TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 12, No. 10, Octobe r 20 14, pp. 7176  ~ 718 5   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i8.532 0          7176     Re cei v ed  De cem ber 1 5 , 2013; Re vi sed  Jun e  28, 201 4; Acce pted July 18, 20 14   Resear ch on the Web-based On-line Monitoring  Technology of the Smart Substation Primary  Equipments       Xinbo Huan g, Chen Tao* , Shuliang   Ji, Haitao Zh u, Zhouxiong Z h ang, Xiaok u an Wa ng   Xi ’a n Pol y tech nic Univ ersit y , Xi ’a n 710 04 8, Chin a   *Corres p o ndi n g  author e-m a il : 53255 68 64@ qq.com       A b st r a ct  Smart substati on pri m ary e q u ip ment on-l i n e  mo nito ri ng techn o lo gy is a n  importa nt pa rt of  the   reali z a t io n of substatio n  inte lli genti z e s  monit o rin g . In or der to me et the req u ire m e n ts of smart su bstatio n   o n   high-speed, efficient,  steady on-lin e  m o nitor i ng system , the sharing  of on line m o nitor i ng dat a of  the power   station a nd to  improve  inter oper abi lity  of on-li ne monito ring  d e vic e , the pri m ary e qui p m ent o n -li n e   mo nitori ng tec hno logy  of s m art substatio n   base d  o n   the  n e tw ork is prop osed  by this  p aper. Bas ed  o n  the   ana lysis  of the  substatio n  pr i m ary eq ui p m ent  mo nitori ng  par ameters, acc o r d in g to th e thre e lev e ls  an d tw o   netw o rk structure, the  aut ho r desi g n ed  pri m ary  eq ui p m e n t mon i torin g  t e rmina l ( p roce ss leve l), pri m ar y   e q u i p m e n t  o n - l i n e  m o ni to rin g  IED  (b a y   l e ve l ) , th e   mo n i to ri ng  cen t e r  (sta ti o n  le vel )  re sp e c ti ve l y , and  betw een  each   level  there  are  commun i catio n  netw o rk  stru ctures. T he sc ene  practic a l o perati on  ana ly sis   show s that, on-line  mo nitor i n g  system for substatio n  w h ich base d  on th e netw o rk is stabl e and re lia b l e ,   and the c han g e  of the equ ip me nt  runn in g status can be  monitor ed acc u rately an d timel y .    Ke y w ords :  on -line  mo nitor i n g , smart subst a tion, pri m ary equ ip me nt    Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  Intelligen ce o f  the substati on equi pmen ts is the key  techn o logy of  the smart g r id. The   sma r t su bstat i on onlin e m onitorin g  sy stem is a n  imp o rtant techni cal method  of con d u c ting th e   overha ul an d  manag emen t of the powe r  tran sm i ssi o n  and tran sfo r mation  equi pment op erat ion  status  and e nhan cin g  the  lean level of  sub s tation p r imary e quip m ent pro d u c tion and  ope ration  manag eme n t. The web - ba sed  prim ary  equipm ent o n -line  monito ring te chn o lo gy of the sm art  sub s tation  wil l  becom e a growin g trend f o r future d e velopme n t of the sma r t su b s tation.   The d e velop m ent an d a p p licatio n of o n -line  monito ring te ch nolo g y in China   bega n in   1980 s.  Due  to the li mitation of th e ov erall te ch nica l level at th a t  time, the first up su rg e h a s  appe are d  in Chin a until 1980 s. But in  the mid  1990 s, it entered  a low tide pe riod. Ho weve r,   some  ma nuf acturers  and  re sea r ch in stitutes did   no t give up th e i r effort s to  make  continu ous  resea r ch on  that techn o lo gy; and a r ou nd the  wo rld  the po we r supply de part m ents  bega n  to  introdu ce  on -line mo nitori ng tech nolo g y  in succe ssion. With th e develop me nt of conditi on   asse ssm ent  and th e state  overh aul, e s peci a lly with  t he e s tabli s h m ent of the  d i gital network and   the sma r t power g r id, the on-lin e monit o ring te chn o l ogy has re cei v ed increa sin g  attention from  the dome s tic enterp r ises.  In particul a r, the fi eld of powe r  tra n smissi on a nd  transfo rmatio n,  highlighte d  in  the smart g r i d  con s tructio n , br oug ht the more va st developm ent spa c e fo r the  on- line monito rin g  techn o logy.   In we ste r n  countrie s , th e  emp h a s is of  t he m onitori ng  wo rk ha s bee n pl aced  on  key  equipm ents such  as tran sf orme rs, SF 6  swit che s  a n d  GIS equip m ents, po we r  cable s , MOA  and   so o n . And m o st of the m o nitoring ta sks aim to  acqui re the  system  oper ation p a r amete r s, ev en  for the insul a tion monito rin g , which is m a inly due to  the fact that the foreign g r id  is com p a r atively  fully develop ed, and the n e twork i s  wid e ly spread a nd wid e ly used.  Therefore ,  there are fewer  requi rem ents  for the singl e equipm ent m onitorin g .  In China, rea l -time pe rcep tion, monitori ng  and e a rly  warning, an alysis di agn o s is a nd  asse ssm ent predi ction of  the sma r t su bstation o n -li ne prim ary e quipme n t op eration  status can  be a c hieve d  by the sm art sub s tatio n  on -line m onitorin g  sy stem throu g h  variou s  se nso r   techn o logie s ,  wide -a rea  communi catio n  tech nolo g y and info rm ation processing te ch nol ogy.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Re sea r ch on  the Web - ba sed On-li ne M onitorin g  Te chnolo g y of th e Sm art… (Xinbo Huan g)  7177 Thereby, its  con s tru c tion   and p r om otio n wo rk can u pgra de th e le vel of sma r t  grid  and  reali z e  sma r t sub s ta tion prima r y equipm ent worki ng state  manag eme n t. But with the con s tru c tion  of  sma r t sub s tations, th ere  are some  pro b l e ms  existi ng  i n  the  con d itio n monito ring   device s  a nd t h e   intelligen ce  o f  elect r ic po wer sy stem:  (1) Device  fu nction s  and  i n terfaces of  different o n li ne   monitori ng m anufa c ture rs are n o t com patible an d poor in i n teroperability, costing the u s ers  more mo ney for follow-up  preventiv e m a intena nce; (2) The state  data need s to  be sent from  the   sub s tation  st atus m onito ring  system to  the info rmati on  system to  improv e info rmation  shari ng ;   (3) P r obl ems of unde r-sta ndardization i n  the in forma t ion model, a nalysi s  mod e l  and the d a ta  interface still exist, which brings diffi culty in the proper use of the data.  