积石峡水电站基于多源数据融合技术的变压器故障预警系统
开发项目招标公告
项目
合同编
招标项目编
委 托 方：青海黄河上游水电开发 积石峡发电
受青海黄河上游水电开发 的委托，就积石峡水电站基于多源数据融合技术的变压器故障预警系统开发项目进行公开招标，投标人中标后与委托方签订合同。现将有关事宜公告如下：
1.1项目概况
项目背景
目前积石峡水电站在主变压器运行中的监测手段单一，仅有油色谱在线监测装置。根据全国变压器运行监测的实际调研，发现油色谱存在盲区，对部分电气放电类故障无法有效反应，缺乏必要的状态感知手段。针对上述情况，积石峡水电站计划研制开发一套能够综合监测气体在线监测分析、局部放电、红外温度、接地电流、振动声纹等状态数据并进行全面分析诊断的系统，自动整合、分析、处理电力变压器的状态数据，诊断主变压器的运行状态；本次项目拟以厂内一台主变压器为先行对象，开展变压器故障监测预警系统开发工作。
研究方向：研制电力变压器多维度综合状态感知系统，提出多维度故障综合状态评估和故障诊断预警方法。搭建电力变压器传感数据的相关数据库，通过源数据间的关系构建多维度状态评估算法，实现主变压器运行数据的汇总和分析，将运行数据趋势以波形图、PRPD/PRPS谱图、柱状图、趋势图等方式直观呈现，并在图中设置各项数据的阈值进行监测。
创新
项目研究目标
在主变压器本体加装高频局部放电监测装置、超声波局部放电监测装置、铁芯接地电流监测单元、空间噪音监测及拾音装置、机械振动探头、红外温度监测单元、气体在线分析装置等硬件设备，补充主变参数采集，为系统评估监测设备运行状态完善评估维度。通过增加多种监测的手段结合主变现有运行数据如电压、电流、负荷量等参数进行分析，为主变提供多维度综合健康评价。最终实现油浸式变压器故障的早期诊断和预防，减少事故的发生、提高设备的稳定性。项目研究成果需完成基于多源数据融合技术的变压器故障预警系统，相关的分析软件开发，完成发明专利、软件著作权，论文发表等实质性成果。
项目研究及实施步骤
本项目拟分为三个阶段开展相应的研究及实施。
1）项目研究阶段。按照项目拟达成的目标，在充分了解并熟悉现有设备状态的基础上，开展具有针对性地研究，提出项目的研究方案 报委托方，经委托方组织专家评审后，按专家评审意见，确定该项目实施进程。
2）项目实施阶段。项目经专家评审通过后，按照专家意见及委托方批准的项目实施方案，采购项目实施所需的软硬件设备，并完成对这些设备在现场的完成安装调试和试运行。
3）项目结题及竣工阶段。本项目研究阶段及委托方现场部署实施阶段结束后，按照合同约定的条件，对本项目的科研成果、项目的结题、项目部署后的竣工等相关事宜进行确认、结题验收和项目的竣工验收。
主变压器基本情况介绍
积石峡电站现有三台主变压器配备在积石峡水电站尾水平台，主变压器为沈阳特变电工产品，主变压器为三相双线圈强迫油循环风冷变压器，额定容量为400000kVA，额定电压为363/18kV，绕组绝缘耐热等级为F级，主变压器现仅有一套在线监测装置 其功能仅能展示主变压器内部气体是否达到预设的报警值，再无其他功能。
1.2招标范围及主要工作内容
1.2.1招标范围
积石峡水电站基于多源数据融合技术的变压器故障预警系统开发 。
1.2.2主要工作内容
此次项目主要针对积石峡水电站主变压器开发一套在线监测预警系统；
项目主要通过采购安装主变压器振动监测单元、噪声 监测单元、局部放电监测单元、接地电流监测单元和主变气体在线监测装置以实现主变压器设备振动声纹监测、局部放电监测、接地电流监测和主变气体在线监测多源数据相结合，分析主变压器系统运行状态。对上述监测手段实现路径、现有主变气体在线监测系统的升级改造提出相应技术方案 ，项目经专家评审通过后，按照专家意见及委托方批准的项目实施方案，采购项目实施所需的软硬件设备；
研发一套适用于电站主变压器预警系统的管理平台，平台从多个分析层面对主变数据进行分析展示，提供设备健康诊断书；
按委托方项目实施的要求，承担该应用项目设备的现场安装、调试和试运行以及项目各阶段的验收；
提供该项目在安装、调试和试运行期、质保期以及其后的正常运行期间的计算服务和相匹配的售后服务；
针对本项目的研究和实施，根据施工成果申请发明专利、软件著作权 ，发表论文 等；
提供项目研究阶段的成果及实施阶段的完整图纸和资料 报告、竣工报告及相关图纸资料）；
在实施阶段为委托方人员提供现场技术培训；
负责项目实施阶段所需软硬件设备的供货、包装、运输及现场交付；
