Q GDW 752-2012 变电站智能巡视功能规范及编制说明.pdf

《Q GDW 752-2012 变电站智能巡视功能规范及编制说明.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Q GDW 752-2012 变电站智能巡视功能规范及编制说明.pdf（17页珍藏版）》请在麦多课文档分享上搜索。

1、Q/GDW 2011ICS 29.240国家电网公司企业标准Q/GDW 752 2012变电站智能巡视功能规范Technical specifications for smartness inspect of substation2012-06-11 发布 2012-06-11 实施国家电网公司 发布Q/GDWQ/GDW 2011IIQ/GDW 752 2012I目次前言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 基本原则 15 基本配置 16 图像处理 27 设备要求 38 试验与验收 59 运行维护 5附录 A（资料性附录） 6编制说明 9Q/GDW 752 2012II

2、前言为规范变电站智能巡视技术功能，提高变电站 设备巡视质量与效果，特制定本标准。本标准依据智能变电站技术导则 ，结合变电站设备巡视特点，综合变电站智能巡视建设实践基础上制定。本标准由国家电网公司生技部提出并解释；本标准由国家电网公司科技部归口；本标准主要起草单位：浙江省电力公司；本标准主要起草人：钱平、周立辉、黄国方、吴锦华、汪卫国、李一鸣金海、姚晖刘明李震宇、柳力、邵斌、孙翔；本标准首次发布。Q/GDW 752 20121变电站智能巡视功能规范1 范围本标准规定了变电站智能巡视基本原则、功能、性能指标以及接口技术要求。本标准适用于 110（ 66） kV 及以上电压等级变电站， 35kV 及

3、以下电压等级变电站参考本标准执行。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 19870 工业检测型红外热像仪DL/T 664 带电设备红外诊断技术应用导则DL/T 860 变电站通讯网络和系统Q/GDW 213 变电站计算机监控系统工厂验收管理规程Q/GDW 214 变电站计算机监控系统现场验收管理规程Q/GDW 231 无人值守变电所及监控中心技术导则Q/GDW 252 变电站管理规范Q/GDW 383 智能变电站技术导则Q/GDW 414 变电站智能化

4、改造技术规范3 术语和定义DL/T 664、 DL/T 860、 Q/GDW 213、 Q/GDW 214、 Q/GDW 231、 Q/GDW 252、 Q/GDW 383、 Q/GDW414 中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1智能巡视 Smart inspection利用视频监控、图模识别等技术，自主完成变电站一次设备巡视、红外线测温、设备状态核对等工作，发现异常时自动报警。3.2RFID 标签 Radio frequency identification又称电子标签，可通过无线讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需在识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。4 基本原则本标准描

5、述的内容如与已颁发的变电站相关技术标准和规程相抵触，应尽可能考虑采用本标准的可能性。4.1 智能巡视应实现一次设备巡视、红外线测温、设备状态核对等工作，减轻变电站值班人员工量。4.2 智能巡视应使用成熟、可靠的设备和先进、成熟的图模识别技术，注重功能的完善和性能的优化，保证可靠运行。4.3 红外热像仪技术应满足 GB/T 19870 规范要求，红外检测方法和缺陷判断依据应满足 DL/T 664 规范要求。4.4 一次设备巡视应满足 Q/GDW 252 规范要求。5 基本配置5.1 设备组成5.1.1 智能巡视由管理机、存储设备、网络交换机、无线网桥、摄像仪、巡视机器人、充电室等设备组成。Q/G

6、DW 752 201225.1.2 智能巡视应配置智能控制分析软件。5.2 基本功能5.2.1 智能巡视应自动实现巡视设备定位，识别设备分合闸状态、仪表读数、油位计读数，完成红外线测温工作。5.2.2 智能巡视应具备本地及远方操作功能。5.2.3 智能巡视应具备就地数据处理、存储和结果上传，多画面录制、回放等功能。5.2.4 智能巡视控制分析软件应具备图像实时抓拍、电子地图、日志查询、自动重联等功能。5.2.5 实现巡视信息智能分析，并自动生成设备巡视、红外测温报告。5.2.6 实现智能巡视异常报警，可采用声光告警、语音告警；可自定义各报警点报警时摄像仪位置及显示对象。5.2.7 具备多种巡视

