積石峽水電站基于多源數(shù)據(jù)融合技術的變壓器故障預警系統(tǒng)
開發(fā)項目招標公告
項目名稱:積石峽水電站基于多源數(shù)據(jù)融合技術的變壓器故障預警系統(tǒng)開發(fā)項目
合同編號:1111-JSX-KJ- [2023] 第3號(總123號)
招標項目編號:DNYZC-2023-10-01-530-01
委 托 方:黃河上游水電開發(fā) 積石峽發(fā)電
黃河能源工程咨詢 受黃河上游水電開發(fā) 的委托,就積石峽水電站基于多源數(shù)據(jù)融合技術的變壓器故障預警系統(tǒng)開發(fā)項目進行公開招標,投標人中標后與委托方簽訂合同?,F(xiàn)將有關事宜公告如下:
1.1項目概況
(1)項目背景
目前積石峽水電站在主變壓器運行中的監(jiān)測手段單一,僅有油色譜在線監(jiān)測裝置。根據(jù)全國變壓器運行監(jiān)測的實際調研,發(fā)現(xiàn)油色譜存在盲區(qū),對部分電氣放電類故障無法有效反應,缺乏必要的狀態(tài)感知手段。針對上述情況,積石峽水電站計劃研制開發(fā)一套能夠綜合監(jiān)測氣體在線監(jiān)測分析、局部放電、紅外溫度、接地電流、振動聲紋等狀態(tài)數(shù)據(jù)并進行全面分析診斷的系統(tǒng),自動整合、分析、處理電力變壓器的狀態(tài)數(shù)據(jù),診斷主變壓器的運行狀態(tài);本次項目擬以廠內一臺主變壓器為先行對象,開展變壓器故障監(jiān)測預警系統(tǒng)開發(fā)工作。
研究方向:研制電力變壓器多維度綜合狀態(tài)感知系統(tǒng),提出多維度故障綜合狀態(tài)評估和故障診斷預警方法。搭建電力變壓器傳感數(shù)據(jù)的相關數(shù)據(jù)庫,通過源數(shù)據(jù)間的關系構建多維度狀態(tài)評估算法,實現(xiàn)主變壓器運行數(shù)據(jù)的匯總和分析,將運行數(shù)據(jù)趨勢以波形圖、PRPD/PRPS譜圖、柱狀圖、趨勢圖等方式直觀呈現(xiàn),并在圖中設置各項數(shù)據(jù)的閾值進行監(jiān)測。
創(chuàng)新
(2)項目研究目標
在主變壓器本體加裝高頻局部放電監(jiān)測裝置、超聲波局部放電監(jiān)測裝置、鐵芯接地電流監(jiān)測單元、空間噪音監(jiān)測及拾音裝置、機械振動探頭、紅外溫度監(jiān)測單元、氣體在線分析裝置等硬件設備,補充主變參數(shù)采集,為系統(tǒng)評估監(jiān)測設備運行狀態(tài)完善評估維度。通過增加多種監(jiān)測的手段結合主變現(xiàn)有運行數(shù)據(jù)如電壓、電流、負荷量等參數(shù)進行分析,為主變提供多維度綜合健康評價。最終實現(xiàn)油浸式變壓器故障的早期診斷和預防,減少事故的發(fā)生、提高設備的穩(wěn)定性。項目研究成果需完成基于多源數(shù)據(jù)融合技術的變壓器故障預警系統(tǒng),相關的分析軟件開發(fā),完成發(fā)明專利、軟件著作權,論文發(fā)表等實質性成果。
(3)項目研究及實施步驟
本項目擬分為三個階段開展相應的研究及實施。
1)項目研究階段。按照項目擬達成的目標,在充分了解并熟悉現(xiàn)有設備狀態(tài)的基礎上,開展具有針對性地研究,提出項目的研究方案(包括可行性研究、初步設計以及項目的實施安排)報委托方,經(jīng)委托方組織專家評審后,按專家評審意見,確定該項目實施進程。
2)項目實施階段。項目經(jīng)專家評審通過后,按照專家意見及委托方批準的項目實施方案,采購項目實施所需的軟硬件設備,并完成對這些設備在現(xiàn)場的完成安裝調試和試運行。