与本项目实施相关的其他事宜。
需要提供的主要设备 清单如下：
序号 | 设备名称 | 规格型号、技术参数、性能指标 | 单位 | 数量 | 备注 |
1 | 综合监测后台 | 变压器综合在线监测系统 | 套 | 1 | 提供具备CANS或CMA资质的权威机构出具的产品型式试验检测报告 |
1.1 | 变压器综合在线监测系统服务器 | 1.机型：2U 机架式服务器； 2.CPU：配置≥2 颗自主可控CPU，每颗核心数≥32 核，每颗 CPU 主频≥2.0GHz，每颗 CPU三级缓存≥64MB； 3.内存：64G DDR4 企业级内存，可扩展； 4.系统盘：2 块 960G SATA SSD； 5.数据盘：2 块 2TB 7.2K SATA； 6.网卡：4个100M/1000M自适应电口； 7.显卡：支持 HDMI 输出； 8.电源：1+1 冗余电源；机架式安装导轨等套件； 9.支持IEC61850、Modbus-RTU、Modbus-TCP、MQTT等多种接口和多种协议 | 套 | 1 | 机架式 |
1.2 | 屏柜体 | 国网标准屏柜；2260*800*600颜色：使用国标色卡RAL9002灰白色；采用不锈钢+热镀锌复合全密封结构，系统电源对地在正负5000V、1.2/50us 正负脉冲各三次的冲击电压下装置无绝缘件损坏。 | 套 | 1 | |
1.3 | 显示器 | 1.显示器尺寸： 27英寸 2.分辨率: 1920*1080 3.显示器数量： 1台 4.鼠标、键盘： 1个 | 套 | 1 | |
1.4 | 系统软件、数据库、支持软件、应用软件、通信接口软件等 | 1.国产安全操作系统； 2.数据库种类及版本：MariaDB或Mysql； 3.提供DL/T860电力自动化通信网络和系统标准的客户端软件。 | 套 | 1 | |
1.5 | 交换机 | 千兆以太网交换机 端口数量24： 1.交换容量≥336G，包转发率≥51Mpps 2. 24个10/100/1000base-T以太网端口，4个千兆SFP 3.含2个SFP光纤模块 4.支持业务口和电源口防雷 | 套 | 2 | |
1.6 | 光纤终端盒 | 1.设备型 2.接口选择：ST 3.材质厚度：0.8mm 4.抗电强度：＜15kV 5.环境温度：-25℃~40℃ 6.相对湿度：≤85% | 套 | 1 | |
1.7 | 智能变压器故障预警系统软件平台 | 高频局放监测与预警功能，在3MHz～30MHz频段内调整检测频率、脉冲识别等功能，能对信号进行分离分类，提供单个脉冲时域、频域波形及其幅值、相位等特征参数，根据设备状态设置预警，噪声、振动或更多监测数据辅助高频局放功能进行判断，识别变压器内部故障点。 超声局部放电监测与预警功能，局部放电幅值触发门槛和时延门槛阈值设置功能，根据设备状态设置预警；噪声、振动或更多监测数据辅助超声波局放功能进行判断，识别变压器内部故障点。 铁芯泄漏电流监测与预警功能，能够检测显示毫安级的铁芯泄漏电流幅值与基波幅值，根据设备状态设置预警；能够结合其他多种采集数据进行判断。 变压器空间噪音监测与预警功能，能够显示噪声幅值与频谱分布图、时域声纹图，根据设备状态设置预警，辅助监测变压器内部局部放电或更多功能。 变压器振动监测与预警功能，具备振动监测振动加速度峰值、振动波形及历史数据显示功能，具有频谱分析功能，根据设备状态设置预警。 变压器气体在线监测分析与预警功能，具备油中溶解气体乙炔、氢气、总烃监测量的幅值、绝对增量及相对增长速率3级阈值设置功能，包含2级注意阈值和1级告警阈值，结合热成像和局部放电监测功能体现变压器健康水平。 变压器温度在线监测与预警功能，提供测温阈值设置和越限告警功能，并可提供精确测温图谱，具备图谱分析功能。 基于变压器健康状态动态模型，开发局部放电图谱的展示功能，实现对主变压器健康状态监测与诊断，装置告警后应可调取告警前后各7日的局放图谱。 基于变压器多种传感器监测数据库，搭建高频超声局部放电相位分布图谱 、脉冲序列相位分布图谱 ，实现对局部放电类型识别功能，可判断变压器 中的典型局部放电类型，诊断结果应当简单明确。 软件平台可增加其他运行监测数据，对变压器运行状态进行综合分析，包括对电压、电流、负荷量等参数。 高频、超声波、振动等监测具备抗外部干扰的能力。尤其对变电站地网中的窄带干扰、随机脉冲干扰等信号具备有效的干扰抑制手段，准确提取高频局放信号，提高高频局放信号甄别准确率。具备对变电站内部复杂的噪音干扰、振动干扰等信号有效的识别手段并与变压器异常声纹振动信号准确区分。 具备针对气体在线监测分析、红外测温、高频、超声、声纹、振动、接地电流7种检测方法的结果进行信息融合决策，并给出最优的综合评价结论功能。形成综合评价预警信息表，为变压器检修提供重要参考依据。 软件数据存储时间不少于8年。 | 套 | 1 | |