Acco rdi ng to  the mode rn  communi catio n  network te chn o logy an d  IEC6185 0 st anda rd,  the web - ba se d on-lin e mon i toring sy ste m  of the subs tation is put forward by this pape r, whi c h is   mainly com p ose d  of the o n -line m onito ring equi pme n t, intelligent electro n ic  device (IED)  and t h e   informatio n in tegration pl atform, re spe c t i vely a rran g e d  at the sub s tation pro c e s s level, the ba y  level and th e  station level.  RS485/ CAN/ Zigbee/GP RS  is ado pted  by the pro c e ss l e vel an d the  bay level to  comm uni cate ; the bay level and th e st ation level m a ke  use of th e optical fibe r to  transmit data in accordan ce with IEC61 850 sta nda rd.       2. The Archi t ec ture o f  th e Substa tion  Prim ar y   Eq uipment On -line Monitoring Sy stem [2,  8]  In Chi na, the  we b-b a sed  on-lin e mo nitoring  sy stem  for sub s tation  equip m ent i s  com p o s ed   of three level s  and two ne tworks [2] , in whi c h th re e levels refe r to the proce ss level, the  bay  level and th e  station level,  and two n e tworks refe r t o  the  station  level  network and the  process  level network. This i s   a  service - o r iente d  archit e c tu re, in  which d i fferent st ru ctural  appli c ati on  function al uni ts of the p r og ram  (called  servic e s ) can  be lin ked  up  with p r oto c ol s throug h the s e   well-defined  servi c e interf aces. All the  substati on eq uipment run n i ng  statu s   p a rameters can be   colle cted  by t he  station  level, and  then  t he d a ta , in  a c cord an ce  wi th IEC61 850   agre e me nt, will  be uplo aded t o  the provin ce netwo rk  sid e  (PMS). The  system dia g ram is shown in Figure 1.   The p r o c e ss  level mainly  con s i s ts of a  variety of se nso r s, th e pri m ary eq uipm ent on-li ne   monitori ng te rminal s a nd  so on. T he  pri m ary e quipm ent ru nnin g   status valu es  can  be  acqui red  dire ctly by th e on -line  mo nitoring  devi c e o r  in di re ctl y  by the  se n s ors of the  o n -line  mo nito ring  device; a nd t hen th roug h  digital processing  and  ca l c ulatio n of th e statu s  valu es, the  statu s   monitori ng d a t a will be  obt ained. Fin a lly, the status   monitori ng d a t a will be t r an smitted fro m   th e   pro c e ss l e vel netwo rk to  the IED of the bay  level  so a s  to get configu r ati on and  cont rol  information.  The  bay lev e l, mainly i n cludi ng th e t r an sform e r o n -line  mo nito ring  IED, a r rester o n -lin e   monitori ng IED, circuit bre a ke r on-li ne  monitori ng IED, cap a citive  equipme n t on-line mo nitoring  IED, swit ch cabinet o n -lin e  monitori ng I E D etc.,  is  re spo n si ble for  data a c qui siti on of the p r o c ess   level. Then  th roug h releva nt data o p e r a t ion proc essi ng, the d a ta,  in acco rd an ce with IE C61 850   stand ard,  will  be se nt out from the  station level  network to the  co ntrol level mo nitoring  ce nte r , I  orde r to obtai n sampli ng comman d s a n d  config uratio n informatio n.   The  station l e vel is mainl y  comp osed  of the  station  field  control, rem o te  com m unication,   synchro n ization, the monitoring  cent er, as sista n t deci s ion - m a kin g  sub s y s tem and t he  informatio n  in tegration   platf o rm. Data co mmuni cation  and co ntrol comman d s  ca n  be   complet e d   throug h th e I E C618 50  pro t ocol  betwee n  the  platform an d vari ou s  sub s yste ms. In the futu re  the  sub s ystem fu nction s can b e  dire ctly integrat ed in the i n formatio n integratio n platform.   There a r e fi ve tech nical  feature s  of t he  station le vel network: owning  dat a interactio n  interfaces  be tween th e st ation level a nd the bay  l e vel, data intera ction inte rface s  within  the  station level s  and data int e ra ction inte rface s  with i n  the bay level; posse ssing  such fun c tion s as   fault monitoring, fault self-re cove ry and dat a v e rificatio n  etc.; cond ucti ng co nvenie n t  maintena nce  via software  and hardwa r e to red u ce  side-effect on the whol e system to  the   minimum d e g ree;  sup porting the tran smissio n   of the MMS (su pport m e ssa ge specifi c ati on)  informatio n a nd joint lo cki ng info rmatio n; and  sha r in g the unifie d   IP addre s s in  the statio n le vel  to avoid the conflicts of IP  address in th e whol e network.   The process level netwo rk al so di spl a ys f our technical features. First, the amount of  informatio n i n  GO OSE n e twork  and  SV netwo rk  can  sati sfy the requi rem ents fo r real-time  transmissio n and reliability, though the in formation  in t he network can be tra n smi tted throug h no   more  than  4  level switch  cascad e. Second, a s  th e  topolo g ical  st ructure of  th e  star net wo rk is  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 10, Octobe r 2014:  717 6  – 7185   7178 adopte d  by the p r o c ess l e vel netwo rk, t he sub s tati on  VLAN (virtu a l  local  area n e twork) can  be  categ o ri zed  a c cordi ng to  the d a ta traffi c a nd  data fl ow to  re alize  the d a ta i s ol ation. Thi r d, t h e   VLAN d o mai n  data  inte raction  pe rformance  and   even the  whole  pro c e ss level n e two r k  performance  will not be a ffected by the  failure  of any  single  point i n  the  entire network.  Lastl y,  as do uble  co nfiguratio n is  employed in t he net work, the dual n e twork i s  phy sically indepe nd ent  and dual   ne twork red u n dant config u r ation   will   e n su re  no rma l  ope ratio n   of one  n e twork  rega rdl e ss of the other net work failu re o r  paralysi s .      