智能变电站二次设备在线监测和故障诊断的分析.pdf
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1、分类号: 密级: M 竹 么哥 单位代码:1 0 4 2 2 学 号:2 0 1 2 - 1 2 7 户第只番 S H A N D O N GU N l V E R S I T Y 硕士学位论文 T h e s i sf o rM a s t e r D e g r e e ( 专业学位) 论文题目:名陶匕曼蚴二次之殳殇在毵盟测寺 故障侈鳓硼睨 鱼蹄台5 0 v 1 砌6 m 巳朋D ,1 f 锄阳c 7 砌彳乙私比仍钾,1 硝s 石y 兰砌础 丘易砌钆几炙刎如唧乙弘jp n t e 吼 作者姓名 培养单位 专业名称 指导教师 合作导师 乙D 位年夕月加日 万方数据 原创性声明 I I l l
2、 lL I I l l lI l l l l lI I I II l l l l LI I L l l l1 1 1 1 1 1I JI Y 2 7 9 4 7 8 0 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下, 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名: 爹芝 日期:三呈坚:生蛋 关于学位论文使用授权的声明 本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版, 允许论文被查阅和借阅;本人
3、授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和 汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名柱导师签名: 万方数据 山东大学硕士学位论文 目录 摘要I A B S T R A C T I I I 第1 章绪论1 1 1课题研究的背景及意义1 1 1 1 课题背景1 1 1 2 课题研究的意义2 1 2国内外研究现状3 1 3 论文的主要工作5 第2 章二次设备自检信息的在线监测6 2 1自检信息的定义6 2 2自检信息在线监测整体设计6 2 3I E C 6 1 8 5 0 配置文件的概念7 2 3 1 配
4、置文件的分类7 2 3 2 配置文件的结构8 2 4 二次设备自检信息的建模9 2 5 二次设备自检信息数据集1 1 2 6 二次设备自检信息在线监测的实现1 2 2 6 1 智能变电站配置文件的解析1 2 2 6 2 收集自检信息1 6 2 7 本章小结1 7 第3 章二次设备对时状态在线监测18 3 1 概j 苤18 3 2 二次设备对时状态白检1 8 3 2 1 对时状态自检数据建模1 9 3 2 2 自检信息的数据流向2 l 3 3 基于乒乓原理的时间精度监测2 1 万方数据 山东大学硕士学位论文 3 3 1 原理2 l 3 3 2S N T P 报文格式2 3 3 4 对时状态监测的
5、实现2 4 3 5 本章小结2 8 第4 章二次设备通信报文的在线监测2 9 4 1 原理2 9 4 2 整体框架设计2 9 4 3组网方案2 9 4 4 异常报文的存储3 0 4 5 异常报文的解码和故障告警3 0 4 5 1 异常报文的解码3 0 4 5 2 报文分析告警3 2 4 6 本章小结3 8 第5 章 基于在线监测信息的二次设备故障诊断。3 9 5 1 故障诊断模型3 9 5 2 故障诊断系统实现的功能4 0 5 2 1 自检信息诊断4 0 5 2 2 对时信息诊断4 1 5 。2 3 通信报文诊断4 l 5 2 4 综合诊断4 1 5 3 本章小结4 5 第6 章总结与展望4
6、7 6 1 总结2 4 7 6 2 展望4 8 参考文献一4 9 致谢 一5 3 攻读硕士学位期间取得的成果5 4 万方数据 山东大学硕士学位论文 C o N T E N T S C H 蹦E S EA B S T R A C T I A B S T R A C T I I I C h a p t e r1I n t r o d u c t i o n 1 1 1 B a c k g r o u d a n dM o t i v a t i o n 1 1 1 1 B a c k g r o u d 1 1 1 2M o t i v a t i o n 2 1 2 T h eR e s e a
7、 r c hS t a t u s 3 1 3 O r g a n i z a t i o no f T h eD i s s e r t a t i o n 5 C h a p t e r2O n l i n eM o n i t o r i n gS e l f - c h e c k i n gI n f o r m a t i o no fS e c o n d a r yE q u i p m e n t 6 2 1T h eD e f i n i t i o no fS e l f - c h e c k i n gI n f o r m a t i o n 6 2 2T h eO
8、 v e r a l lD e s i g no fO n l i n eM o n i t o r i n gS e l f - c h e c k i n gI n f o r m a t i o n 6 2 3 T h eC o n c e p to fI E C 6 18 5 0C o n f i g u r a t i o nF i l e s 7 2 3 1T h eC l a s s i f i c a t i o no f T h eC o n f i g u r a t i o nF i l e 7 2 3 2T h eS t r u c t u r eo f T h eC
9、o n f i g u r a t i o nF i l e 8 2 4 S e l f - c h e c k i n gI n f o r m a t i o nM o d e l i n go fS e c o n d a r yE q u i p m e n t 9 2 5 S e l f - c h e c k i n gI n f o r m a t i o nD a t aS e to fS e c o n d a r yE q u i p m e n t 11 2 6T h eI m p l e m e n t a t i o no fS e l f - c h e c k i
10、 n gI n f o r m a t i o nO n l i n eM o n i t o r i n go fT h e S e c o n d a r yE q u i p m e n t 1 2 2 6 1P a r s i n g C o n f i g u r a t i o nF i l eo fS m a r tS u b s t a t i o n 1 2 2 6 2C o l l e c tS e l f - c h e c k i n gI n f o r m a t i o n 1 6 2 7T h eS u m m a r yo f T h i sC h a p t