2 | 现场传感器单元 | —— | 套 | 1 | |
2.1 | 高频局放监测单元 | 平均传输阻抗为3~30MHz频带内≥10m V/mA； 传感器频带3~100MHz； 工频饱和电流500A； 最小可测放电量≤5pC； 监测线性度误差≤10%； 采样率≥100Ms/s； 不同监测通道时间偏差≤0.1us； 同步方式：电源同步； 动态范围：≥40dB； 精度：≥12bit； 测量范围：≥±5V； 滤波器频带：500kHz-5MHz； 传感器内径为φ50mm； 接口形式：SMA或BNC接口； 传感器安装方式：卡钳式； 电磁兼容：不低于EMC四级； 通信接口：RJ45、光纤； 通信协议：UDP、TCP或modlbus协议； 供电电源：DC12V。 | 只 | 2 | |
2.2 | 超声局放监测单元 | 传感器峰值灵敏度≥65dB(V/(m/s))； 均值灵敏度≥60dB(V/(m/s))； 监测频带20~200kHz； 监测灵敏度≤40dB； 动态范围75dB； 线性度误差≤5%，重复性RSD≤0.1%，采样率：≥1MS/s 同步方式：电源同步； 精度：≥14bit； 量程范围：0-1000mV； 谐振频率150kHz； 传感器原理：压电式； 安装方式：磁吸式； 电磁兼容：不低于EMC四级； 通信接口：RJ45、光纤； 通信协议：UDP、TCP或modlbus协议； 供电电源：DC12V。 | 只 | 6 | |
2.3 | 铁芯泄漏电流监测单元 | 量程及精度5mA~10A±(标准读数×2.5%+0.05mA); 测量频率45~65Hz ±0.01Hz； 额定输出电压：7.0V； 线性度≤0.2%； 传感器内径为φ50mm； 传感器安装方式：开合式； 电磁兼容：不低于EMC四级； 通信接口：RJ45、光纤或485接口； 通信协议：UDP、TCP或modlbus协议； 供电电源：DC12V。 | 只 | 2 | |
2.4 | 振动监测单元 | 灵敏度100mV/g； 量程±50g； 频率范围0.4Hz ~ 14kHz； 非线性度±1%； 防护等级IP68； 采样率：不小于51kHz； 频率分辨率：12Hz； 传感器原理：压电式； 安装方式：磁吸式； 电磁兼容：不低于EMC四级； 通信接口：RJ45、光纤或485接口； 通信协议：UDP、TCP或modlbus协议； 供电电源：DC12V。 | 只 | 6 | |
2.5 | 声纹监测单元 | 精度符合IEC类I型标准，传感器灵敏度约50mV/Pa；1/2英寸； 自由场； 频率响应范围6.3Hz~20kHz； 传感器动态范围13~130dB；BNC接口 本底噪声：＜16dB(A)； 声压级精度：不大于±0.5dB(A)； 采样率：不小于51kHz； 频率分辨率：12.5Hz； 传感器工作原理：电容式驻极体; 传感器安装方式：悬挂式； 电磁兼容：不低于EMC四级； 通信接口：RJ45、光纤或485接口； 通信协议：UDP、TCP或modlbus协议； 供电电源：DC12V。 | 只 | 2 | |
2.6 | 红外温度监测单元 | 红外在线监测单元，测温范围为-20℃～350℃； 准确度不大于±2℃或测量值的±2% ； 红外分辨率不小于320×240； 波长范围7.5μm～14μm； 空间分辨率：小于1.4 mrad； 热灵敏度小于60mK ； 测温摄像头：4个 | 套 | 1 | |
2.7 | 变压器气体在线监测分析装置 | 监测变压器中氢气、乙炔、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、二氧化碳等气体浓度。 气体在线监测范围：
