T∕NBSIA 018-2025 配电设备运行监测技术规范

ICS35.240CCSL70NBSIASpecificationforOperationMonitoringApplicationofDistributionEquipmentIT/NBSIA018—2025 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 25系统总体架构 26数据采集 37边缘计算 58通信传输 69智能监测与分析 610终端应用 8附录A（规范性）告警模型与参数配置 T/NBSIA018—2025本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由宁波兴能电力服务有限公司提出。本文件由宁波市软件行业协会归口。本文件起草单位：宁波兴能电力服务有限公司、宁波市电工电气行业协会、宁波文具行业协会、宁波大学、宁波财经学院、宁波城市职业技术学院、浙江高格软件股份有限公司、数字宁波科技有限公司、克勒伯电机(宁波)有限公司、宁波春华电气成套有限公司。本文件主要起草人：朱蕾、张少雄、李家康、严继锋、周歆妍、郭跃、王超、汪涛、岳程、卫学彬、蒋勇、叶建光。1T/NBSIA018—2025配电设备运行监测技术规范本文件规定了配电设备运行监测的系统总体架构，以及数据采集、边缘计算、通信传输、智能监测与分析、终端应用的要求。本文件适用于10kV及以下电压等级电力用户的配电设备监测系统设计、建设和运维。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T18216.1-2021交流1000V和直流1500V及以下低压配电系统电气安全防护措施的试验、测量或监控设备第1部分：通用要求GB/T18216.12-2025交流1000V和直流1500V及以下低压配电系统电气安全防护措施的试验、测量或监控设备第12部分：电量测量和监视装置（PMD）GB/T19862-2025电能质量监测设备通用要求GB/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T45119-2024电力厂站低压用电系统的绝缘监测技术要求DL/T1406-2024配电自动化系统技术规范DL/T2867-2024配电物联网设备即插即用技术导则DL/T2868-2024配电网集中型馈线自动化技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1配电设备安全运行监测系统DistributionEquipmentSafeOperationMonitoringSystem遵循分层分布式架构，由数据采集层、通信传输层、智能监测与分析层及终端应用层组成的完整技术体系。实现配电设备状态的全面感知、数据可靠传输、智能分析研判与业务应用服务。3.2数据采集层DataAcquisitionLayer位于系统底层并部署于配电现场的基础设施层，由各类监测（传感）单元、智能测控装置及边缘计算单元组成。其核心职责是从配电设备及其关联系统中直接采集原始数据，并进行初步处理，以向上层提供规范、可靠的数据源。3.3边缘计算单元EdgeComputingUnit部署于数据采集层、具备本地计算与存储能力的关键功能节点。它负责对区域内多源监测数据进行实时汇聚、协议解析、边缘存储、智能分析与协同控制，是实现数据本地化处理与边缘智能的核心逻辑单元。其实现形式可以是智能网关、通信管理机或具备同等能力的软硬件系统。3.4通信传输层CommunicationTransmissionLayer由有线及无线通信网络设备、通信网关及安全设备构成的数据传输通道。负责在数据采集层与智能监测与分析层之间建立安全、可靠、低延迟的数据传输路径。3.5平台Platform本文件中特指“配电设备运行监测系统”的软件部分，包括部署于服务器或云基础设施的智能监测与分析引擎，以及面向用户提供交互界面的终端应用，是实现数据汇聚、分析、可视化及人机交互的载体。3.6智能监测与分析层IntelligentMonitoringandAnalyticsLayer部署于服务器或云基础设施之上的、集成了数据存储、计算引擎与业务逻辑的软件平台核心。负责对全量监测数据进行规范化存储、关联性分析与深度挖掘，实现高级应用功能。2T/NBSIA018—20253.7终端应用层TerminalApplicationLayer面向运维管理人员及电力用户、提供人机交互界面的业务应用前端。