3. Analy s is o f  the Primar y  Equipment On-line Moni toring Tec h n o log y   3.1. Monitori ng Paramete rs [7]  At prese n t, among the 22 0kV and a b o v e 220kV vol t age level, the online mo n i toring  obje c ts main ly include th e main tran sform e r,  hig h  voltage parallel rea c to r, GIS, lightning  arreste r ,  circuit bre a ker,  etc. As for t he 1 1 0 k V a nd b e lo w 1 1 0 kV voltag e  level, the m a in  transformer and arrester ,  will be the online monitori ng target s,  involving dissol ved gas of the   main tran sformer oil an d arreste r  lea k a g e  cu rrent and arres t er ac tion times ,  etc .    (1) T r an sfo r m e r on -line mo nitoring   In sub s tation,  the tran sformer i s  the m o st impo rtant  electri c al  eq uipment, in  which th e   main monito ring items in clud e the transfo rme r  oil  dissolved g a s an d micro-water o n -li n e   monitori ng, windi ng  d e fo rmation on-li ne  monito ri n g , temperatu r e on -lin e m onitorin g , pa rtial  discha rge  on -line m onitori ng, iro n  core ea rth current on -line  monitori ng, casin g  in sulati ng   prop ertie s  on -line mo nitori ng etc.     (2)  Circuit bre a ke r me cha n i c al prope rtie s and  ele c trica l  perform an ce  online monit o ring    The high -voltage ci rcuit breaker  is the  most cru c ial swit chg ear in  the powe r  system, of  whi c h the on -line mo nitori ng items inv o lve the  insu lating ga s (S F6 circuit b r eaker), brea king  times, the b r ea king  cu rrent wavefo rm, the c ont act st ro ke, the vibratio n  waveform, the  open/ clo s e  coil current, th e op eratin g  mech ani sm o il pre s su re, a nd the  ene rg y stora ge  mo tor  curre n t etc. F o r the 75 0 kV  SF6 circuit b r ea ke r,  the o n -line m onitoring items al so com p ri se S F 6   gas statu s  m onitorin g  a n d   circuit  bre a ke r p a rtia l  di sch arge  o n -lin e  monitori ng. T he p r in ciple  a nd  method s of the circuit bre a ke r on-li ne  monitori ng are basi c ally the sam e  as  the GIS on-line   monitori ng.     (3) Li ghting a rre ster  on-li n e  monitori ng       When  suff ering  impul se  voltage, the l i ghtning  arre ster will  rele ase ene rgy in th e form   of elect r ic  cu rrent, an d fina lly cond uct it  into  the e a rth .  As soon  as  impulse volta ge di sap pea rs,  the lightnin g   arreste r  will  return to the  syste m po we r  freque ncy vol t age, und er  whose control t h e   micro leakage current  will com e  out  of  the lightning arrester inter nally and ex ternally and f l ow  throug h the earth. Arrest er insulation  perfo rman ce   can be di re ct ly displayed  by the lightning   arreste r  lea k a ge cu rrent, especi a lly the resi stive curre n t.  (4)  Cap a citiv e  equipm ent on-lin e monit o ring   The ca pa citive equipm ent, the electri c al  equi pm ent wi th the capa citive screen e m ployed  in its in sulatio n  structu r e, a c c ount s for a bout 40% of t he sub s tation  electri c al  eq uipment s. As  the  cap a citive e q u ipment i s   compo s ed  of  the cu rr ent transfo rme r , capa citor volta ge tra n sfo r m e r,  cap a cito r, insulating po rcel ain col u mn, h i gh vo ltage casin g  and  ca pacitive lightn i ng arre ster, the   major  monito ring  ch ara c te ristic qu antity inclu de th e  diele c tric lo ss, leaka ge  cu rrent, eq uivale nt  cap a cita nce (some  can al so monito r pa rtial discha rge  ) etc. T h is  ki nd of on -line   monitori ng  ca n   be reali z e d  by the leak current  se nsors installe d o n  the capa cit i ve equipme n ts su ch a s  the  porcelai n   col u mn,  ca sing   or lig htning  a r reste r . Its diel ectri c  lo ss val ue  can  be  cal c ulate d  throu g h   the pha se differen c e b e twe en the lea k ag e curre n t and  the system voltage.     (5) SF6 g a s o n -line m onitoring   Owin g to its efficient insulation pe rformance, SF6  gas, a s  the  arc  quen chi ng and   insul a ting  ga s, ha s be en  widely  used i n  the  po we r  system, i n cl u d ing th e hi gh -voltage  ci rcu i t  brea ke r, the  mutual ind u ct or an d GIS. SF6 ga s co ul d maintain e quipme n t insulation level  and  posse ss ex cellent a r c q u enching  capa bility, fo r ind o o r  ga s in sul a tion st ren g th  depe nd s o n  t h e   den sity value of SF6 gas, namely, SF6 gas mol e cule numb e rs per unit volume, whi c h  has  nothing  to d o  with th e tem peratu r e.  De nsity value  is re pre s e n ted  by the 2 0 c h a r g i ng  pr ess u r e .  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Re sea r ch on  the Web - ba sed On-li ne M onitorin g  Te chnolo g y of th e Sm art… (Xinbo Huan g)  7179 The  de cre a sed SF6  g a s  den sity ca used by  lea k ag e of  equi pme n ts m a y b r in g ab out  se rio u s  con s e que nce s  such as t he re du ction  of t he swit chg ear  appli ed voltage  strength a nd  the   redu ction of t he ci rcuit bre a ke r brea kin g  cap a city  etc., which wo uld re sult in the poo r ele c t r ical   perfo rman ce  of device s . When the environment temp eratu r e chan ges, the lea k  positio n will g i ve  rise to the "b reathin g " phe nomen on; an d whe n  the  external moi s ture ente r  the interio r  of the   high-pressu re  devices a n d  lead  to the increa se o f  SF6 gas humidity, the  poor el ectri c al  perfo rman ce   and eve n   saf e ty accident s woul d ta ke  place. Thu s ,  in order to e n su re  safe  a n d   reliabl e op era t ion of the in sulation e quip m ents, t he  d ensity of the  SF6 ga s, ga s leak, g a s  mi cro  water  conte n t etc. must re ceive the real -time monitori n g .    (6)  High -volta ge switch  cab i net on-lin e m onitorin g   High -voltage swit ch cabi ne t  contain s   hi g h -voltage  swi t ch eq uipme n t  compo nent s, bus,  sup port in sul a tor etc. Its safe ope ration  would  be threatene d by the defe c ts o r  deterio ration  of  the internal i n sul a tion p a rts and  the p oor  co nt act  of the ele c tri c  cond uctio n  linkin g  pa rt s.  Disch a rg e fa ult defect s  of  the high -volta ge switch  cab i net mainly in clud es th e fol l owin g a s pe ct s :   metal protrusions of the condu ctor a n d  the coat  internal  su rface ,  defects an d aging of the   insul a tion p a rts; su rface filth of  the supp ort in sulato r; the lin king  poi nts of hig h -vo l tage bu s, po or  conta c t of m a in  circuit  co ntacts of the  high -v oltage  switch  an d  the ci rcuit b r eaker  co ntacts,  internal  di sch a rge  defe c ts  of the  swit ch  element s et c.  