3)項目結題及竣工階段。本項目研究階段及委托方現(xiàn)場部署實施階段結束后,按照合同約定的條件,對本項目的科研成果、項目的結題、項目部署后的竣工等相關事宜進行確認、結題驗收和項目的竣工驗收。
(4)主變壓器基本情況介紹
積石峽電站現(xiàn)有三臺主變壓器配備在積石峽水電站尾水平臺,主變壓器為沈陽特變電工產(chǎn)品,主變壓器為三相雙線圈強迫油循環(huán)風冷變壓器,額定容量為400000kVA,額定電壓為363/18kV,繞組絕緣耐熱等級為F級,主變壓器現(xiàn)僅有一套在線監(jiān)測裝置(為Kelman公司產(chǎn)品)其功能僅能展示主變壓器內部氣體是否達到預設的報警值,再無其他功能。
1.2招標范圍及主要工作內容
1.2.1招標范圍
積石峽水電站基于多源數(shù)據(jù)融合技術的變壓器故障預警系統(tǒng)開發(fā)(包含設備采購、安裝、調試、系統(tǒng)開發(fā))。
1.2.2主要工作內容
(1)此次項目主要針對積石峽水電站主變壓器開發(fā)一套在線監(jiān)測預警系統(tǒng);
(2)項目主要通過采購安裝主變壓器振動監(jiān)測單元、噪聲(可聽聲)監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、接地電流監(jiān)測單元和主變氣體在線監(jiān)測裝置以實現(xiàn)主變壓器設備振動聲紋監(jiān)測、局部放電監(jiān)測、接地電流監(jiān)測和主變氣體在線監(jiān)測多源數(shù)據(jù)相結合,分析主變壓器系統(tǒng)運行狀態(tài)。對上述監(jiān)測手段實現(xiàn)路徑、現(xiàn)有主變氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的升級改造提出相應技術方案(包含設備的更新?lián)Q代、設備的選型配置、與其他關聯(lián)系統(tǒng)之間的適配性等方面),項目經(jīng)專家評審通過后,按照專家意見及委托方批準的項目實施方案,采購項目實施所需的軟硬件設備;
(3)研發(fā)一套適用于電站主變壓器預警系統(tǒng)的管理平臺,平臺從多個分析層面對主變數(shù)據(jù)進行分析展示,提供設備健康診斷書;
(4)按委托方項目實施的要求,承擔該應用項目設備的現(xiàn)場安裝、調試和試運行以及項目各階段的驗收;
(5)提供該項目在安裝、調試和試運行期、質保期以及其后的正常運行期間的計算服務和相匹配的售后服務;
(6)針對本項目的研究和實施,根據(jù)施工成果申請發(fā)明專利、軟件著作權(均以委托方為第一發(fā)明人申請,以接收到受理通知書為準),發(fā)表論文(省級及以上期刊)等;
(7)提供項目研究階段的成果及實施階段的完整圖紙和資料(含各項實施階段的實驗(檢驗)報告、竣工報告及相關圖紙資料);
(8)在實施階段為委托方人員提供現(xiàn)場技術培訓;
(9)負責項目實施階段所需軟硬件設備的供貨、包裝、運輸及現(xiàn)場交付;
(10)與本項目實施相關的其他事宜。
需要提供的主要設備(材料)清單如下:
序號 | 設備名稱 | 規(guī)格型號、技術參數(shù)、性能指標 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 綜合監(jiān)測后臺 | 變壓器綜合在線監(jiān)測系統(tǒng) | 套 | 1 | 提供第三方檢測報告 |