负责将智能监测与分析层的分析结果与服务能力，通过图形化界面、数据报表、移动应用等形式进行可视化呈现与交互。3.8电气量ElectricalParameters反映电力系统运行情况的电学物理量。在本文件中特指通过现场装置直接采集的电流、电压等模拟量。3.9状态量StatusSignals描述配电设备中各种开关、保护装置及辅助设备的实时位置、动作及告警状态的信号量。通常为分/合、动作/复归、正常/故障等二元状态。3.10环境量EnvironmentalParameters描述配电室运行环境及保障设施状态的物理量或状态量。主要包括温度、湿度、水浸、烟雾、门禁状态等。3.11设备状态评估EquipmentConditionAssessment智能监测与分析层通过内置模型，对配电设备运行状态进行动态、量化的分析计算，并输出标准化状态等级，如正常、注意、异常、故障的过程。3.12告警Alarm平台为指示配电设备或环境已处于或即将进入异常、故障或不安全状态而生成的通知信息。本文件中根据严重程度分为一级告警、二级告警和三级告警。3.13响应时间ResponseTime在告警管理流程中，特指自平台生成并成功推送告警信息起，至运维责任人员抵达现场或通过远程方式给出明确处理意见的时间间隔。3.14处置闭环时间TimetoResolution在告警管理流程中，特指自平台生成并成功推送告警信息起，至告警根本原因被消除、设备恢复正常运行状态，且该状态经确认并在平台中关闭告警事件的总时间。3.15能效分析EnergyEfficiencyAnalysis智能监测与分析层基于实时及历史数据，对配电系统的电能质量、设备经济运行水平及用电成本进行的量化计算与统计分析。3.16边缘存储EdgeStorage边缘计算单元在网络传输中断期间，将采集与处理后的数据暂存于本地存储介质，并在通信恢复后自动执行数据续传的能力。4缩略语下列缩略语适用于本文件。APP:应用程序(Application)HTTPS:超文本传输安全协议(HypertextTransferProtocolSecure)IEC:国际电工委员会(InternationalElectrotechnicalCommission)MQTT:消息队列遥测传输(MessageQueuingTelemetryTransport)NB-IoT:窄带物联网(NarrowBandInternetofThings)RS-485:一种串行通信总线标准(RecommendedStandard485)TLS/SSL:传输层安全协议/安全套接字层(TransportLayerSecurity/SecureSocketsLayer)5系统总体架构本文件所定义的配电设备运行监测系统，其总体架构遵循系统性、开放性和可扩展性原则，构建了一个从数据源头到业务应用的完整技术体系。架构自下而上分为四个逻辑层级：数据采集层、通信传输层、智能监测与分析层和终端应用层，系统层级划分详见图1。各层级通过标准接口与协议进行数据交互与功能协同，共同实现配电设备运行状态的全面感知、数据可靠传输、智能分析研判与业务应用服务。具体内容如下：3T/NBSIA018—2025a)数据采集层：本层是部署于现场的，由各类监测（传感）单元、智能测控装置及边缘计算单元构成的数据采集与交互基础。负责通过标准接口与通信协议直接从配电设备及其关联系统中，采集并初步处理电气运行参数、设备状态信号、环境状态量及视频图像等原始数据。其核心功能是实现对多源、异构现场数据的标准化接入与初步处理，为上层系统提供规范、可靠的数据源。b)通信传输层：本层是由有线及无线通信网络设备、通信网关及安全设备构成的数据传输通道。负责依据既定的通信规约，在数据采集层与智能监测与分析层之间建立安全、可靠、低延迟的数据传输路径，实现监测数据的上行传输与控制指令的下达，并保障数据传输过程的机密性与完整性。c)智能监测与分析层：本层是部署于服务器或云基础设施之上的、集成了数据存储、计算引擎与业务逻辑的软件平台核心。作为系统的数据汇聚、处理、分析与服务的核心，负责对全量监测数据进行规范化存储、关联性分析与深度挖掘。通过内置的算法模型与诊断规则，实现设备状态实时评估、故障告警与定位、能效分析、趋势预测及辅助决策等高级应用功能。d)终端应用层：本层是面向运维管理人员及电力用户，提供人机交互界面的业务应用前端。负责将智能监测与分析层的分析结果与服务能力，通过图形化界面、数据报表、移动应用等形式进行可视化呈现与交互，支撑实时监控、告警管理、运维操作、能效管理及数据分析报告等具体业务功能的实现。