As th e di sch a rge  ph eno m ena  are  likely to   occur i n  the  accide nt latency pe riod,  more in fo rma t ion about th e ope ration o f  the high-vol t age   swit ch cabin e t  would be a c quire d by mo nitoring of pa rtial discharge .    3.2. Design  of the Mo nitoring Cen t er  Soft w a r e  [5,  10]  In general, the monitori n g  cente r  soft ware, sho w n  in Figure 2,  can be divi ded into th e   sub s tation n e t work, city bu reau n e two r k, and the provi n cial n e two r k.                        In su bstation s, the  sub s tat i on laye r is re spo n si ble fo r  colle cting  op eration  statu s  data of th e  whol e su bst a tion equi p m ents an d the health i n fo rmatio n. Variou s ki nd s of sub s ta tion   equipm ents  monitori ng inf o rmatio n will  be visu ally di splaye d by  station level m onitorin g   cent er.  As the so urce of data, the sub s tation system will  sta r t to deploy from the su bst a tion layer, which   is mainly e m ployed for the station monitoring,  involving data sampli ng , acce ss co ntrol,  monitori ng d a ta  di splay a nd so on.  In accordan ce   with the  IEC6185 0 p r oto c ol, the  sub s t a tio n   layer, ta king t he o p tical  fib e r a s  tran smi ssi on  m ediu m ,  ca rry out data  o r  com m and  i n teractions  with all intelli gent logi c eq uipment s. Th e sam p led d a ta will be  stored i n  the lo cal net wo rk.  And  with IEC6185 0 p r oto c ol a s   the commu ni cation  ag ree m ent, the  su b s tation l a yer  will g e t re ady  for   the extern al  data commu nicatio n . On t he on e  h and,  data  sha r ing  can  be  re ali z ed  between   the   sub s tation  a nd the  othe r external  sy stems;  o n  the  other ha nd,  the mo nitori ng d a ta  can  be  uploa ded lev e l by level. Substatio n  dat a will firs t be  uploa ded to the upp er leve l, namely the city  bure au net wo rk.    The  city bu re au i s  in  charg e  of  su ch ta sks a s   d a ta co llecting   from  sub o rdi nate substatio n s,  centralized  displ a ying o f  the subst a tion equi p m ent run n in g con d itions, local backup   impleme n ting  of the operation data, and sub o rdina t e substatio n  data transmissi on by the  stand ard d a ta interfaces t o  provin ce n e twork si de, so a s  to com p lete the timely upload of  th e   regio nal  ele c tric t r an smi s sion  an d tra n sformati on   operating  sit uation. In  ad dition, sub s tation   related  eq uip m ents  ca n al so  be h andl e d  by expe rt   system  software.  Hen c e, i t  is hel pful a nd  feasibl e  for  the city bu reau to p e rfo r m t he m oni toring m ana gement of  a n y sub o rdi n a t e   s u bs tation.   After colle ctin g data u p load ed by the  city bur e au a bou t region al po wer t r an smi s sion  and   transfo rmatio n equi pment s statu s , the  provin ce  n e t work side will  establi s h state  monito ring  databa se to  unify the storage of the su bstation e qui pment statu s  data of  different regi on s. And   then the  colle cted d a ta will  be p r o c e s se d and  sh ar ed  in the p r od u c tion m anag e m ent sy stem  of  the provin ce  network si d e , so as to fulfill  advance d  appli c ation  of the monitoring data a n d   provide  refe rence of d a ily mana geme n t  work fo r p r ovince  netwo rk  sid e  p r od uct te chn o lo gy  depa rtment s. The auxilia ry deci s io n-makin g  sy stem of the  provin ce n e twork  side  e x pert  softwa r e ca n make   p r edi cti on  of all kind s  of moni to re d devi c e  ope rating  status a t  different l e vels  and figu re  ou t the seque nce of the  equi p m ents th at  ne ed to m a ke m a intena nce a c cordi ng to  th e  different level s  an d sco r e s ,  so a s  to im prove t he effici ency of m a int enan ce  wo rk  deploye d  by the  provin ce n e twork  side. T h e key info rm ation via  data   se rvice ce nter can be se nt  to  the  nati onal   grid he adq ua rters to fulfill  the uploa d a bout wo rk i n g  conditio n s of  region al po wer tran smission   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 10, Octobe r 2014:  717 6  – 7185   7180 and tra n sfo r mation. Anot her fun c tion  of the stat u s  monitorin g   databa se i s   to achi eve d a ta   sha r ing  with   other ap plicat ion  system s t h rou g h  the  e n terp rise se rvice  b u s, so  as  to   reali z e the   potential of th e on -line m o nitoring  data  and p r ovide   assista n ce in  informatio n i n tegratio n for the  provin ce net  side.       4. Design of  the Subs ta tion Primar y   E quipment  On-line Moni toring Net w o r k   Chin a State grid comp any formulat ed  the sta ndard DL / T860 "Su b station s   comm uni cati on net wo rks  and  system s" based o n   I E C 61 850 to  reali z e th e  automation  a n d   equipm ent int e rop e rability among  onlin e  monitori ng e quipme n t ma nufactu re rs.  The hie r a r chi c al  distrib u tion d e sig n  is ad op ted by the smart su bs tati on, namely, the station l e vel, the bay level  and the  process level. Ea ch level  consi s ts  of diffe ren t  device s  o r  d i fferent sub s ystem s  so a s  t o   fulfill different functions.  Seen from  Figu re  2,  differe nt communi catio n  me dia  are em ployed  by the   comm uni cati on n e two r k a c cordi ng to  di fferent level s   of data tran smissi on.  