7、方式，可实现分组轮巡，顺序轮巡，指定通道及画面轮巡。5.2.8 管理机应作为虚拟 IED 装置，与一体化监控系统互联，并具有安全隔离措施。5.2.9 采用巡视机器人时宜实现双向语音传输功能。5.2.10 可与顺序控制配合，实现断路器、隔离开关操作前后位置的校核，与顺序控制的交互过程见附录A.1。5.3 控制功能5.3.1 支持客户端在图像分屏和全屏显示状态下的云台控制。云台控制应具有上下左右转动，巡逻功能，云台转动步进值应可设置，具备预置位设置功能，应提供主预置位设置，在停电恢复和摄像机控制后能自动恢复到主预置位。5.3.2 支持客户端在图像分屏和全屏显示状态下的摄像仪控制 。摄像仪的光圈、变

8、倍、聚焦、画面效果（亮度、对比度、色度、饱和度）应实现自动或手动调整。5.3.3 带预置点的摄像仪应在软件上设置预置点，并可通过定位预置点来控制摄像仪。5.4 运行方式5.4.1 具备自主定时巡视功能。5.4.2 具备人工指定巡视任务功能。5.4.3 具备不同任务冲突处理功能。5.5 外部接口5.5.1 具备与一体化监控系统接口，传输结果信息，采用 DL/T860 标准。5.5.2 具备与视频主站的接口。5.5.3 具备与生产管理系统（ PMS）的接口。6 图像处理6.1 功能要求6.1.1 宜采用工程方法，在一次设备上增加明显标示，提高模式识别准确率。6.1.2 应具备云台视觉伺服功能，通过

9、目标设备在图像中的位置来反馈控制云台水平和垂直方向的调整角度，使目标设备在摄像仪大变焦下仍位于图像中间。6.1.3 应采用优化图像模式识别算法， 完善图像预处理和干扰过滤算法， 尽可能消除外界光照等因素影响，提高模式识别的准确率。6.2 隔离开关位置识别隔离开关合位可靠性状态识别宜根据隔离开关类型采用直线法、直线角度识别、隔离开关触头接触程度、隔离开关臂特征点与固定端距离、标志线识别等方法，每种类型隔离开关应不少于两种判据。具体方法实现方式见附录 A.2。6.3 断路器位置识别通过对断路器分合位置指示器上的“分、合”文字进行分析，来判断断路器分合闸位置。如断Q/GDW 752 20123具有机

10、械拐臂，宜通过判断机臂位置来判断断路器分合位置。6.4 仪表读数识别通过读取不同类型仪表图像，经过图模识别，分析获取表计读数或判断是否处正常范围。7 设备要求7.1 巡视机器人巡视机器人应使用专用无线通信方式与管理机通信，采用多台机器人时接入同一套控制分析软件系统，并可实现交替工作。7.1.1 运行环境巡视机器人运行环境应满足以下要求：a） 巡视机器人越障高度不小于 2cm，爬坡能力不小于 15；b） 工作环境温度范围： -15 55或 -25 55；c） 降雨量：大雨及以下（ 24 小时： 25-49.9mm,12 小时： 15-29.9mm） ；d） 冰雪：道路覆冰厚度 2cm、覆雪厚度

11、5cm；e） 最大风力： 10 级。7.1.2 功能要求巡视机器人应满足以下功能要求：a） 应实现所有电流致热、电压致热型设备本体和连接处红外测温；b） 应实现断路器、隔离开关的分合闸位置采集；c） 应实现变压器、电流互感器、电压互感器等充油设备油位计读数的采集；d） 应实现 SF6 气体压力等表计读数的采集；e） 应实现一次设备的外观巡视；f） 应具备最优路径规划功能，通过计算得出从当前点到目标点的最佳行驶路径；g） 宜采用磁导航模式，即在变电站内巡视道路敷设磁轨，并埋设 RFID 标签，巡视机器人通过磁轨导航并通过 RFID 标签进行定位；h） 可实现变压器、电流互感器、电压互感器等音频采

