MDS-4000输变电设备状态监测与故障诊断系统
电力变压器在线监测及故障诊断分析系统——说明报告(关於软件的使用)
电力变压器在线监测及故障诊断分析系统说明报告华中科技大学目录1. 概述 (3)1.1. 用途 (3)1.2. 使用环境 (3)1.3. 技术特点 (3)2. 主要技术参数 (4)2.1. 额定数据 (4)2.2. 通信方式 (4)2.3. 诊断方式 (4)2.4. 设定参数 (4)3. 诊断工作原理 (5)4. 通信软件使用说明 (7)4.1. 连接MIS系统 (7)4.2. 连接铁芯接地电流装置 (7)5. 客户端软件使用说明 (9)5.1. 主界面 (9)5.2. 用户管理 (10)5.3. 数据获取 (11)5.4. 系统查询 (13)5.5. 诊断分析 (14)5.6. 系统设置 (15)6. 运行与维护 (17)6.1. 一般检查 (17)6.2. 投运前装置的设置与检查． (17)6.3. 运行时检查 (17)6.4. 使用注意事项 (17)6.5. 常见故障处理指南 (17)1.概述1.1. 用途对主变压器进行在线监测，获取反映变压器绝缘状况的关键参数，包括铁芯接地电流、油中气体组分两部分在线获取数据，以及预防性试验、油化学试验、缺陷等历史数据，从多个角度实时全面反映运行变压器的绝缘状态，并对其绝缘状况做出分析、诊断。
系统实现自动运行及数据上网功能，对监测结果建立状态监测数据库，并进行数据管理、分析、统计、整合，为电力变压器状态检修提供辅助分析和决策依据。
1.2. 使用环境本系统服务器安装于变电站内。
为便于与“变压器铁心接地电流报警系统”进行RS485通信，需安装在该系统工控机附近；同时，系统需连接供电局局域网，以实现数据获取和上网功能。
1.3. 技术特点1)软件平台采用Visual C++6.0编写，使用操作系统为WindowsXP系统，数据库采用SQLServer2000 SP4。
2)实现与“变压器铁心接地电流报警系统”、“MIS生产管理数据整合与集中应用业务平台”、“在线油气色谱分析系统”通信，获取与变压器相关数据，并整合录入数据库。
输变电设备状态在线监测与故障诊断系统分析软件设计
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计 算 机 系 统 应 用
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（ 浙江省 电力试 验研究 院，杭州 ３０ １） １０４ （ 浙江省 电力公 司，杭 州 ３ ０ ０ ） １０ ７
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高可用性 的混合模式综合应用 ， 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 。 综合分 析软件 的开发选择面 向对象 、类型安全 的
用户 的身份及密码 ，其界面如 图 ４所示 。
输入用户名和 密码 点击登录按钮 ，系统 响应 该按 钮 的 Ｃｉ ｌ ｋ事件 ， ｃ 在数据 库 ＭＤＳ ＵＳ Ｒ表中查询用户 ＿ Ｅ 名和密码 ，核实用 户的信息 ，最终完成判 断用户 合法
接地 电流 、局部放 电、辅助 设备 （ 冷却风扇 、油泵 、
设备运行状态 评估方案 和故障诊 断结果 ，为智能变 电 站提供 了在线监 测与故 障诊 断的整体分析方 案【。 ｌ 】
① 基金项 目： 国家电网综合计划（Ｄ ０ ８ ０ ０ Ｚ Ｋ ４ — １） ２
收稿 时间 ： １．１ ０收 到修 改稿 时 间： １．２３ ２ ０１ ３； ０ ２ ０１．０ ０
输变电设备在线监测技术分析及应用
输变电设备在线监测技术分析及应用随着电力系统的发展，输变电设备的状态监测和故障诊断变得越来越重要。