In th e process l e vel,  the commu ni cation  bet we en  sen s o r s a nd o n -lin e m onitorin g  d e vice s  can  be   achi eved  by  the  optical fib e rs,  cabl es  and  wirel e ss m edi a (su c h a s  in frare d , Blueto o th, ZigBee ). To be  sp ecif ic,  monitori ng te rminal s  of th e on -line  mo nitoring   sy ste m , the imp o rt ant eq uipme n t of the  process  level, can pro v ide the input  / output interface s  et c. The y  can com m u n icate  with the bay level IED  throug h  the wire d  ways such as RS23 2,  RS485   or  CAN b u s ca ble etc. o r   wi rele ss  way s  l i ke  WiFi /ZigBe e etc., and  gather the  sample d d a ta from the monitori ng  terminal s. The  comm uni cati on b e twe en  the bay l e vel  IED a nd th e statio n lev e l could  be   reali z ed  thro ugh   IEC6185 0 p r otocol. The  station le vel con s is t s  of standin g  domain  control, rem o te   comm uni cati on, synchroni zation  sub s y s tem an d t he informatio n  integration  platform; and  the   comm uni cati on of data  a nd control in stru ction s  b e twee n inform ation integ r at ion platfo rm  and   each su bsy s tem co uld be  achieve d  by the agr e e m ent IEC6185 0. Finally, the comm uni ca tion  within the sta t ion level coul d be re alize d  throug h the I2 proto c ol (co mmuni cation  Protocol of on- line monito rin g  system of p o we r tran smi ssi on an d tra n sformation e quipme n t in Chin a State Grid   Cor p ).     4.1. The Desi gn of Ne t w o r k bet w e e n th e Sensor an d the On -line  Monitoring  Dev i ce  At prese n t, variou s way s  of con n e c tion betwe en  the sen s o r  and on -line  monitorin g   equipm ents  will b e  em p l oyed in  on -line mo nito ri ng system, su ch as  the   point-to - p o i n t  transmissio n  con n e c tion,  se rial p o rt  and p a rallel  port  con n e c tion an d the  wirel e ss  net work  con n e c tion et c. Among th e m , the wirele ss  se nsor  net work  com p o s ed of the field - bu s  conn ect e d   sen s o r  co ntro ller and the self-organi zing  wirele ss  access network, comp ared wit h  the tradition al  cente r  p r o c e s sing, h a s th e  advantag es  of high  rob u stness, high  a c cura cy, stro ng flexibility and  so on. T he di agra m  of the  field bus  and  the self-o rg a n izin g wi rele ss sen s or  net work i s  shown in   Figure 3. Th e  prima r y eq ui pment  status  values  ca n b e  acquired by  sen s o r s, and  then upl oad e d   to the on-line  monitori ng de vice by bus o r  wirele ss n e twork.   In the field  bus  network, as  ca ble  is u s ed  a s  the tran smissi on m e d i um, RS-4 8 5   comm uni cati on m ode  can  be  empl oyed  to a c hi eve th e si gnal  wi re d tra n smi s sio n . Adoptin g h a lf- duplex  worki ng mo de, RS -485,  at any t i me, only ha s one  point in  the se ndin g  status. It is ve ry  conve n ient  when  RS-4 85 i s  u s ed  in the  multipoint  int e rconn ectio n s , for  a lot of  sign al line s   can  be save d. In wirel e ss  sen s or net works  [9,11] , most of the node s a r e  static, except  a small n u mb er  of mobile n o des. Th e wi reless  sen s o r  netwo rk , co mpared with   the  wired sensor  n e two r k ,   posse sse s  the cha r a c teri st ics of small volume an d lo w ene rgy co n s umptio n etc.     4.2. The Desi gn of Ne t w o r k bet w e e n O n -line Monitoring Dev i ce and IED  No wad a ys, the sm art  su bstation i s  commonly de sign ed a s  two part s , with  one pa rt   con c e r nin g  measurement   and co ntrol   system   and  prote c tion  system, a n d  the othe r  part   con c e r nin g  o n -line  monito ring net wo rk.  The b a y level  network a nd  the process l e vel network  are   gene rally  cat egori z e d  a s  t he  star-like  st ructu r e   and  the ri ng-li ke  st ructu r e,  or S M V network  and  GOOSE network .  SMV network  is   m a inly re spo n si ble for  uplo a d ing d a ta of  the cu rrent a nd  voltage alternating cu rren t, while GOO SE network  is in cha r g e  of uploadin g  the data of the   swit chin g val ue, bre a k-b r ake/ clo s e-bra k e  c ont rol a nd anti-mista k e d e fen s e,e t c. Among t h e   pre s ent dom estic a nd foreign pilot stat ions, SM V sa mples valu e netwo rks of 2 20kV an d ab ove   220 kV  sub s ta tions, with re gard   to su ch  factors as  safety and  relia b ility etc., gen erally o p e r ate  in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Re sea r ch on  the Web - ba sed On-li ne M onitorin g  Te chnolo g y of th e Sm art… (Xinbo Huan g)  7181 the way of p o int to p o int  and fe w  site s employ  pa rt interval  net workin g; SM V sam p led  value  netwo rk of 11 0kV a nd b e lo w 11 0kV  su b s tation s ad op t netwo rki ng  mode s a nd  communi cate  with  the IEC 6185 0-9 - 2LE.   The  o n -lin e monitori ng  d e vice coul d communi ca te   with the  bay l e vel IEDs through  the  wire d way of RS232/ RS48 5/CAN o r  the  wirel e ss  way of WiFi/RFID/Zigbee. The  data mea s u r ed   by the  sen s o r s of  on -line  m onitorin g  d e vice  ca n b e  u p l oade d to IE D thro ugh  the  comm uni cati on   netwo rk, a n d  then it woul d be p r o c e s sed and  cal c u l ated by IED, with the eq uipment failu re   informatio n  b e ing sto r ed  and displaye d  lo cally  [2, 6].  Figure 4 illustrate s  the   co mmuni cati on  netwo rk b e tween IED and  on-lin e monit o ring e quipm ent.    4.3. Design  of Communi cation Net w ork bet w e e n  IED and the Integra t io n Platform of  Information    The  futu re smart sub s tati on comm unication  n e two r k  stru ctu r e bet wee n   the su b s tation  l e vel  and th e  bay l e vel is ge ne rally built a c co rding  to th e d e sig n  id ea  of  the do uble - lo op a n d  dou bl e- network st ructure,  whic h  will make data  comm uni cati on of  the whole substation  communicatio n   netwo rk  smo o ther a nd the  commu nication network  st rong er. Th e n e twork  stru cture i s  sh own in   Figure 5.  Gene rally  sp eaki ng, com m on n e two r k tran sm issio n  of the d o uble-l oop  an d dou ble-net  netwo rk  stru cture ca n be a c compli she d  by  MMS, GOOSE, SNTP and IEC 618 50, among  which  MMS is resp onsi b le for th e tran smi ssi o n  and p r ote c t i on of the me asu r em ent a nd control  act i on   informatio n, alarm info rm ation, prima r y dev ice sta t us inform ation and  ba ckgroun d con t rol  comm and et c., GOOSE is employed to t r an smit the  five-ca s e  unite d atre sia info rmation, SNT P   is used to set  time for the station level equipme n t, and IEC 61850 i s  the tran smi ssi on protoco l  o f       the prima r y or se con d a r y equipme n t on-l i ne monito rin g  informatio n.  