1.1 | 變壓器綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)服務器 | 1.機型:2U 機架式服務器; 2.CPU:配置≥2 顆自主可控CPU,每顆核心數(shù)≥32 核,每顆 CPU 主頻≥2.0GHz,每顆 CPU三級緩存≥64MB; 3.內存:64G DDR4 企業(yè)級內存,可擴展; 4.系統(tǒng)盤:2 塊 960G SATA SSD; 5.數(shù)據(jù)盤:2 塊 2TB 7.2K SATA; 6.網(wǎng)卡:4個100M/1000M自適應電口; 7.顯卡:支持 HDMI 輸出; 8.電源:1+1 冗余電源;機架式安裝導軌等套件; 9.支持IEC61850、Modbus-RTU、Modbus-TCP、MQTT等多種接口和多種協(xié)議 | 套 | 1 | 機架式 |
1.2 | 顯示器 | 1.顯示器尺寸: 27英寸 2.分辨率: 1920*1080 3.顯示器數(shù)量: 1臺 4.鼠標、鍵盤: 1個 | 套 | 1 | |
1.3 | 系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫、支持軟件、應用軟件、通信接口軟件等 | 1.國產(chǎn)安全操作系統(tǒng); 2.數(shù)據(jù)庫種類及版本:MariaDB或Mysql; 3.提供DL/T860電力自動化通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)標準的客戶端軟件。 | 套 | 1 | |
1.4 | 交換機 | 千兆以太網(wǎng)交換機(工業(yè)級)端口數(shù)量24: 1.交換容量≥336G,包轉發(fā)率≥51Mpps 2. 24個10/100/1000base-T以太網(wǎng)端口,4個千兆SFP 3.含2個SFP光纖模塊 4.支持業(yè)務口和電源口防雷 | 套 | 2 | |
1.5 | 光纖終端盒 | 1.設備型號:24口 2.接口選擇:ST 3.材質厚度:0.8mm 4.抗電強度:<15kV 5.環(huán)境溫度:-25℃~40℃ 6.相對濕度:≤85% | 套 | 1 | |
1.6 | 智能變壓器故障預警系統(tǒng)軟件平臺 | (1)高頻局放監(jiān)測與預警功能,在3MHz~30MHz頻段內調整檢測頻率、脈沖識別等功能,能對信號進行分離分類,提供單個脈沖時域、頻域波形及其幅值、相位等特征參數(shù),根據(jù)設備狀態(tài)設置預警,噪聲、振動或更多監(jiān)測數(shù)據(jù)輔助高頻局放功能進行判斷,識別變壓器內部故障點。 (2)超聲局部放電監(jiān)測與預警功能,局部放電幅值觸發(fā)門檻和時延門檻閾值設置功能,根據(jù)設備狀態(tài)設置預警;噪聲、振動或更多監(jiān)測數(shù)據(jù)輔助超聲波局放功能進行判斷,識別變壓器內部故障點。 (3)鐵芯泄漏電流監(jiān)測與預警功能,能夠檢測顯示毫安級的鐵芯泄漏電流幅值與基波幅值,根據(jù)設備狀態(tài)設置預警;能夠結合其他多種采集數(shù)據(jù)進行判斷。 (4)變壓器空間噪音監(jiān)測與預警功能,能夠顯示噪聲幅值與頻譜分布圖、時域聲紋圖,根據(jù)設備狀態(tài)設置預警,輔助監(jiān)測變壓器內部局部放電或更多功能。 (5)變壓器振動監(jiān)測與預警功能,具備振動監(jiān)測振動加速度峰值、振動波形及歷史數(shù)據(jù)顯示功能,具有頻譜分析功能,根據(jù)設備狀態(tài)設置預警。 (6)變壓器氣體在線監(jiān)測分析與預警功能,具備油中溶解氣體乙炔、氫氣、總烴監(jiān)測量的幅值、絕對增量及相對增長速率3級閾值設置功能,包含2級注意閾值和1級告警閾值,結合熱成像和局部放電監(jiān)測功能體現(xiàn)變壓器健康水平。 (7)變壓器溫度在線監(jiān)測與預警功能,提供測溫閾值設置和越限告警功能,并可提供精確測溫圖譜,具備圖譜分析功能。 (8)基于變壓器健康狀態(tài)動態(tài)模型,開發(fā)局部放電圖譜的展示功能,實現(xiàn)對主變壓器健康狀態(tài)監(jiān)測與診斷,裝置告警后應可調取告警前后各7日的局放圖譜。 (9)基于變壓器多種傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,搭建高頻超聲局部放電相位分布圖譜(PRPD)、脈沖序列相位分布圖譜(PRPS),實現(xiàn)對局部放電類型識別功能,可判斷變壓器(電抗器)中的典型局部放電類型,診斷結果應當簡單明確。 (10)軟件平臺可增加其他運行監(jiān)測數(shù)據(jù),對變壓器運行狀態(tài)進行綜合分析,包括對電壓、電流、負荷量等參數(shù)。 (11)高頻、超聲波、振動等監(jiān)測具備抗外部干擾的能力。尤其對變電站地網(wǎng)中的窄帶干擾、隨機脈沖干擾等信號具備有效的干擾抑制手段,準確提取高頻局放信號,提高高頻局放信號甄別準確率。具備對變電站內部復雜的噪音干擾、振動干擾等信號有效的識別手段并與變壓器異常聲紋振動信號準確區(qū)分。 (12)具備針對氣體在線監(jiān)測分析、紅外測溫、高頻、超聲、聲紋、振動、接地電流7種檢測方法的結果進行信息融合決策,并給出最優(yōu)的綜合評價結論功能。形成綜合評價預警信息表,為變壓器檢修提供重要參考依據(jù)。 (13)軟件數(shù)據(jù)存儲時間不少于8年。 | 套 | 1 | |
2 | 現(xiàn)場傳感器單元 | —— | 套 | 1 | |
2.1 | 高頻局放監(jiān)測單元 | 平均傳輸阻抗為3~30MHz頻帶內≥10m V/mA; 傳感器頻帶3~100MHz; 工頻飽和電流500A; 最小可測放電量≤5pC; 監(jiān)測線性度誤差≤10%; 采樣率≥100Ms/s; 不同監(jiān)測通道時間偏差≤0.1us; 同步方式:電源同步; 動態(tài)范圍:≥40dB; 精度:≥12bit; 測量范圍:≥±5V; 濾波器頻帶:500kHz-5MHz; 傳感器內徑為φ50mm; 接口形式:SMA或BNC接口; 傳感器安裝方式:卡鉗式; 電磁兼容:不低于EMC四級; 通信接口:RJ45、光纖; 通信協(xié)議:UDP、TCP或modlbus協(xié)議; 供電電源:DC12V。 | 只 | 2 | |
2.2 | 超聲局放監(jiān)測單元 | 傳感器峰值靈敏度≥65dB(V/(m/s)); 均值靈敏度≥60dB(V/(m/s)); 監(jiān)測頻帶20~200kHz; 監(jiān)測靈敏度≤40dB; 動態(tài)范圍75dB; 線性度誤差≤5%,重復性RSD≤0.1%,采樣率:≥1MS/s 同步方式:電源同步; 精度:≥14bit; 量程范圍:0-1000mV; 諧振頻率150kHz; 傳感器原理:壓電式; 安裝方式:磁吸式; 電磁兼容:不低于EMC四級; 通信接口:RJ45、光纖; 通信協(xié)議:UDP、TCP或modlbus協(xié)議; 供電電源:DC12V。 | 只 | 6 | |
2.3 | 鐵芯泄漏電流監(jiān)測單元 | 量程及精度5mA~10A±(標準讀數(shù)×2.5%+0.05mA); 測量頻率45~65Hz ±0.01Hz; 額定輸出電壓:7.0V; 線性度≤0.2%; 傳感器內徑為φ50mm; 傳感器安裝方式:開合式; 電磁兼容:不低于EMC四級; 通信接口:RJ45、光纖或485接口; 通信協(xié)議:UDP、TCP或modlbus協(xié)議; 供電電源:DC12V。 | 只 | 2 | |