而目前传统的离线监测方式已经不能满足实际需要，因此输变电设备在线监测技术应运而生，该技术不仅可以实现设备状态的实时监测和故障预警，同时也可以为设备的运行维护提供有力的支持。
一、在线监测技术的发展概况在传统的离线监测技术中，通常采用的是人工巡检、手动测量等方法来实现对设备状态的判断，再通过设备运行记录等方式来诊断故障。
但这种方法存在着不足之处，如无法实时了解设备状态、操作不便、易受误判等问题。
因此，随着计算机和通信技术的快速发展，各种在线监测技术应运而生。
其中，应用最为广泛的有红外热像技术、电气参数监测技术、振动监测技术、气体分析技术等。
二、各种技术的特点和应用1.红外热像技术红外热像技术通过对设备表面温度的测量和记录，来实现对设备状态的监测和故障诊断。
该技术具有无损检测、不受环境影响、高效快速等特点，能够有效地检测出变电站设备的热点、短路、劣化等异常情况。
2.电气参数监测技术电气参数监测技术是利用传感器等设备对电力系统中的电流、电压、温度等参数进行实时监测，并通过分析数据来判断设备状态。
这种技术具有高度自动化、准确性高、能够实时反馈的优点，因此越来越多地应用于变电站设备的状态监测和故障诊断。
3.振动监测技术4.气体分析技术综上所述，各种类型的在线监测技术都在不同程度上具有自身的优点和适用范围。
对于具体的输变电设备而言，应根据其运行环境、工作状态以及设计特点等因素来选择合适的在线监测技术。
在线监测技术在输变电领域的应用前景十分广阔。
通过实时监测设备的状态，对设备的运行维护和故障排除都具有重要的作用。
而随着智能电网的建设和电力系统的升级，这种技术的应用也将得到更加广泛的推广和应用。
大型电力变压器状态检测与故障诊断专家系统
《大型电力变压器状态检测与故障诊断专家系统》
情况说明
《大型电力变压器状态检测与故障诊断专家系统》（简称TFDES系统）是通过专家知识库系统在变压器数据库基础上经过推理、分析、解释等手段对变压器进行状态检测和故障诊断，对提高变压器维护、技术管理和实现变压器状态检修具有一定的指导意义。
TFDES系统是一个软件系统，可以独立使用，也可接入公司网络。
数据库组成
历史数据库：1、变压器原始数据2、绝缘油试验数据3、变压器预防性试验数据4、变压器其他试验数据（如局部放电试验）5、变压器外部特性数据（油温、油位等）
动态数据库：诊断事实、中间结果和最终结论
主要功能简介
1、状态检测和故障诊断：主要利用上述历史数据进行分析对变压器进行综合检
测和诊断；
2、变压器信息管理：建立变压器规范台帐，管理历史数据，编辑处理相关记录
表格等；
3、培训功能：解释推理过程，使工作人员通过学习培训，提高诊断水平。
电力设备在线监测系统概述
电力设备在线监测系统概述宁波智电电力科技有限公司邓立林电力设备在线监测系统由容性设备绝缘在线监测系统、避雷器绝缘在线监测系统、断路器在线监测系统组成，系统涵盖了变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测，监测参量多、功能齐全。
系统也可以灵活配置，由其中的一套或两套装置组成，必要时也可选配变压器油色谱监测系统。
1、系统集成:通过工控机及系统集成软件，对各监控装置的动态参数进行集成，建立变电站设备状态综合数据库，自动生成设备状态参数报表和变化趋势曲线，对设备状态的历史参数进行“横比”缺，趋势分析和相对比较相结合，实现设备状态的初步诊断，为专家诊断系统提供开放性平台，通过网络，现设备的远程/现场状态监测、诊断和评估。
2、系统特点◆配置灵活，扩展性好，功能齐全，性能优异◆测量准确，数据可靠，安装简便，维护简单3、真空断路器在线监测系统ZD-1000型断路器综合在线监测装置包括一套或多套断路器安装单元、一个共同的服务器，通过现场总线与后台连接。
断路器单元部分包括若干个传感器，一个或多个监测器，一个通信总线转换器，支持多种标准通信协议。
系统能实时采集断路器运行数据，及时获得断路器的运行状态。