12、集。7.1.3 防护等级巡视机器人应满足以下防护要求：a） 巡视机器人的防护性能要求达到 IP54 标准：b） 巡视机器人涉水能力应不低于 50mm，底盘高度应不低于 80mm；c） 巡视机器人应对行进过程中的障碍物进行探测，避免碰撞。d） 巡视机器人宜采用非金属外壳、内导电涂层的形式，对内部设备起到电磁屏蔽作用，避免变电站强电磁环境的影响；7.1.4 充电功能巡视机器人充电功能应满足以下要求：a）机器人充电器充电模块应固定安装，并显示输出电压、电流；b）机器人应实现自主充电、对位准确；c）机器人充电室外墙应可靠接地，并具备防风防雨防晒防尘措施，能承受大风，积雪；d）机器人充电室应具备自动开启

13、前后门功能。7.1.5 性能指标性能指标如下表 :Q/GDW 752 20124表 1 性能指标7.2 摄像仪摄像仪与管理机之间的通信宜采用有线方式，所有的监控点均以光缆方式接入。立杆应满足与带电设备的安全距离要求，安装牢固，接地可靠，可配套安装辅助灯光。7.2.1 运行环境摄像仪的运行环境应满足以下要求：a） 环境温度： -15 55或 -25 55；b） 满足全气候运行要求。7.2.2 功能要求应具备以下基本功能：a） 应实现一次设备的外观巡视；b） 应实现断路器、隔离开关的分合闸位置采集；序号 模块 条目 检测内容1移动性能运行速度 0 -5km/h1 最小转弯半径 0.8m1 爬坡能力

14、 不低于 15 1 定位精度 40AH1 续航能力 4h1 充电时间 1000 次3云台转动范围 水平 180 俯仰 10 901 转动速度 0-24/s1 预置位数量 10004检测及分析系统检测效率 3 年5其它性能CPU 平均占用率 201CPU数据处理时最高占用率 60%6红外摄像仪分辨率 320*240 像素1 精度 21 测温范围 -20 +120 0 +3501 波长范围 7.5-13um7可见光摄像仪分辨率 704*576 像素1 光学变焦倍数 18 倍Q/GDW 752 20125c） 应实现变压器、电流互感器、电压互感器等充油设备油位计读数的采集；d） 应实现 SF6 气体

15、压力等表计读数的采集；e） 可实现所有电流致热、电压致热型设备本体和连接处的红外测温。7.2.3 防护等级摄像仪的防护性能要求达到 IP54 标准。应具有防风、抗震、防尘、防盐雾、防锈蚀、防变形的功能。7.2.4 性能指标应选择满足变电站运行环境的摄像仪，性能指标应满足以下要求：a） 图像分辨率应支持： CIF、 2CIF、 4CIF/D1；图像帧率应实现：最高 PAL 制式 25F/S；b） 实时视频清晰度彩色应要求 CIF 不低于 270 线， 4CIF/D1 不低于 350 线；黑白不低于 400 线；回放图像清晰度要求不低于 300 线；c） 视频应具有良好的流畅度，有的网络适应能力，

16、无明显马赛克或拖影现象；d） 摄像仪分辨率应大于 704*576 像素，光学变焦倍数大于 18 倍。8 试验与验收8.1 试验8.1.1 应提供面向各项功能，方便、可靠的测试工具或手段，与一体化监控系统进行信息交互或与顺序控制配合时，应提供满足 DL/T860 标准的调试接口。8.1.2 现场试验应满足合同技术条款，并提供完整的试验报告。8.2 验收8.2.1 验收应满足合同技术条款，事先编制验收大纲，完成竣工报告。8.2.2 工厂验收流程按 Q/GDW 213 要求，对不能具备实际设备拍摄图像的情况，应提供模拟方案，验收合格后应完成出厂验收报告。8.2.3 现场验收流程按 Q/GDW 214