2.4 | 振動監(jiān)測單元 | 靈敏度100mV/g; 量程±50g; 頻率范圍0.4Hz ~ 14kHz; 非線性度±1%; 防護等級IP68; 采樣率:不小于51kHz; 頻率分辨率:12Hz; 傳感器原理:壓電式; 安裝方式:磁吸式; 電磁兼容:不低于EMC四級; 通信接口:RJ45、光纖或485接口; 通信協(xié)議:UDP、TCP或modlbus協(xié)議; 供電電源:DC12V。 | 只 | 6 | |
2.5 | 聲紋監(jiān)測單元 | 精度符合IEC類I型標準,傳感器靈敏度約50mV/Pa;1/2英寸; 自由場; 頻率響應范圍6.3Hz~20kHz; 傳感器動態(tài)范圍13~130dB;BNC接口 本底噪聲:<16dB(A); 聲壓級精度:不大于±0.5dB(A); 采樣率:不小于51kHz; 頻率分辨率:12.5Hz; 傳感器工作原理:電容式駐極體; 傳感器安裝方式:懸掛式; 電磁兼容:不低于EMC四級; 通信接口:RJ45、光纖或485接口; 通信協(xié)議:UDP、TCP或modlbus協(xié)議; 供電電源:DC12V。 | 只 | 2 | |
2.6 | 紅外溫度監(jiān)測單元 | 紅外在線監(jiān)測單元,測溫范圍為-20℃~350℃; 準確度不大于±2℃或測量值的±2%(℃)(取絕對值大者); 紅外分辨率不小于320×240; 波長范圍7.5μm~14μm; 空間分辨率:小于1.4 mrad; 熱靈敏度小于60mK(30℃時); 測溫攝像頭:4個 | 套 | 1 | |
2.7 | 變壓器氣體在線監(jiān)測分析裝置 | 監(jiān)測變壓器中氫氣、乙炔、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、二氧化碳等氣體濃度。 氣體在線監(jiān)測范圍: ( 氫氣 H2: 1~2000,測量誤差±2uL/L或10%; 乙炔 C2H2: 1~1000,測量誤差:±0.5uL/L或10%; 甲烷 CH4 : 1~1000,測量誤差:±0.5uL/L或10%; 乙烷 C2H6: 1~1000,測量誤差:±0.5uL/L或10%; 乙烯 C2H4: 1~1000,測量誤差:±0.5uL/L或10%; 一氧化碳 CO: 5~5000,測量誤差:±25uL/L或10%; 二氧化碳 CO2: 25~20000,測量誤差:±25uL/L或10%; 總烴含量: 1~8000uL/L; 穩(wěn)定性(測量偏差):同一試驗條件下對同一油樣的監(jiān)測結果偏差不超過 ±5%(中等濃度) 工作環(huán)境溫度:-40℃~70℃; 相對濕度:5~95%(裝置內部既無凝露,也不應結冰); 工作環(huán)境濕度:相對濕度5~95%(裝置內部既無凝露,也不應結冰); 存儲運輸極限環(huán)境溫度:-40 ℃ ~80 ℃; 最小檢測周期:40-60分鐘,可由用戶自行設定; 數(shù)據(jù)存儲壽命:≥ 10 年; 靜電放電抗擾度:4 級,± 8kV-± 15kV; 工作電源:AC 220 V±10% , 50Hz; 分析方法:三比值法、大衛(wèi)三角法及立方體圖示法,并提供原始譜圖; 取油方式:強制循環(huán),監(jiān)測及時,無死區(qū)油樣; 數(shù)據(jù)通訊:支持ModBus RTU、IEC61850、TCP/IP等規(guī)約; 可擴展性高,可便捷的與其他監(jiān)測裝置集成; 柜體需采用不銹鋼+熱鍍鋅復合全密封結構;防護等級IP65;柜內環(huán)境由半導體空調恒溫調節(jié),柜內無凝露、結冰現(xiàn)象,機箱外殼厚度不小于3mm。 | 套 | 1 | |