通过对断路器运行状态的分析，及时发现设备所存在的问题，有效排除故障，保证设备的正常运行，从而提高设备运行的可靠稳定性。
3.1、监测参数1、分合闸波形、速度、时间、超程、开距、弹跳、同期；2、线圈电流、电压、铁芯动作时间、功率；3、电机电流、电压、功率；4、触头温度；5、参数的报警、警报功能；6、监测参数统计、趋势分析。
4、容性设备绝缘在线监测系统容性设备绝缘在线监测装置适用于110kV~500kV电压等级的主变套管、电流互感器、电压互感器、耦合电容器的在线监测及故障诊断。
4.1、监测参数介质损耗、泄漏电流、等值电容、母线电压、环境温度和湿度4.2、系统功能◆实时监测◆数据图表生成◆故障设备跟踪◆数据处理分析◆WEB查询◆远程维护◆故障设备跟踪报警及事故记录4.3、主要特点◆采用最新的超微晶材料、双层电磁屏蔽、单匝穿心结构的高精度传感器与电力设备一次系统完全隔离，不影响系统运行接线方式，绝对保证系统设备及运行的安全。
MDS4000系统变压器在线监测技术在500kV玉林变电站的应用
MDS4000系统变压器在线监测技术在500kV玉林变电站的应用摘要：本文结合智能变电站要进行变压器在线监测的需求，提出了关于智能变电站的在线监测系统主要的技术方案，介绍了MDS4000系统变压器在线监测技术的构架、性能、原理及应用情况。
关键字：智能变电站；在线监测；测控信息0引言随着时代的发展，我国不仅对用电量的需要日益增多，而且对供电的稳定和可靠性不断增加。
国家电网公司发布了《智能变电站技术导则》、《变电站智能化改造技术规范》等一系列关于智能变电站建设以及在线监测技术的标准，实现统一采集全网运行数据以及信息数据共享和在线监测及实时智能控制和调节。
系统概况500kV玉林变电站是根据广西电网公司的科技项目“变电设备综合状态在线监测与评估系统研究开发”的子项目“玉林变电站#1主变智能在线监测研究”要求而进行的，安装一套完整的智能的在线监测装置以及综合处理单元在500kV玉林变电站#1主变上。
此系统可以监测关于变压器的局放、变压器油中的气体及微水、变压器的绝缘套管和变压器工况的信息。
综合处理单元将在线监测单元的监测数据（玉林变电站1#主变综合状态在线监测单元）进行综合的汇总处理，再集中将汇总的数据转发到电科院数据中心的“变电设备综合状态在线监测与评估平台”的服务器。
2系统构架与监测系统的设计根据广西电网公司的项目与各科研人员的不懈努力，建立和完善了MDS4000系统并在此基础上建立了适合500kV玉林变电站的#1主变压器在线监测系统。
2.1 MDS4000系统构架的建立MDS4000系统运行环境主要要求硬件运行环境和软件运行环境得到满足，要求硬件运行环境优质、安全、灵活、稳定以达到专业级服务器，软件运行环境基于Oracle数据库和J2EE跨平台运行。
2.2 变电站在线监测综合处理单元的设计在站内主控楼继电保护室的137P的位置安装#1主变在线监测综合处理单元。
综合处理单元由室内柜的综合数据网交换机通信端口接入广西电力综合数据网。
MTS-4000OTDR操作指南
美国JDSU的MTS-4000OTDR操作指南一、开始打开仪表包装箱，取出4000仪表及其附件，依次检查仪表外壳是否有破损或零件缺失，显示屏是否有划伤、裂痕，打开仪表接口的塑胶保护盖，检查各接口(如图1)是否有破损，重点对光接口进行检查，仔细观察其内部是否清洁或有破裂的情况发生。
仪表配备的锂电池出厂时已经装载入4000仪表之中，随机的附件包括：1G的USB存储器一个、交流电源适配器、软质携带包一个、用户操作手册两本(分别为主机和模块)、携带把手一副、仪表主机和模块的出厂证明。
确认一切OK后即可进行下一步的操作。
二、仪表开关机4000仪表有电池供电和交流电源供电两种方式，按下“ON/OFF”(如图2)键后，仪表会发出提示音，表明仪表开始启动，开机指示灯“ON”从闪烁状态变为持续发出绿光，显示屏出现JDSU公司的LOGO后，然后仪表执行自检程序，之后，显示屏出现短暂的黑屏，随后，出现“帮助”显示屏，最后，显示屏出现主页界面或显示平台关闭前所选功能的结果页。