17、 要求，验收内容按变电站智能巡视验收规范执行。9 运行维护9.1 由设备运行单位负责智能巡视功能的日常缺陷处理与年度检修工作。9.2 设备运行单位应建立完整的智能巡视功能检修方案，每年对智能巡视系统维护一次，并形成维护报告。9.3 设备运行单位应建立智能巡视功能运行管理规定，正常班中巡视、红外线测温、一键式程序化控制应优先考虑使用智能巡视功能。本标准用词说明1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）凡出现 “应 ”的条款，属要求型条款，表示声明符合标准需要满足的要求，并且不准许存在偏差；2）凡出现 “宜 ”的条款，属推荐型条款，表示在几种可能性中推荐特别适合的

18、一种，不提及也不排除其他可能性；3）凡出现 “可 ”的条款，属陈述型条款，表示在标准的界限内所允许的行动步骤。2 本标准中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为 “应符合 的规定 ”或 “应按 执行 ”。Q/GDW 752 20126附录 A（ 资料性附录 ）A.1 智能巡视与顺序控制交互过程图变电站智能巡视与顺序控制交互过程如图 A.1所示。交互过程应满足 DL/T860标准，并参考图 A流程设计，各省公司也可依据相关操作规范自行确定。N顺控结束智能巡检服务器顺序控制服务器0顺控启动1 xxx 结束其它任务，原地待命重复 2 73 xxx 移动到观测位置，抓图、识别设备当前位置7上送目标设备

19、操作后位置2操作设备选择5设备遥控操作完成6抓图、识别设备当前位置2.1回确认4遥控操作0.1回确认图 A.1 智能巡视与顺序控制接口交互过程图A.2 隔离开关图模识别方法列举了变电站常用隔离开关类型的图模识别方法，工程应用中可参考执行，各省公司也可依据不同类型隔离开关开展图模识别技术拓展应用。1. 直线法：通过所采集的隔离开关图像，经二值化处理，得到对应的直线图，判断该直线是否处于隔离开关合闸区域，从而判断隔离开关分合状态。2. 直线角度识别：垂直拐臂式隔离开关合闸到位时，上下拐臂成一直线，若隔离开关合闸不到位时，隔离开关下拐臂与直线之间有一夹角，若该偏差角度大于设定阀值时（角度差小于 5

20、度），则认为该隔离开关合闸未到位。3. 隔离开关触头接触程度识别：设定隔离开关的动、静触头区域，通过直线检测等相应图像处理Q/GDW 752 20127算法，检测出隔离开关动触头分别位于静触头上方和下方的长度 D0、 D1，通过计算 R= D0 / D1，实现对隔离开关状态的识别。4. 隔离开关臂特征点与固定端距离识别：水平拐臂式隔离开关，通过计算隔离开关臂中圆形区域的圆心到隔离开关固定端边的距离与隔离开关固定端宽度的比值 R，实现隔离开关状态的识别，如果 R小于该隔离开关预先设定的的合位阈值则认为已合闸到位。5. 标志线识别：针对水平旋转式隔离开关，通过分析标志线的角度特征实现对隔离开关状态

21、的识别，如果标志线角度在预先设定的合闸范围之内，则认为隔离开关已到位。Q/GDW 752 20128Q/GDW 752 20129变电站智能巡视功能规范编制说明Q/GDW 752 201210目次一、编制目的 11二、编制原则 11三、编制过程 11四、与其它标准的关系 12五、条文说明 12附录 A 13Q/GDW 752 201211一、编制目的2009 年 5 月，国家电网公司提出了立足自立创新，以统一规划、统一标准、统一建设为原则，建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动互动化特征的坚强智能电网的发展目标。智能变电站作为坚强智能电网的重要基础和节点支撑，是必不可少