氢气 H2： 1~2000，测量误差±2uL/L或10%； 乙炔 C2H2： 1~1000，测量误差：±0.5uL/L或10%； 甲烷 CH4 ： 1~1000，测量误差：±0.5uL/L或10%； 乙烷 C2H6： 1~1000，测量误差：±0.5uL/L或10%； 乙烯 C2H4： 1~1000，测量误差：±0.5uL/L或10%； 一氧化碳 CO： 5~5000，测量误差：±25uL/L或10%； 二氧化碳 CO2： 25~20000，测量误差：±25uL/L或10%； 总烃含量： 1~8000uL/L； 稳定性 ：同一试验条件下对同一油样的监测结果偏差不超过 ±5% 工作环境温度：-40℃～70℃； 相对湿度：5～95% ； 工作环境湿度：相对湿度5～95% ； 存储运输极限环境温度：-40 ℃ ～80 ℃； 最小检测周期：40-60分钟，可由用户自行设定； 数据存储寿命：≥ 10 年； 静电放电抗扰度：4 级，± 8kV－± 15kV； 工作电源：AC 220 V±10% ， 50Hz； 分析方法：三比值法、大卫三角法及立方体图示法，并提供原始谱图； 取油方式：强制循环，监测及时，无死区油样； 数据通讯：支持ModBus RTU、IEC61850、TCP/IP等规约； 可扩展性高，可便捷的与其他监测装置集成； 柜体需采用不锈钢+热镀锌复合全密封结构；防护等级IP65；柜内环境由半导体空调恒温调节，柜内无凝露、结冰现象，机箱外壳厚度不小于3mm。 | 套 | 1 | |
3 | 综合监测现场机柜 | 机箱材质：不锈钢+热镀锌复合全密封结构； 防护等级：IP65； 柜内环境由半导体空调恒温调节，柜内无凝露、结冰现象，机箱外壳厚度不小于3mm 柜内含：电源管理模块、通信模块； 内置监测单元机箱：标准2U机箱； 电磁兼容：不低于EMC四级； 通信接口：RJ45或光纤； 通信协议：UDP或TCP协议； 供电电源：AC220V，50Hz。 | 套 | 1 | |
4 | 辅材线缆 | —— | |||
4.1 | 光缆 | 单模铠装 | 米 | 500 | |
4.2 | 信号线缆 | 低损同轴线缆 | 米 | 200 | |
4.3 | 电源电缆 | 铠装 | 米 | 200 |
凡是构成本项目的任何部件或元件或装置，如果在工作内容或需要提供的设备清单中未曾提及，但对于项目本身是必要的，也应包括在工作内容及供货范围之内。
1.2.2项目实施地点交货期及交货方式
项目实施
进度安排：项目研发及施工工期70天。其中：
a.合同签订后7天内完成项目整体研究阶段的工作内容，提交研究成果供委托方组织专家评审；
b.经委托方组织专家评审后，按专家评审意见，确定该项目下一步项目实施进程。
c.项目通过专家评审通过后，按照专家意见及委托方批准的项目实施方案，受托方着手项目实施所需的软硬件设备的生产制造/或采购；
d.项目通过专家评审通过后，15天内完成硬件设备的整批次交货；
e.硬件设备交货验收合格后，12天内完成本项目在现场的安装 、调试、试运行项目现场的系统及设备的竣工验收。
项目现场系统及设备的竣工验收合格后，完成以下工作：
a.17天内完成项目专利申请并接收到知识产权局下发的受理通知书，
b.14天内完成项目论文被收录及软著申请并接受软件著作权的受理通知书，
c.5天内配合委托方完成结题报告。
实施项目设备的交货方式：积石峡水电站生产现场指定地点，车下交货。
1.3资金来源
本项目由青海黄河上游水电开发 利用科技项目资金予以解决，资金已落实。
1.4投标人资格
1.4.1法人地位
投标人必须是在中华人民共和国市场监管部门注册的，具有独立法人和一般纳税人资格的变压器运行状态监测系统的研发、生产制造企业。
1.4.2联合体投标及代理、转让、分包：
联合体投标：本项目不允许联合体投标；
代理、转让、分包：本项目不允许代理、转让、分包。
1.4.3商业信誉
投标人应具有良好的商业信誉。不存在被列为失信被执行人的情形，具体认定以信用中国( ）网站检索结果为准。
1.4.4主要人员的资格
投标人算法研究团队由具备高工及以上职称的专家牵头，高工以上职称人员不少于2人，具有博士学位的成员不少于1人。项目经理需具备高级及以上职称，并具备多年类似项目管理经验。
1.5业绩
投标人在投标基准日期的近3年内，承担过至少2个电力行业220kV及以上主变压器运行状态监测、数据分析系统供货合同业绩 。
1.6资格后审
招标人将根据投标人提供的投标文件在评标阶段对其进行资格后审，对资格审查不合格投标人，将不进入下一阶段评审，其后果由投标人自行承担。
1.7招标文件的获取
1.7.1
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