The inform ation integratio n platform is locate d  in the station level. The functions such as  data sam p lin g and monito ring, operation  atresia  and f aul t recorder  etc. can b e  fulfilled by station  level, involving variou s kinds of appli c ation  sub s ystem s  su ch  as the auto m ation syste m ,  comm uni cat i on  sy st em,   s y n chr oni zat i o n  sy st em,  onl ine mo nitorin g  sy stem a n d  so  on; th e d a ta  are gath e re d from different  kinds of me rging uni ts of the equip m ent  level and IED, and then they  are p r o c e sse d by IED and are tran sm itted to the  informatio n integration pl atform, so a s  to   reali z e  centra lized m ana ge ment and i n fo rmation  sh ari ng of the sub s ystem s  of all  levels. In ord e r   to en su re th e sy stem  saf e ty and  reli a b le o peration ,  doubl e-n e t w ork ba ckup  me cha n ism [2 ]  is  adopte d  by the netwo rk structure.      5. Design of  the Ke y  Tec hnolog y  [4]  5.1. Design  of On-line M onitoring Te rminals  The process level of the on-line m o n i toring  sy ste m  includ es t he su bstatio n  prima r y  equipm ents,  sen s o r s an d f i eld p r o c e ssi ng u n its, a m o ng  whi c h th e  sen s o r s an d f i eld p r o c e ssi ng   units a r e kno w n a s  the m onitorin g  terminals. At prese n t, the se nso r  technolo g y has be en  fully  develop ed, a nd the fun c tio n  of the mo ni toring te rm in als i s  to  colle ct data a nd  make  prelimi nary  treatment, so  as to make  A/D conve r si on and cl assi fied stora ge  of the non-di gitalize d  sen s or  information.    The ci rcuit brea ke r online  monitoring t e rmin al, desi gned by the author of the  thesis,   make s  use of  DSPTMS32 0F283 35  as the  core of  circuit b r ea ke r i n telligent m o nitoring  unit  a nd  deploy s in the modula r  structures, in clu d i ng the DS P28335 mini mum system,  communi cati on  module,  sig n a l conditioni n g  mod u le  an d po we r  sup p ly modul e e t c. Figu re  6 il lustrate s  on -li n e   monitori ng u n it core h a rd ware structu r e. As  the output signal s sent by the sen s o r  is mu ch   smalle r a n d  the voltage  doe s n o t match  with  t hat of A/D  sampli ng m o dule, the  si gnal  con d itioning   circuits n eed   to be  adj uste d. The n  the   signal s  woul d  be  sent  to th e A/D  mod e l  to   conve r t, and  finally would  be processe d throu gh  DSP treatment . At the same time, FPGA is  employed to  detect B cod e s in thi s  sy stem an d  to reali z e  synch r ono us  sam p ling of multip le   units .     5.2. The Desi gn of On -line Monitoring  IED   The Engli s h   full name  of IED is th e  Intelligent El ectro n ic Device. In the  IEC61 850  proto c ol, IED is defin ed  as a  kin d  of  device  co nsisting of o n e  or mo re  proce s sors,  wh ich  posse ss the  cap a city to  re ceive ext e rnal  re so urces o r   send   data or cont rol comma nd s to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 10, Octobe r 2014:  717 6  – 7185   7182 external re so urces. IED, the key equi p m ent in  mod e rn sm art su bstation bay l e vel, could carry  out coo r di nat e wo rk a nd  bidire ction a l data co mmu nicatio n  with  the informa t ion integration  platform  and  the  pro c e ss level  (in c lu ding i n tellige n t devices,   mergi ng  unit s  a n d  intelli gent  terminal s). It  plays  an im portant  role  in the  sma r t sub s tation  st atus m onitori ng sy stem a n d   auxiliary syst em.  In the subst a tion, intelligent monitoring IE Ds, according to the types of m onitoring  equipm ents  and their dif f erent install a tion locati o n s, ca n be  categ o ri zed i n to transf o rmer  monitori ng IED, circuit b r e a ke r mo nitori ng IED,  ca pa citive equi pm ent monito rin g  IED, lightni ng  arreste r  m oni toring  IED  a nd SF6  g a s  monitori ng IE D et c. Altho ugh  ea ch IE D h a s differe n t   function s, the  main fun c tio n s of IED i n cl ude d a ta extracting, d a ta stipulating a n d  data upl oadi ng  etc. Apart fro m  the tran sforme r IED control of air-cool ed contro l terminal s (air-co o led  co ntrol   sho u ld re alize cong eale r  swit chin g co ntrol f unctio n  through rem o te control, local control and  automatic  co ntrol etc.), ot her  IEDs are  similar with  each other in  the hard w are desig n and  the  softwa r e de si gn.  IED, as th e b a y level eq ui pment of th e  sub s tation  on -line m onito ri ng  system, i s  not only  respon sibl e for receiving  accurate an d  real -t ime sa mpling  com m and s from  the station le vel,  timely issui n g  comm and s t o  the p r o c ess level sam p lin g devices, a n d  se ndin g  upl oad d a ta of the  pro c e ss level  back to the station level, but also  re sp onsi b le for re cording a bno rmal in cide nts of   the brea ke r to make e a rly  warni n g s  or  alarm s  a s  well as afterward s  analy s e s . On the wh ole,  coo r din a tion,  tran smi ssi o n , data p r o c essing,  and IEC6185 0  p r otocol   emb e dding and   ot her   functions will  be fulfilled wit h  the help of IED.  Take  the  circuit bre a ker  o n -line  monito ring  IE D [12]  as  an exa m pl e, whi c h i s   d e sig ned  by the authors of the thesi s . In orde r to  sati sfy the requireme nts  of  high-sp ee d and real-ti m e  prop erty, the structu r e of  ARM+DSP  is used in  order to e n su re a qui ck an d effici ent  transmissio n  ability and   powerful  real -time mo nito ring fu nctio n . ARM9  chi p  S3C2 440A  of  Samsu ng  Co rp. is  used a s  the A R M  chip. Tog e ther with oth e r h a rd wa re e qui pments such  as  perip he ral ke yboard, LCD,   Ethern e t  co mmuni cati on  etc., ARM 9   chip  can  con duct th e enti r e  system  man a gement  an d  control, in clu d ing  se ndi n g  the i n structi ons to  DSP,  sen d ing  fed  back  data, furthe r  data p r o c e ssi ng, sto r ag e a nd di splay, a nd commu nicating bet wee n  DSP a nd t h e   station l e vel  serve r . 