22、的建设内容。为贯彻这一战略部署，根据国家电网智能电网第一阶段重点项目实施方案 、 关于下达智能电网试点工程项目计划的通知 （国家电网智能 2009909 号文）的安排，由国家电网公司智能电网部牵头，国网电力科学研究院、中国电力科学研究院、江苏省电力公司、浙江省电力公司共同参加起草，编制了智能变电站技术导则 。在此基础上，为了更好的指导变电站智能化改造工作，按照“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的工作方针，由国家电网公司生技部组织，浙江省电力公司主要起草，山东电力集团公司、河南省电力公司、江苏省、湖南省、中国电力科学研究院、国网电主要参加共同编制了变电站智能化改造技术规范 。智能变电站技

23、术导则 、 变电站智能化改造技术规范是新建智能变电站以及变电站智能化改造和工程实施的技术指导性文件，但未对变电站智能巡视功能的建设提出相应技术规范。而变电站设备巡视精益化程度是设备运行安全性的重要保证，采用科技手段取代运行人员进行设备巡视，提高巡视质量与效果，是智能变电站发展的必然趋势。按照 “统一规划、统一标准、统一建设 ”的工作方针，进一步规范变电站智能巡视技术功能，国家电网公司生技部组织编写了变电站智能巡视功能规范 。目前，国家电网公司第一批智能变电站试点工程已实施完毕，第二批试点工程建设也已基本进入尾声，在“十二五”期间，还将有大量的智能变电站投入运行。在前两批的试点工程中，已在 50

24、0kV 浙江兰溪变电站、 330kV 陕西延安变电站、 220kV 山东午山变电站、 110kV 江西塘圳变电站开展智能巡视技术研究与试点，因此急需相关的变电站智能巡视功能规范进行具体技术指导。二、编制原则本标准的编制主要依据了智能变电站技术导则 、 变电站智能化改造技术规范和变电站管理规范等文件。考虑到智能变电站的安全运行，同时兼顾智能变电站相关先进技术要求，本标准主要对变电站运行过程中设备巡视、红外线测温、一次设备状态核对等方面提出技术要求。本标准主要遵循实用性原则、可靠性原则、准确性原则。三、编制过程本标准编制过程得到了国网公司智能电网部、国调中心、浙江省电力公司、山东电力集团公司、湖北

25、省电力公司、黑龙江省电力公司、华东电力试验研究院、浙试验研究院、国网科学院等单位和部门的大力支持。2011 年 1 月，根据国网公司生技部要求，成立变电站智能巡检功能规范编写组，主要由浙江省电力公司负责。2011 年 10 月 13 日，在北京召开了变电站智能巡检功能规范 （初稿）讨论会，形成征求意见稿。首次确定智能巡检功能规范应立意于变电站一次设备巡视，运行环境、保护、自动化、通信等运行状况由一体化监控系统完成，并将本标准名称修改为变电站智能巡视技术规范 。2011 年 11 月 1 日 11 月 15 日，完成变电站智能巡视技术规范 （征求意见稿）征求意见，征求了国网公司各部门，各省公司、

26、国网电科院等单位意见，完成修改，给出反馈意见。一共征求了 28 条意见，合并意见 4 条，实际收到意见 25 条，采纳了其中 21 条意见。2011 年 12 月 8 日，在北京召开变电站智能巡视技术规范 （征求意见稿）初审会，对技术规范中相关条款进行了相应修改和完善，形成送审稿。2012 年 2 月 16 日，公司在杭州组织召开变电站智能巡视技术规范 （送审稿）的审查会。审查组进行了认真审议，形成审查意见如下：1. 建议将标准修改为变电站智能巡视功能规范 ；Q/GDW 752 2012122. 规范性引用文件增加 DL/T 860 标准；3.标准条款 4.2、 4.3 合并， 5.2、 5.