图1系统架构图6数据采集6.1电气量采集本文件规定的电气量采集参数，是指能够从现场继电保护装置、智能电力仪表或其他测控单元中直接读取的电气模拟量，具体配置标准参照表1，这些数据是进行所有高级分析与应用的基础。4T/NBSIA018—2025表1电气量采集配置标准压干式变压器绕组温度、油浸式变压器油面总回路或支路的三相电流、三相电压、瞬6.2状态量采集状态量采集用于监测配电设备中各种开关、保护装置及辅助设备的实时位置、动作及告警信号。所有信号应为无源干接点或有源数字信号，通过通信接口从相应的智能设备中读取，具体配置标准参照表2。表2状态量采集配置标准断路器分/合闸位置（框架断路器）断路器6.3环境量采集环境量采集旨在对配电室运行环境及保障设施进行全方位监控，包括模拟量的定量监测和状态量的定性告警。所有信号应通过专用的环境监测终端、智能IO模块或系统集成接口进行采集，具体配置标准参照表3。表3环境量采集配置标准烟雾探测器报警状态或火灾报6.4视频监控5T/NBSIA018—2025视频监控旨在通过视频图像技术对配电室关键设备、安防区域及人员行为进行可视化监视与记录，并逐步实现基于图像智能分析的主动安全告警。具体内容如下：a)覆盖范围：应覆盖变压器室、高/低压配电室出入口及主要设备操作通道，确保对人员进出和主要设备外观状态的可视化监视。b)技术要求：分辨率应不低于1080P（200万像素）；应支持红外夜视功能，保证无光环境下能识别物体轮廓。c)智能分析：支持人员入侵检测、安全装备识别，并可联动现场声光告警。d)存储要求：本地存储≥30天；关键事件视频宜同步上传至平台或云存储。7边缘计算7.1协议解析与数据处理7.1.1通信方式边缘计算单元与终端监测单元之间的通信应满足以下要求：a)有线通信：应支持RS-485总线等工业标准有线接口，确保在复杂电磁环境下的通信可靠性。b)无线通信：宜支持LoRa、ZigBee、NB-IoT等低功耗广域无线通信技术，满足不同现场布线条件的灵活组网需求。7.1.2协议适配与数据规范具体内容如下：a)协议兼容性：应至少支持Modbus-RTU、DL/T645等行业广泛应用的通信规约，确保与主流终端监测单元的互联互通。b)协议扩展性：宜支持IEC61850、MQTT等标准化通信协议，为系统架构演进提供技术支撑。c)数据规范化：应具备将多种异构协议转换为统一数据格式与模型的能力，实现智能监测与分析层数据接口的标准化。7.1.3边缘安全具体内容如下：a)接入认证：应建立终端设备接入认证机制，防止非法设备接入。b)数据安全：应采用校验码或数据加密等安全措施，确保数据传输与缓存过程的完整性、机密7.1.4性能指标具体内容如下：a)通信可靠性：在有线通信条件下，丢包率不应低于99.9%；在无线通信条件下，丢包率不应低于99%。b)协议处理能力：应支持同时与不少于32个终端监测单元建立并维护稳定通信连接。7.2边缘智能与缓存具体内容如下：a)断线缓存：必须具备数据本地缓存能力，在网络传输中断期间，持续存储采集与处理数据，确保数据不丢失。b)缓存容量：本地缓存容量应至少满足在最大数据采集频率下24h的数据存储需求。c)自动续传：当网络连接恢复后，应能自动将缓存数据续传至智能检测与分析层，并支持断点续传功能。7.3边缘分析与控制7.3.1重大故障边缘分析6T/NBSIA018—2025边缘计算单元应具备对监测数据的实时分析能力，对过流、短路、接地等可能引发严重后果的电气故障特征进行快速识别与初步诊断。在检测到重大故障时，应能就地生成包含故障性质、时间、相关回路及建议处置措施的标准化事件报告，并优先上传。7.3.2本地自治控制为应对通信传输中断等极端情况，边缘计算单元宜被授权具备预设的本地自治控制逻辑。具体内容如下：a)控制场景：控制逻辑应限于为实现保障人身设备安全、防止事故扩大等关键目的而设定的特定场景，例如依据过流判据快速切除故障回路，或根据失压判据自动投切备用电源。b)安全约束：所有本地控制逻辑的触发条件、定值及动作序列必须经过严格的设计、审核与测试，并具备硬件或软件上的防误动措施。控制指令的执行应有明确的日志记录。c)通信恢复同步：当网络通信恢复后，边缘计算单元应立即将本地自治控制期间的所有动作事件、相关数据及日志完整同步至数据监测与分析层，确保平台上呈现的状态与现场实际保持一致。8通信传输8.1概述通信传输层负责构建一个安全、可靠、高效的数据传输通道，确保数据采集层与智能监测与分析层之间的数据无缝交互。本层支持数据通过边缘计算单元集中上传或特定监测单元直接上传两种模式。