2 000  se rie s  T M S320F2 833 5  chip of  Texas Instrument s  (TI)  Com pan y is  use d  as  DSP chip, whi c h t a ke a d vantag e of DSP  high-spee d arith m etic and the  characte ri stic of   on-chip p e rip heral to com p lete circuit b r ea ke r statu s  data sampli n g , calculating  and analy z in g,  and at th e  same time i n   respon se  to the AR M  re q u irem ents, th e data  pro c e ssi ng  re sults  are   sent to  ARM.   The  overall  h a rd wa re  archi t ecture  of th e  circuit b r e a ke r mo nitorin g  I E D i s   sho w n  in   Figure 7.    As  for software data co mmuni cation   of  the  circui t brea ke r mo nitoring  IED, the dat a   comm uni cati on mod u le s inclu de th e co mmuni cation  between ARM  and  DSP, the   comm uni cati on betwe en  DSP and mo nitoring termi nals, and the  commu nicati on betwe en  ARM  and the statio n level.  In the ope rati on process, the ho st comp uter ARM, in  accor dan ce with  the confi guratio n   file, initiates the polling f unctio n , issu es samplin g  comma nd s to circuit bre a ke r monito ri ng  terminal  equi pments until i t  arrive s at th e pollin g  time  acco rding  to  the pre-set  comm uni cati on   proto c ol, and  finally wait for the retu rn value  (The S P I interrupt reque st sent from DSP to the  ARM). The fl ow dia g ra m o f  the system softwa r e is  sh own in Fig u re  8.    5.3. Specific a tions o f  IED Embedment in IEC61850  Standard  [3,13]   IEC6185 0 is  obje c t-o r iente d , with the d e vel opme n t model to ma ke dyna mic a nd static  desi gn  and  with the meth o d  of o b je ct in heritan ce   to  contrive  the  cla s ses of dif f erent level s .  A  uniform d a ta  obje c t model  can b e  built for the sy stem  by IEC61850 . IED contain s  vario u s lo gi cal  device s  (LD),  whi c h in clud e the logi cal  node s (LN);  a nd ea ch l ogical nod e (L N) involves different   data a nd  dat a attribute s .  Detaile d d e scriptio n of  e a ch  cl ass  ca n be  p r ovide d  by IEC618 50,  inclu d ing th e  co rre sp ondi ng attribute s  and  se rvic e s ; and th en t he serve r  of  those IE D co uld   provide  external a c cess in terface s . In t h is  way,  it is  clea r to  see t he se rvices p r ovided  by e a ch  IED; and the  comm uni cati on bet wee n  IEDs i s  visi bl e .  Therefo r e, I E D interope rability and d e s ign   stand ardi zati on  can  be   reali z ed  via  the  em bed ded IEC618 50 p r oto c ol.  IED data   model  rep r e s ent s its data types, that is to say,  IED data model  decide s  which data n eed s  comm uni cati on a nd  ho w t he d a ta  com m unicate. IED hi era r chi c a l  model  is sh own  in Fi gu re  9. In   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Re sea r ch on  the Web - ba sed On-li ne M onitorin g  Te chnolo g y of th e Sm art… (Xinbo Huan g)  7183 IEC6185 0, th e logi cal n o d e s a r e th e b a si c dat a mo dels, whi c h  i n clu de certai n  data  o b je cts   comp osed of corre s p ondin g  data attribut es.   Embedd ed E t hernet i s  a p p lied by IED,  so that  it  ca n be di re ctly con n e c ted  with the  s u bs tation automation s y s t em net work  without ma king u s e of  the cent ral p r ocessin g  un its,  comm uni cati on unit s  an d  proto c ol  co n v ersio n  uni t s , gateway an d othe r intermediate lin ks. As   IEC6185 0 is  also  adopt ed  by the stati on level,  it can save mu ch time for th e entire  syst em  desi gn an d maintena nce.    5.4. The Desi gn of the  Ba ckstage Softw a r e   In ord e r to  m a ke  it ea sie r  f o r u pdatin g a nd exp andin g ,  modula r  a n d  hie r archi c al  de sign  sho u ld be ad opted by  the  backstage   so ftware.  M odul es ca n be co nfigure d   flexi b ly,  owin g  to  its   high  coh e si o n . The i n terf ace s  b e twe e n  differe nt le vels  shoul d  be  clea r an d  co nci s e, a n d   posse ss stro ng com patibil ity  and expan sibility,  so   a s   to en su re th a t  the te chni ca l tran sformati on  of certain lev e l will not exert any influence  on  the ot her l e vels. T he ba ckstage software  should   displ a y the fu nction s  su ch  as info rmatio n coll ectio n , remote comm unication, an alysis  and  ea rly  warning, ma nagem ent a nd mainte na nce, security  authentication, informati on display, data  export and o p e ration m onit o ring, etc.    The sp ecifi c  functio n s of th e softwa r e  system in clude:   (1)    High -voltage  equipm ents st atus pa noramic i n form a t ion colle ctio n an d mo del ing: unifie d   modelin g of  the diffe rent  d a ta types an d dat a  sou r ces  co uld  pro v ide complet e  pa norami c   informatio n d a taba se for e quipme n t dia gno sis;    (2)    Paramete r m anag ement of  the main equ ipments a nd  monitori ng eq uipment s;   (3)    Status monito ring data a nal ysis an d early  warni ng;   (4)    Equipme n t status evaluati on,  whi c h co uld provid e the device  stat us refe re nce  for extensio n   of the intelligent disp atchi ng functio n ;  (5)    Cal c ulating  e quipme n t ri sk value  acco rdi ng to  the  p o we r tran smi ssi on  and  tra n sformation  equipm ent  ri sk a s sessm e nt mod e ls,  p r ocesse s an d meth od s: i dentifying th e pote n tial  external th re ats an d internal defe c ts  o f  t he equipm ents, an alyzi ng the a s set s  lo ss  deg re e   and threat probability after the equipm e n t sufferi n g  in efficacy, and  acq u irin g equ ipment ri sk  grad e in po wer gri d  throu g h  risk evaluati on model;    (6)    Providing thresh old, so a s  to give alarm s ;      (7)    Real -time re ceiving and a n a lyzing the  co mmand me ssage s.   