11、 e r 。1 7 C h a p t e r3O n l i n eM o n i t o r i n gT i m eS y n c h r o n i z a t i o no fS e c o n d a r yE q u i p m e n t 18 3 1O v e r v i e w 18 3 2 S e l f - c h e c k i n go fT i m eS y n c h r o n i z a t i o no fS e c o n d a r yE q u i p m e n t 18 3 2 1D a t aM o d e l i n go fS e l f
12、I - c h e c k i n go fT i m eS y n c h r o n i z a t i o n 19 3 2 2D a t aF l o wo fS e l f - c h e c k i n gI n f o r m a t i o n 21 3 3 M o n i t o r i n go f T i m eP r e c i s i o nB a s e dO nT h eP r i n c i p l eo f T a b l eT e n n i s 2 1 I I I 万方数据 山东大学硕士学位论文 一一 3 3 1P r i n c i p l e 2 1
13、3 3 2S N T PM e s s a g ef o r m a t 2 3 3 4 T h eR e a l i z a t i o no fM o n i t o r i n go fT i m eS y n c h r o n i z a t i o n 2 4 3 5T h eS u m m a r yo f T h i sC h a p t e r 2 8 C h a p t e r4O n l i n eM o n i t o r i n gC o m m u n i c a t i o n M e s s a g e o f T h eS e c o n d a r yE q
14、 u i p m e n t 2 9 4 1 P r i n c i p l e 2 9 4 2T h eO v e r a l lF r a m e w o r kD e s i g n 2 9 4 3 N e t w o r kS c h e m e s - 2 9 4 4 E x c e p t i o nM e s s a g e S t o r e 3 0 4 5 D s e c o d i n ga n d F a u l tA l a r mo f A b n o r m a lP a c k e t 3 0 4 5 1D e c o d i n go f A b n o r m
15、 a lP a c k e t 3 0 4 5 2A n a l y s i sa n dA l a r mo f M e s s a g e 3 2 4 6T h eS u m m a r yo fT h i sC h a p t e r 3 8 C h a p t e r5F a u l tD i a g n o s i so fS e c o n d a r yE q u i p m e n t B a s e dO nO n l i n eM o n i t o r i n g I n f o n n a t i o n 3 9 5 1F a u l tD i a g n o s i
16、sM o d e l 3 9 5 2T h eF u n c t i o no fF a u l tD i a g n o s i sS y s t e m 4 0 5 2 1S e l f - c h e c k i n gI n f o r m a t i o nD i a g n o s i s 4 0 5 2 2T i m eS y c h r o n i z a t i o nI n f o r m a t i o nD i a g n o s i 4 1 5 2 3C o m m u n i c a t i o nM e s s a g eD i a g n o s i s 4 1
17、 5 2 4C o m p r e h e n s i v eD i a g n o s i s 4 1 5 3T h eS u m m a r yo f T h i sC h a p t e r 4 5 C h a p t e r6C o n c l u s i o n sa n dP r o s p e c t 4 7 6 1 C o n e l u s i o n s 4 7 6 2 P r o s p e c t 4 8 R e f e r e n c e s 4 9 A c k n o w l e d g m e n t s 5 3 R e s e a r c hA c t i v
18、i t i e s 5 4 万方数据 山东大学硕士学位论文 摘要 我国的智能电网正在飞速的发展之中,随着智能电网建设的不断深入,作为智 能电网核心部分的智能变电站建设也在飞速发展。与此同时,对智能变电站的管理 和维护工作提出了更高的要求。为了进一步提高智能变电站的运行可靠性,站内二 次设备的在线监测与故障诊断已成为研究的热点。 智能变电站的二次设备包括合并单元、智能终端、保护、故障录波等智能电子 设备( I E D ) ,负责对智能变电站的数据采集和对一次系统的监视控制,其可靠性对 智能变电站的运行有着举足轻重的作用。目前,智能站的智能电子设备全部按 I E C 6 1 8 5 0 建模,全部
19、采用相同的建模语言和建模方式,遵循相同的通讯标准和协议, 各种自检数据、内部运行状态全部包含在I E D 的模型中,各种I E D 之间通过标准的 网络报文进行通讯和交互,为建立二次设备的在线监测和故障诊断提供了丰富的信 息。 本文针对智能变电站的二次设备监测和故障诊断展开研究,提出并实现了基于 三种信息的二次设备监测方法,建立了基于监测信息的故障和异常诊断策略。内容 如下: ( 1 ) 二次设备自检信息的监测。二次设备通常具有强大的自检功能,自检信息 可以反映设备自身可预见的故障,是已经建立在设备的信息模型中的一类信息。本 文详细介绍了自检信息的建模及其配置文件描述方式,提出了通过解析二次设
20、备的 配置文件,获取自检信息数据路径的信息实时读取方法,详细分析了配置文件的解 析过程,绘制了解析过程的基本流程图。 ( 2 ) 二次设备对时状态的监测。针对当前智能变电站内二次设备的对时状态缺 乏有效的监测,本文采用了两种对时状态监测的手段;一种是基于对时状态自检信 息,监视设备自动生成的时钟状态,介绍了时钟设备和被授时设备的对时自检信息 模型;另一种是基于乒乓原理的时钟精度监测,利用往返S N T P 对时报文计算二次 设备时钟偏差,实现对时钟精度的监测,开发了时钟偏差测量的客户端软件。 ( 3 ) 二次设备通信报文的监测。通过读取网络报文分析记录装置的异常报文并 进行解析,建立了S V
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- 关 键 词:
- 智能 变电站 二次 设备 在线 监测 故障诊断 分析
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