27、4 合并；4.标准条款 6.2.1 6.2.5 放入附录；5.标准条款第 8 条调试与验收修改为试验收。2012 年 2 月 17 日 2 月 18 日，编写组根据专家意见进行修改，形成报批稿。四、与其它标准的关系本标准主要依据智能变电站技术导则 、 变电站智能化改造技术规范和变电站管理规范等标准编写，重点参考了带电设备红外诊断技术应用导则 。五、条文说明1 范围本节规定本标准的适用范围。本标准适用于 110（ 66） kV 及以上电压等级变电站， 35kV 及以下电压等级变电站参考该规范执行。2 规范性引用文件本节列出了与本导则内容相关的标准。引用的原则为：对与本标准内容有关的主要 DL 标

28、准均逐条列出，当没有对应的标准时，则引用国内相应的一些管理文件和规定。因此，在使用本导则引用标准时，也按上述顺序引用。3 术语和定义3.1 智能巡视 Smart inspection鉴于目前各类智能化技术规范未对变电站智能巡视功能作出准确定义，而本标准又主要对变电站智能巡视相关技术规范作出规定，故定义了该设备。3.2 RFID 标签 Radio Frequency Identification鉴于目前智能巡视基本都基于射频技术传输信号，而该技术又是目前变电站建设智能巡视功能必不可少的设备，本标准定义了该设备。4 基本原则重点强调变电站智能巡视的技术条件及功能要求应参照已颁发的， 与变电站相关的

29、技术标准和规程；本标准描述的内容如与已颁发的变电站相关技术标准和规程相抵触， 应尽可能考虑采用本标准的可能性。5 基本配置对变电站智能巡视功能的实现方式作出基本规定，一般采用巡视机器人、固定摄像仪实现。a） 设备组成对智能巡视硬件和软件组成作出一般性规定。b） 基本功能对智能巡视实现的基本功能作出规定，明确必须具备的功能以及建议实现的功能。c） 控制功能规范云台和摄像仪的控制功能要求。d） 运行方式规范智能巡视运行方式。e） 外部接口规范智能巡视外部接口标准。6 图像处理对变电站智能巡视所采集图像的处理方法做出规定，并分别就隔离开关、断路器的图模识别技术提出参考性意见。a） 基本功能规范变电站

30、智能巡视图像处理功能的基本要求。Q/GDW 752 201213b） 隔离开关位置识别根据变电站不同类型的隔离开关，就如何进行分合闸位置判断提出参考性意见。c） 断路器位置识别根据变电站不同类型的断路器，就如何进行分合闸位置判断提出参考性意见。d） 仪表读数识别根据变电站不同类型的仪表，就如何进行判断提出参考性意见。7 设备要求规范变电站智能巡视功能两种主要的实现手段巡视机器人、摄像仪的设备基本要求。a） 巡视机器人规范智能巡视机器人通讯模式、运行环境、功能要求、防护等级、充电、性能指标等方面的技术要求。b） 摄像仪规范智能巡视摄像仪通讯模式、运行环境、功能要求、防护等级、性能指标、等方面的技

31、术要求。8 试验与验收a）试验设备试验需要高性能的工具和手段，测试软件应满足 DL/T860 标准。b）验收给出了验收时应遵循的标准和规范。9 运行维护规定由设备运行单位负责智能巡视功能的日常缺陷处理与年度检修工作，并形成维护报告。设备运行单位应建立智能巡视功能运行管理规定，正常班中巡视、红外线测温、一键式程序化控制应优先考虑使用智能巡视功能，以便完善与改进。附录 AA.1 智能巡视与顺控功能交互过程图规范变电站智能巡视与顺控功能交互过程，起指导性作用，实际变具体过程可根据各省公司依据相关操作规范自行确定。A.2 隔离开关图模识别方法列举了变电站常用隔离开关类型的图模识别方法，工程应用中可参考执行，各省公司也可依据不同类型隔离开关开展图模识别技术拓展应用。