8.2传输网络具体内容如下：a)应支持工业以太网、光纤环网等有线网络，确保主干通信的高可靠性。b)应支持5G、NB-IoT、Wi-Fi等无线网络，满足灵活部署与移动监测需求。8.3通信协议与接口具体内容如下：a)应支持MQTT、HTTPS等基于TCP/IP的标准化互联网通信协议，确保与平台的高效、安全交互。b)宜同时支持IEC104、ModbusTCP等工业协议，方便与现有工业系统集成。c)接口规范性：无论采用何种上传模式，传输至平台的数据格式、接口规范应保持一致，保证平台接入的统一性。8.4数据传输安全具体内容如下：a)传输加密：所有通过广域网传输的数据必须采用TLS/SSL或国密算法等加密机制，保证数据传输的机密性与完整性。b)身份认证：设备接入系统前应完成双向身份认证，防止非法设备接入与数据篡改。8.5性能与可靠性指标具体内容如下：a)传输可靠性：在网络正常情况下，数据传输成功率不应低于99.9%。b)传输实时性：从数据采集层生成到送达智能采集与分析层的端到端通信延迟，状态量与告警信息不应超过5s，常规模拟量不应超过30s。c)断线续传：在网络中断恢复后，应能自动恢复通信并补传中断期间缓存的关键数据。9智能监测与分析9.1故障告警与分析7T/NBSIA018—20259.1.1告警分级机制应建立“一级告警”、“二级告警”、“三级告警”的分级机制。各级告警的定义与处置原则宜参照电力监控系统相关规范，其核心含义如下：a)一级告警（事故）：指已发生导致设备跳闸、供电中断或严重威胁人身、设备安全的故障，必须立即紧急处置。b)二级告警（异常指设备或回路已处于异常运行状态，性能下降或部分功能失效，需及时安排检查或干预。c)三级告警（预警）：指监测参数持续偏离正常范围或出现恶化趋势，但设备仍可运行，需引起注意并进行分析。9.1.2告警模型与参数应内置一个可配置的告警模型库。该库的构建应以保障人身、设备安全和供电连续性为根本原则，其必须配置的告警项、默认告警级别及关键参数约定应符合附录A的规定。9.1.3故障分析应提供多源数据关联分析能力，支持故障时刻的电气量变化曲线、视频录像及环境数据的并行分析；宜基于保护动作信号与断路器跳闸信号的逻辑关联，实现故障区间的自动分析。9.2设备状态实时评估9.2.1评估对象与参数评估范围应覆盖变压器、高压开关柜、低压断路器、无功补偿装置及直流电源系统等核心设备。评估模型应综合考量设备的电气参数、状态量及温度数据等多维参数,构建多维度评估体系。9.2.2评估机制具体内容如下：a)告警驱动机制：设备状态等级的评估应建立以告警事件为核心驱动的机制。当设备产生新告警或告警消除时，应立即触发对该设备状态的重新评估与更新。b)多源信息融合：状态评估模型除告警信息外，还可综合考量设备的实时负载水平、历史性能趋势、巡检记录、家族性缺陷等信息，以形成更全面的评价。9.2.3状态分级模型应建立统一的状态分级模型，将设备状态划分为“正常、注意、异常、故障”四个等级。各等级的定义及与告警级别的关联原则如下：a)正常：无任何告警，且所有监测参数均在设定的正常范围内。b)注意：满足以下条件之一：1)存在三级告警（预警），但未升级。2)关键参数（如负载率、温度）虽未达告警阈值，但呈现明确的劣化趋势。c)异常：满足以下条件之一：1)存在二级告警。2)同时存在多个三级告警，表明设备存在多方面隐患。d)故障：满足以下条件之一：1)存在一级告警。2)设备发生保护跳闸、失电等导致功能丧失的事件。9.3能效分析计算9.3.1电能质量指标计算具体内容如下：a)稳态指标：应能计算主要回路的电压/电流三相不平衡度，并与国家标准限值进行比对。应能计算主要回路的总谐波畸变率（THD）及各次谐波含有率，识别谐波污染水平。8T/NBSIA018—2025b)计算频率：电能质量指标的计算与更新周期应可配置，默认周期不长于15min。9.3.2设备经济运行分析具体内容如下：a)变压器运行区分析：应能实时计算并判断变压器的负载率。智能监测与分析层应依据相关导则，对其运行区间（如轻载、经济负载、重载）进行分析与标记。b)功率因数分析：应能计算用户进线侧的平均功率因数，如每日、每月平均功率因数。9.3.3用电成本关联分析具体内容如下：a)需量分析：应能统计并跟踪月度最大需量即每15min平均功率的最大值，并支持对需量使用情况的趋势分析。宜支持基于需量预测的需量告警，当实时需量接近设定阈值时触发。b)分时电量统计：应能按尖、峰、平、谷等费率时段，自动分类统计各回路的日、月、年度总用电量。9.3.4分析模型与配置所有能效指标的判定标准、统计时段、告警阈值应支持平台管理员根据现场实际情况与当地政策进行灵活配置。