2023变电站数字孪生系统架构及数据采集技术导则

变电站数字孪生系统架构及数据采集技术导则目 次前言 I1 范围 12 规范引文件 13 术语定义 13.1 数字生 13.2 变电数孪系统 13.3 微服务 14 缩略语 15 系统构求 25.1 基本则 25.2 体系层 25.3 系统署 45.4 非功要求 56 数据集口求 56.1 通信议求 66.2 交互求 66.3 数据求 66.4 安全求 66.5 报文求 77 状态采要求 77.1 主变器 77.2 开关柜 97.3 组合器 10中性避器 11中性接电阻 117.6 电容柜 127.7 站用柜 127.8 蓄电池 137.9 站内缆 137.10站内境 14表7.1变器态单 8表7.2关状量单 9表7.3合器态单 10表7.4性避器量清单 11表7.5性接电状态清单 12表7.6容柜态单 12表7.7用柜态单 13表7.8电状量单 13表7.9内缆态单 14表7.10内境态清单 14111010变电站数字孪生系统架构及数据采集技术导则范围（GB/T19582.1-2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范GB/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T33745-2017物联网术语DL/T860（所有部分）标准工程实施技术规范下列术语和定义适用于本文件。数字生 Digitaltwin变电数孪系统 Digitaltwinsystemofsubstation微服务MicroserviceAPI缩略语下列缩略语使用于本文件：API：应用程序编程接口（ApplicationProgrammingInterface）HTTP：超文本传输协议（HypertextTransferProtocol）HTTPS：超文本传输安全协议（HyperTextTransferProtocolOverSecureSocketLayer)JSON：JavaScript对象表示法（JavaScriptObjectNotation）MQTT：消息队列遥测传输（MessageQueuingTelemetryTransport）CoAP：约束应用协议（ConstrainedApplicationProtocol）QoS：服务质量（QualityOfService）TCP（TransmissionControlProtocol）XML（ExtensibleMarkupLanguage）PRPS（PhaseResolvedPluseSequence）PRPD：局部放电相位分布图谱（PhaseResolvedPartialDischarge）感知层QoS网络层PAGEPAGE11PAGEPAGE4平台层500ms，QoS1；INFO256MB；3应用层HTTP、WebService、WebSocket；JSON、XMLLinux13310（7CPU65CPU3070608099.997×2450001应遵循GB/T22239，并优先满足以下要求：数据采集的定义应遵循GB/T33745，数据采集接口应满足原子性、可读性、兼容性、独立性、安全性的要求。IPv4、IPv6MQTT、CoAP、HTTP(S)IEC61850DL/T860MODBUSTCP/IPGB/T19582.1RS232/RS485MODBUS、IEC61850RS232/RS485MODBUS、IEC61850JSONXMLJSONXML技术措施；8JSONXML对于110kV以上主变压器为必选项。该装置配备可旋转的红外、可见光一体化装置，可以定制巡检路径，实时监测主变压器各部位热点温度，及时发现主变压器发热缺陷并分级告警；/110kV该装置采用PT100铂电阻感温元件监测油温，实现分级报警功能，及时发现油温异常升高；表7.1主变压器状态量清单序号监测装置状态量必选项可选项1红外成像监护终端高压套管温度（ABC）110kV以上低压套管温度（ABCO）进线电缆头温度（ABC）瓦斯继电器温度本体油枕温度有载开关油枕温度本体温度实时红外监控视频实时可见光监控视频2高频局放/接地电流监测装置铁芯高频局放幅值110kV以上铁芯高频局放次数夹件高频局放幅值夹件高频局放次数铁芯接地电流夹件接地电流实时PRPD图谱实时PRPS图谱3油中溶解气体在线监测装置CO2含量√C2H2含量C2H4含量C2H6含量CH4含量CO含量H2含量总烃含量H2O含量CO2产气率C2H2产气率C2H4产气率C2H6产气率CH4产气率CO产气率表7.2主变压器状态量清单（续）序号监测装置状态量必选项可选项H2产气率总烃产气率4智能油位监测装置实时油位比例√5智能吸湿器本体呼吸器湿度√本体呼吸器温度6分接开关机械特性监测装置变化时间√变化档位故障类型开关柜表7.3开关柜状态量清单序号监测装置状态量必选项可选项1开关柜地电压、超声波局放监测装置暂态地电压幅值(柜前/柜后)√超声波有效值(柜前/柜后)表7.4开关柜状态量清单（续）序号监测装置状态量必选项可选项频率分量1(柜前/柜后)频率分量2(柜前/柜后)超声波局放图谱（柜前/柜后）2开关柜内运行环境监测装置臭氧含量√柜内湿度柜内温度3开关柜特高频局放监测装置PRPD图谱√PRPS图谱4开关柜面板视频识别监测模拟图指示器指示√红绿灯指示压板投退状态控制开关、切换开关状态继电保护装置状态带电指示器指示加热控制器状态SF6该装置主要用于控制和监视密封气室内的SF6气体密度，可在压力达到超压、发信及闭锁状态时及时将信息通过接点连接电路传送到后台终端。表7.5组合电器状态量清单序号监测装置状态量必选项可选项1开关机械特性监测装置分合闸线圈电流√储能电机电流2特高频局放采集装置PRPD图谱√PRPS图谱3远传式SF6气体密度继电器SF6气体压力值√表7.6组合电器状态量清单（续）序号监测装置状态量必选项可选项SF6气体压力报警信号该装置对避雷器的阻性电流进行在线监测，分析避雷器氧化锌阀片特性，发生异常时报警。表7.7中性点避雷器状态量清单序号监测装置状态量必选项可选项1避雷器全电流及动作次数监测装置避雷器A相全电流√避雷器B相全电流避雷器C相全电流避雷器A相动作次数避雷器B相动作次数避雷器C相动作次数2避雷器阻性电流监测装置避雷器A相阻性电流√避雷器B相阻性电流避雷器C相阻性电流表7.8中性点接地电阻柜状态量清单序号监测装置状态量必选项可选项1间歇性接地检测装置中性点电流√中性点温度间歇性接地信号该装置实时监测电容器柜内每台避雷器泄漏电流及动作次数，对泄漏电流进行异常报警；表7.9电容器柜状态量清单序号监测装置状态量必选项可选项1电容器压力监测装置柜内每台电容器内部压力√2电容器柜内避雷器监测装置柜内每相单台避雷器动作次数√柜内每相单台避雷器电流3电抗器过电压监测装置电抗器两端的过电压√表7.10站用变柜状态量清单序号监测装置状态量必选项可选项1综合局放监测装置暂态地电压幅值(柜前/柜后)√超声波有效值(柜前/柜后)频率分量1(柜前/柜后)频率分量2(柜前/柜后)超声波局放图谱（柜前/柜后）2柜内测温装置站用变高压母排搭接点温度√站用变低压母排搭接点温度蓄电池表7.11蓄电池状态量清单序号监测装置状态量必选项可选项1蓄电池监测装置电池组实时电压√整流器实时电压电池组标称容量每节电池的单体电压每节电池的单体温度每节电池的单体内阻每节电池的单体已放容量表7.12站内电缆状态量清单序号监测装置状态量必选项可选项1电缆高频局放监测装置电缆高频局放PRPD图谱√电缆高频局放PRPS图谱该装置的针式探头电极浸水后阻值会发生变化，通过阻值信号变化分析对电缆层液位进行监测与报警。该装置对站内各个