此时，可以准备使用设备了。
在“关于”页，可以显示所有与软件版本、硬件可选件和安装模块相关的信息、初次开机时可以在此界面检查定制的模块是否齐全(绿勾标出为已启用），按下“HOME”键，可以在仪表主页上看到模块功能图标，使用方向键，移动到需要选择的功能图标，功能图标未被选定时为白底显示，按下“ENTER”键选择该功能，图标变为黄底白框，表明该功能已被选定。
使用图标TD可以激活流量检测功能,如果被测光纤线路有光信号时，在进行OTDR测试时会在测试页面给出提示信息。
使用图标Source可以激活ODTR模块上的光源(可选项)，使用图标Powermeter可以激活OTDR模块上的功率计功能(可选项)。
关机时，按下“ON/OFF”键，仪表会发出提示音，同时显示屏上将会显示正在关闭仪表，仪表会保存当前的结果和配置情况。
当下次按下“ON/OFF”键时，仪表将重新调用所保存的结果和配置。
智能变电站二次设备在线监测及故障诊断技术
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald24DOI：10.16660/ki.1674-098X.2017.28.024智能变电站二次设备在线监测及故障诊断技术靳军 王维杰(国网山东省电力公司德州供电公司 山东德州 253000)摘 要：近年来我国的电力系统发展迅速,智能变电站也得到了大规模的应用,基于这一现状下怎样能够充分应用好变电站数字化与标准化特点,做到对二次系统运行情况的有效掌控,并最终将智能变电站的优势充分发挥出来现已成为电力企业所必须予以重点思考的一项问题。
在本次研究中主要就通过数据采集与管理来具体分析了智能变电站的二次设备在线监测技术,并进一步探究了自检信息诊断、对时信息诊断、通信报文诊断、综合诊断等故障诊断措施。
最终希望借助于本文的研究工作能够引起更为广泛的讨论与交流,并为相关的智能变电站二次设备在线监测与故障诊断提供一些新思路、新方法。
关键词：智能变电站 二次设备 在线监测 故障诊断中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1674-098X(2017)10(a)-0024-02随着近些年来智能变电站的大规模投入运营,其在整个电网系统当中所占到的比重也越来越大,这也将成为未来电网系统发展的一个主流趋势。
但同时也需注意到,由于智能变电站内采用了许多的通信及网络技术,这也在很大程度上使得变电站的运行维护变得更难控制,怎样能够将智能变电站的优势特性充分的发挥出来,促成对二次系统实时运行情况的精准控制,现已成为广大电力工作者所必须引起关注的一个重要课题。
据此,就针对智能变电站二次设备在线监测及故障诊断技术展开相关的研究工作意义重大。
1 技术体系架构智能变电站二次设备在线监测故障系统架构主要就包括了通信链路、在线状态监测、故障诊断装置、调度技术支持系统等模块所共同构成。
处于变电站一段的二次设备状态监测与诊断装置的组成部分具体就包括了数据采集单元与管理单元两部分。
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MDS-4000输变电设备状态监测与故障诊断系统
MDS-4000系统简介
MDS-4000输变电设备状态监测与故障诊断系统是为满足国家电网公司智能电网建设、集约化生产管理及“三集五大”中大生产体系集中监控要求而开发的重要技术支撑系统。
MDS-4000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。
MDS-4000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。