10终端应用10.1状态与告警可视化展示10.1.1综合状态全景显示应通过配电系统单线图等主界面，采用统一的颜色编码（如：正常-绿色、注意-黄色、异常-橙色、故障-红色），实时、直观地展示全部受控设备的综合状态等级。应支持从系统总览逐级钻取至单个设备回路。10.1.2状态与告警关联展示在设备详情界面中，应并列或关联展示以下信息：a)该设备的当前状态评估等级（正常/注意/异常/故障）及主要评估依据；b)该设备当前活跃的告警事件列表（如有）；c)该设备关键参数的实时数据与历史趋势。10.1.3告警事件列表应提供独立的告警事件管理界面，集中显示所有未闭环的告警，信息至少包含：告警级别、设备名称、位置、事件描述、发生时间、当前状态（新产生/已确认/处置中）。10.2告警信息生成与推送具体内容如下：a)告警信息应至少包含设备名称、位置、事件描述、状态等级、发生时间。b)所有告警信息应通过平台界面、移动APP、短信等方式进行实时推送，宜对一级告警通过电话方式进行推送，且支持平台管理员定向推送至相关人员，具体告警等级推送方式应满足表5的规定。表4告警等级及推送方式9T/NBSIA018—202510.3告警响应及闭环处置平台发出告警后，相关责任人员应在规定时间内启动响应，并完成从诊断、处置到消除告警的全过程。具体内容如下：a)响应时间：指自平台生成并成功推送告警信息起，至运维责任人员抵达现场或通过远程方式给出明确处理意见（如操作指令、处置方案）的时间间隔。b)处置闭环时间：指平台生成并成功推送告警信息起，至告警根本原因被消除、设备恢复正常运行状态，且该状态经确认并在平台中关闭告警事件的总时间。告警的响应、处置及报告要求应符合表6的规定。表5告警响应及闭环处置要求10.4故障定位辅助具体内容如下：a)多源信息辅助：平台宜提供界面，支持运维人员并行查看故障时刻相关的电气量变化曲线、视频录像及环境数据，辅助进行人工的综合分析与判断。b)故障区间定位可视化：当发生故障告警时，平台宜能基于保护动作信号与断路器跳闸信号的逻辑关联，在配电网单线图上自动标示出故障发生的疑似区间或最小隔离范围。10.5能效可视化与服务10.5.1能效看板应在平台首页或能效专属看板上，集中展示当前配电设备的关键能效状态，如实时功率因数、变压器平均负载率、当日峰谷用电占比、本月最大需量等。且应以图表（如趋势图、频谱图、矢量图）等形式，直观展示三相不平衡度、谐波含量等电能质量指标的实时数据与历史变化趋势。10.5.2报告与账单分析应能根据平台的统计数据，一键生成月度能效分析报告，报告内容应包含负载分析、功率因数分析、电能质量分析、峰谷用电分析等。宜提供界面，展示基于平台数据的电费构成模拟分析，清晰呈现基本电费、力调电费、电度电费的构成与占比，帮助用户理解用电成本。10.5.3优化建议交互异常提示与建议推送：当智能采集与分析层分析发现能效异常，如功率因数过低、变压器轻载运行、需量超限风险时，接收平台下发的能效异常信息，宜针对不同告警提供初步的优化建议。T/NBSIA018—2025（规范性）告警模型与参数配置表A.1规定了配电设备安全运行监测系统应配置的核心告警模型及其关键参数，是第8.1.2条的具体要求。表A.1告警模型与参数告警类别配置的告警项告警级别关键参数电气安全类电流越限级应支持多级阈值与持续时间联锁判断。默认设置建议如下：一级告警（严重超限持续5min≥120%额定电流（短时冲击除外）。二级告警（超限）：持续10min≥110%额定电流。三级告警（预警）：持续60min≥95%额定电流。电压越限二级/一级应区分过电压与欠电压。默认设置建议如一级告警（严重越限）：持续10s，电压≥120%或≤80%标称电压。二级告警（越限）：持续2min，电压≥110%或≤90%标称电压。负载率越限级特指变压器等关键设备。默认设置建议如一级告警（严重超限）：负载率≥130%额定容量（持续10min）二级告警（超限负载率≥100%~110%（持续30min）三级告警（预警）：负载率≥80%~100%（持续1h）三相不平衡度越限三级指三相电流或电压不平衡度。默认设置建议如下：三级告警（预警持续10min，不平衡T/NBSIA018—2025表A.1告警模型与参数（续）告警类别配置的告警项告警级别关键参数设备运行类变压器绕组温度越限二级/一级此告警主要针对干式变压器。默认设置应严格遵循设备技术文件，通用建议如下：一级告警（跳闸/严重超温温度值持续超过绝缘系统允许的最高热点温度限值（如对应H级绝缘的16