3 | 綜合監(jiān)測現(xiàn)場機柜 | 機箱材質:不銹鋼+熱鍍鋅復合全密封結構; 防護等級:IP65; 柜內環(huán)境由半導體空調恒溫調節(jié),柜內無凝露、結冰現(xiàn)象,機箱外殼厚度不小于3mm 柜內含:電源管理模塊、通信模塊; 內置監(jiān)測單元機箱:標準2U機箱; 電磁兼容:不低于EMC四級; 通信接口:RJ45或光纖; 通信協(xié)議:UDP或TCP協(xié)議; 供電電源:AC220V,50Hz。 | 套 | 1 | |
4 | 輔材線纜 | —— | |||
4.1 | 光纜 | 單模鎧裝(24芯) | 米 | 500 | |
4.2 | 信號線纜 | 低損同軸線纜 | 米 | 200 | |
4.3 | 電源電纜 | 鎧裝(4mm2×2 ) | 米 | 200 |
凡是構成本項目的任何部件或元件或裝置,如果在工作內容或需要提供的設備清單中未曾提及,但對于項目本身是必要的,也應包括在工作內容及供貨范圍之內。
1.2.2項目實施地點交貨期及交貨方式
(1)項目實施
(2)進度安排:項目研發(fā)及施工工期70天。其中:
a. 合同簽訂后7天內完成項目整體研究階段的工作內容,提交研究成果供委托方組織專家評審;
b. 經(jīng)委托方組織專家評審后,按專家評審意見,確定該項目下一步項目實施進程。
c. 項目通過專家評審通過后,按照專家意見及委托方批準的項目實施方案,受托方著手項目實施所需的軟硬件設備的生產(chǎn)制造/或采購;
d. 項目通過專家評審通過后,15天內完成硬件設備的整批次交貨;
e. 硬件設備交貨驗收合格后,12天內完成本項目在現(xiàn)場的安裝(含軟件的開發(fā)與植入)、調試、試運行項目現(xiàn)場的系統(tǒng)及設備的竣工驗收。
(3)項目現(xiàn)場系統(tǒng)及設備的竣工驗收合格后,完成以下工作:
a.17天內完成項目專利申請并接收到知識產(chǎn)權局下發(fā)的受理通知書,
b.14天內完成項目論文被收錄及軟著申請并接受軟件著作權的受理通知書,
c.5天內配合委托方完成結題報告。
(4)實施項目設備的交貨方式:積石峽水電站生產(chǎn)現(xiàn)場指定地點,車下交貨。
1.3資金來源
本項目由黃河上游水電開發(fā) 利用科技項目資金予以解決,資金已落實。
1.4投標人資格
1.4.1法人地位
投標人必須是在中華人民共和國市場監(jiān)管部門注冊的,具有獨立法人和一般納稅人資格的變壓器運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)制造企業(yè)。
1.4.2聯(lián)合體投標及代理、轉讓、分包:
(1)聯(lián)合體投標:本項目不允許聯(lián)合體投標;
(2)代理、轉讓、分包:本項目不允許代理、轉讓、分包。
1.4.3商業(yè)信譽
投標人應具有良好的商業(yè)信譽。不存在被列為失信被執(zhí)行人的情形,具體認定以信用中國( )網(wǎng)站檢索結果為準。
1.4.4主要人員的資格
研發(fā)人員需具備三年以上系統(tǒng)研發(fā)經(jīng)驗。項目經(jīng)理需擁有參與變壓器綜合監(jiān)測項目等相關經(jīng)驗,并提供項目相關證明材料(合同或技術協(xié)議書)。
1.5業(yè)績
投標人應在投標基準日期的近3年內,承擔過至少2個電力行業(yè)220kV及以上主變壓器運行狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)建設已完成的合同業(yè)績(附合同復印件)。
1.6資格后審
招標人將根據(jù)投標人提供的投標文件在評標階段對其進行資格后審,對資格審查不合格投標人,將不進入下一階段評審,其后果由投標人自行承擔。
1.7招標
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