MDS-4000系统具有准确性高、可靠性高、互换性好等特点，是按照统一的结构方式、通讯标准、数据格式等的全面集成。
MDS-4000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。
MDS-4000系统特点
MDS-4000系统技术特点
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。
MDS-4000系统组成
MDS-4000系统设备层由MDD3000系列智能汇控柜组成。
智能汇控柜满足《高压设备智能化技术导则》、《智能变压器技术条件》的技术要求，采用组件化、标准化、就地化设计原则。
智能汇控柜以监测对象进行组柜，满足高压设备全景式监测的要求。
智能汇控柜是一个能独立运行的智能监测与诊断系统，由主IED （智能汇控柜处理器）、多个子IED（监测子系统）、交换机、继电保护装置等组成。
各单元之间采用光纤连接，统一采用IEC61850通信规约。
某一智能汇控柜故障不影响其他智能汇控柜的运行，同一智能汇控柜某一子IED故障也不影响其他IED的运行，系统可靠性高、扩展性好。
MDD3000T 智能变压器
在线监测系统
MDD3000G
智能断路器&GIS 在线监测系统
其他智能在线监测系统
MDS-4000系统组成图
MDD3000T 变压器智能在线监测系统
MDD3000T 系统是按照国家电网公司发布的Q/GDW Z 410-2010《高压设备智能化技术导则》和《油浸式电力变压器智能化技术条件》的要求开发而成，采用独立的智能汇控柜形式，是变压器的智能化装置，并可接入MDS-4000系统，成为智能变电站状态监测与评估系统组成部分。
MDD3000T 变压器智能汇控柜组成
MDD3000T 变压器智能汇控柜主要由iMAS2020T 嵌入式处理器（主IED ）、iMGA2020色谱微水监测智能组件、iPDM2020T 局部放电监测智能组件、iIMM2020套管绝缘监测智能组件、iCSM2020冷却单元监测智能组件、iOLTC2020有载开关监测智能组件、iOCM2020工况信息监测智能组件以及光纤交换机组成，并可根据需要扩展其他监测智能组件。
各智能组件均采用无风扇冷却方式以提高可靠性，采用上架式19英寸标准机箱安装在汇控柜内。
MDD3000T 智能汇控柜在现场就近变压器安装，采用双220V 交流电源或220V/110V 直流电源供电，通过电源自诊断实现电源的自动切换。
汇控柜采用不锈钢和具有磁屏蔽功能涂层的保温材料组成的双层结构，内部有温湿度自动调节功能，确保汇控柜内所有智能组件和电气元件工作在良好的环境条件下。
MDD3000T智能汇控柜组成MDD3000T智能汇控柜主要功能
MDD3000G 智能断路器&GIS在线监测系统
MDD3000G系统是按照国家电网公司新发布的Q/GDW Z 410-2010《高压设备智能化技术导则》的要求开发而成，采用独立的智能汇控柜形式，是断路器和GIS的智能化装置，并可接入MDS-4000系统，成为智能变电站状态监测与评估系统组成部分。
MDD3000G智能汇控柜组成
MDD3000G智能汇控柜是断路器和GIS的智能化装置，主要由iMAS2020G嵌入式处理器（主IED）、iPDM2020G局部放电监测智能组件、iBMS2020断路器动作特性监测智能组件、iMOA2020避雷器绝缘监测智能组件、iIEM2020A SF6微水及密度监测智能组件、光纤交换机等组成。
各智能组件均采用无风扇冷却方式设计以提高可靠性，采用上架式19英寸标准机箱安装在汇控柜内。
MDD3000G智能汇控柜组成MDD3000G智能汇控柜主要功能
MDS 4000 系统主要功能界面
MDS-4000系统主界面变电站一次主接线图
变压器监测用户界面（表格方式）
断路器与GIS监测用户界面（表格方式）断路器与GIS监测用户界面（图形方式）。