況記錄、故障信息、不良運行環(huán)境、設備大事記、設備家族質(zhì)量記錄進行管理。該數(shù)據(jù)從遠方數(shù)據(jù)中心平臺通過數(shù)據(jù)交換提取，并進行正確

11、性過濾處理，通過引入可信度概念，將歷史的修試數(shù)據(jù)分類調(diào)用，作為設備狀態(tài)診斷的基礎數(shù)據(jù)。5.4 電力設備在線數(shù)據(jù)監(jiān)測該數(shù)據(jù)從遠方數(shù)據(jù)中心平臺通過數(shù)據(jù)交換提取，并進行正確性過濾處理。其內(nèi)容范圍根據(jù)站端數(shù)據(jù)平臺監(jiān)測設備進行配置，實現(xiàn)站端在線監(jiān)測數(shù)據(jù)初步判斷和預警，在遠方數(shù)據(jù)中心結(jié)合離線試驗、歷史數(shù)據(jù)等實現(xiàn)設備狀態(tài)的綜合診斷。5.5 在線歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計瀏覽系統(tǒng)通過如曲線形式直觀展示在線數(shù)據(jù)的歷史演變特點，幫助專業(yè)人員分析電力設備是否有故障在發(fā)展。5.6 電力設備狀態(tài)診斷分析電力設備狀態(tài)診斷分析是后臺診斷分析軟件的核心部分，系統(tǒng)通過專家推理規(guī)則、神經(jīng)網(wǎng)絡、援例推理及粗糙集等方法綜合征兆現(xiàn)象對引起的缺陷原因

12、作出合理科學的分析，為電力設備的運行檢修提供合理科學的指導。該模塊的功能應根據(jù)設備狀態(tài)數(shù)據(jù)和判據(jù)，對設備的真實狀態(tài)及變化趨勢進行分析評估?？蛇M行閾值判斷和趨勢分析，并以報告、圖表、曲線等多種形式顯示。5.7 知識庫管理系統(tǒng)應提供對規(guī)則集、故障集、征兆集以及神經(jīng)網(wǎng)絡樣本集的維護功能。該模塊應包含各種專業(yè)規(guī)程（包含且不限于預防性試驗規(guī)程、設備狀態(tài)評價導則、設備風險評估導則等）的有關(guān)規(guī)定、設備生產(chǎn)廠家的技術(shù)指標、運行經(jīng)驗、專家經(jīng)驗的綜合與量化、基于大范圍內(nèi)的故障信息統(tǒng)計分析。用產(chǎn)生式知識表示法表示知識。包括：規(guī)程標準原文件錄入維護、規(guī)程標準數(shù)據(jù)、診斷標準和自定義標準、歷史案例數(shù)據(jù)、專家經(jīng)驗庫錄入維護

13、等。該模塊應可隨著標準、規(guī)程及導則中有關(guān)內(nèi)容的變化，經(jīng)驗不斷積累，對診斷知識庫、診斷分析方法進行擴充、修改、更新，以增強專家系統(tǒng)的診斷、決策能力。要求學習機有很強的自學習功能。自學習包括三個方面的內(nèi)容：1 就診斷對象的功能狀態(tài)去識別系統(tǒng)未曾掌握的征兆，并形成新的知識；2 有新的設備時，能夠?qū)W習新設備的故障征兆和判斷設備狀態(tài)的規(guī)則；3 對知識的自行校正，如一致性檢驗、冗余檢驗等。5.8 輔助決策系統(tǒng)可依據(jù)不同設備特性，采用不同的多級報警策略，若監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設定限值或初步診斷結(jié)果需要報警時即會自動報警（站端），并能在線修改報警閾值；報警方式可靈活設定，可將報警信息發(fā)送給遠方數(shù)據(jù)中心，又可設置通訊接

14、口，自動連接到相關(guān)人員的通訊設備上。在線修改報警閾值可在現(xiàn)場主機或網(wǎng)絡用戶遠程設置：1 系統(tǒng)具有故障報警輸出接口；2 具有設備監(jiān)測數(shù)據(jù)管理接口，使系統(tǒng)具備如下功能：a 圖形顯示設備的監(jiān)測位置(監(jiān)測設備拓撲圖；b 系統(tǒng)可以報表形式顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)；c 系統(tǒng)可以趨勢圖、直方圖等形式顯示監(jiān)測結(jié)果。設備運行狀態(tài)應包含設備歷史運行經(jīng)歷、已運行年份、運行負荷、環(huán)境、操作及檢修情況等因素，該模塊應實現(xiàn)以下功能：1） 綜合設備的基礎性能、缺陷情況、運行經(jīng)歷、運行環(huán)境、試驗檢修數(shù)據(jù)等因素，結(jié)合狀態(tài)診斷的結(jié)論，對設備健康狀態(tài)進行評價。2） 綜合設備的故障發(fā)生率、在變電站和電網(wǎng)重要性、故障可能帶來的經(jīng)濟損失和社會影響等

15、因素，對設備的運行風險進行評價。3） 綜合設備的狀態(tài)評價和風險評價，采用合理的數(shù)學模型，實現(xiàn)設備加強狀態(tài)監(jiān)視、實施檢修和技術(shù)改造的緊迫性排隊，提出合理的維修建議。5.9 系統(tǒng)管理部分系統(tǒng)管理部分應包括系統(tǒng)操作用戶管理、系統(tǒng)賦權(quán)管理、設備數(shù)據(jù)交換裝置注冊、監(jiān)測信息配置管理等。并應結(jié)合遠方數(shù)據(jù)平臺一起進行。6設備診斷的技術(shù)要求6.1應用的診斷技術(shù)確定設備的運行狀態(tài)和實施優(yōu)化檢修可運用多種技術(shù)，如計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、專家智能推理技術(shù)、在線檢測技術(shù)以及先進的設備檢修思想等。1 常規(guī)電氣設備絕緣診斷方法實現(xiàn)對變電設備絕緣診斷方法的閾值比較法，包括以下的內(nèi)容：（1）與已有“規(guī)程”進行對比。“規(guī)程”中規(guī)

16、定的“注意值”（或“允許值”）是對某項試驗參數(shù)的一種上限或下限等閾值的規(guī)定；（2）將本次的試驗結(jié)果與該設備歷年的試驗數(shù)據(jù)進行比較，常稱其為“縱比”。（3）對同一設備各相間或同類設備間的試驗結(jié)果進行相互比較，常稱其為“橫比”。系統(tǒng)還應實現(xiàn)對同一設備的多種試驗的結(jié)果進行科學的綜合分析判斷，相互印證，以利于得出合理的結(jié)論。采用產(chǎn)生式規(guī)則，涵蓋主要變電設備的各種重要試驗項目和參數(shù)的診斷信息，如絕對值、相對變化量、絕對變化量等，并應結(jié)合該地區(qū)已有經(jīng)驗作為輔助判據(jù)。2 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡診斷方法3 基于油中氣體色譜分析的援例推理診斷技術(shù)4 基于粗糙集方法的綜合診斷技術(shù)6.2 狀態(tài)診斷和優(yōu)化檢修通用處理流程要求完整的狀態(tài)診斷及優(yōu)化檢修的工作流程總體上可分成三步：1 設備狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析處理，應根據(jù)相關(guān)