Expert softwa r e i s  in stalle d  in the  statio n le vel of th e  sma r t  sub s t a tion, and  its wo rki n g   prin ciple s   are  as follo ws: t he exp e rt  sof t ware  di s t ributes  an IED for a set of the  s a me type  hig h   voltage devices, and  ea ch  IED colle cts the sampl e d  data from di fferent monit o ring te rmin a l s  throug h the   con n e c tion b e twee n the   pro c e s s level  network a n d  the  su bord i nate mo nitoring   terminal s; the n  accurate informatio n, with  analysi s  an d encap sulati on by the IEC61 850, can  be  obtained to do data fault toleranc e; and i n  the process of trans mi ssi on the abnormal data will  be    marked a nd f ed ba ck to th e IED for dat a extractio n  o n ce  again, u n t il the normal  data ha s be en  acq u ire d ; in t he repe ated  operation s , the mo nitori n g  of the IED  workin g  con d i tions a nd  he alth   status  ca n b e  reali z e d . IED ca n ma ke a co mpre h ensive a naly s is  of the da ta from different  monitori ng p r oject s , and   eventually a r rive at  a  co nclu sio n  of t he comp reh e nsive di agn o s is   results for th e mo nitore d  equipm ents.   The fa ult poi nts a n d  their detaile d info rmation  will   be  stored in the  local,  and the co ntrol com m ands will  be  issued for t he on-line  m onitoring devices  so a s  to locat e  and corre c t er rors or p r ev ent the faults.      6. Analy s is o f  Sy stem Running Examples [5 ]  The  sub s tation statu s  m o nitoring  syste m  de sc ribe d  in this p ape r has  bee n succe ssfully  applie d to o ne 22 0kV  substatio n  of  the natio na l grid. T he t r an sform e r  p a rtial di scha rge   monitori ng  sensor i s   sh o w n i n  Fig u re  10  and   the  site i n stall a tion of vari o u s t r an sform e r   monitori ng IEDs in the tran sform e r intelli gent co m pon ent cabi net are displ a yed in  Figure 1 1 .   Tran sfo r mer monitori ng eq uipment   consists of  the  foll owin g mo dul es: tran sform e r  sum m ary,  transfo rme r  colle cting,  oil   gas and micro  wate r monitori ng,  partial di scharg e  mo nitoring,  transfo rme r   workin g cond ition monito ri ng, co ol er un it monitorin g , and u nde r-l o ad tap  cha n g i ng  voltage monit o ring. T he tra n sforme r cu rrent  run n ing st atus  a nd  the  monitori ng re mnant data  a n d   alarm  thre sh old of th e te st items can  be  cal c ul at ed a nd  exhi bited. This  mo d u le contai ns  current  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 10, Octobe r 2014:  717 6  – 7185   7184 transfo rme r  o il chromatog r aphi c monito ring data, hi storical data, hi stori c al  curve s , and al gorit hm  analysi s , etc., which is sho w n in Figu re  12(a ) , 12(b).    Figure 13 illu strate s the fi eld in stallatio n  of  high -voltage  circuit b r eaker m onito ring d e vice  and the  intell igent comp o nent cabin e t  and va riou s  sen s o r s in sta llation. Para meters such  as   insul a tion ga s (SF6  circui t brea ker), breaki ng cu rre n t waveform,  brea k-bra k e/ clo s e brake coil   curre n t, the o peratin g m e chani sm  stro ke, sp eed  an d  me chani cal   vibration,  con t act temp erat ure   rise a nd othe r param eters can be di splay ed by t he expert system, a s  is sho w n in  Figure 14.   The m a in m onitorin g  valu es  of Zin c  o x ide  lightnin g  arre ster i n cl ude  re sistive  cu rrent a n d   total lea k ag e  curre n t value.  Zin c  oxide  lig htning  arre ste r  in sulatio n   status  ca n b e   reflected  by th e   total leakag e curre n t value, and its resi st ance cu rre nt value is a mo re se nsitive indicator of the  insul a tion p e r forma n ce. Li ghtning  arre ster on -site m onitorin g  te rminals an d  expert  software  interfaces a r e  demon strate d in Figure 15  and Figu re 1 6  respe c tively.    In ord e r to di splay th e rea l -time mo nito ring i n form ation a nd  histo r ical  data,  correspon ding   softwa r e m o d u les  are re sp ectively co nfigure d  for oth e r  sub s tation  equip m ent s, as i s   sho w n  in   Figure 17.   Furthe rmo r e,  in su bstatio n , the real -time  stat us  of the  se con dary  smart compo n ents of o n - line monito ri ng co ntrol  cabinet can al so be  disp la yed by statu s  monito ring  expert soft ware,  whi c h contain s  the faults,  start and  stop,  and the  current tempe r at ure of the  co ntrol cabin e t. On   the ba si s of t he  reali s tic fo undatio n run n ing  statu s , the  cont rol  wo rk of the  intell igent  comp on ent  IED can be  completed by  status m onito ring expe rt so ftware, a s  is shown in Figu re 18.      7. Conclusio n   With the hel p of the network-ba s e d  sma r t sub s ta tion on-lin e monitori ng system, the   power compa n ies, in a co nvenient and  highly effi cient way, are capabl e of acquirin g  the re al- time sub s tati on prim ary d e vice  status  informatio n, unde rsta ndin g  the ope rati on condition  of  equipm ents, asse ssi ng system  o per ation ri sks, tim e ly and effe ctively maki n g  mainte nan ce   planni ng, an d enh an cing  se curity an d  stability of  the syste m . What's m o re, a c cordi ng to t he  prod uctio n  m anag ement  system (PMS), the as set manag eme n t can b e  opti m ized, d e vice   resou r ces  ca n be explore d  appropri a te ly, operati on  co sts can be  redu ce d, and  drasti c ben e f its   can b e  pro d u c ed.   Ho wev e r,  re s t ricted  by  the  cu rre nt lev e l   of tech nolo g y , much im provement  sho u ld be  made  on  the  intelligen ce  o f  the  sub s tati on e quipm en t statu s  mo ni toring  sy stem , esp e ci ally t h e   improvem ent  on relia bility, accu ra cy and st a b ility of the monitoring  equi pments  and  the  stand ardi zati on of IEC6 18 50. In ad ditio n , furthe r  s t ud ie s   s h o u l d be  ma de  to  bette r  in te g r a t e   th e   real -time info rmation a nd  non real-tim e  informat ion  and to up gra de onlin e stat us dia gno si s  and  intelligent pre d iction.        Referen ces   [1]  Q/GDW383-2009. T e chnology  guide for Smart subs tation. Beijing:  China  State Grid Cor p . 2009.   [2]  Hua ng Xi nbo e c t.  Principle an d  ap plic ation o f   smart  substation. Bei j i ng: C h in a Electric P o w e r Press.   201 2.  [3]  Yang  Jun,  Lu o Ji an, Z h a o   Chu nbo  ect.    Internatio na l s t andar d pr otoc ol  of IEC61 8 0 .  Jo u r na l   of  Cho ngq in g Ele c tric Pow e r Col l eg e . 200 4; 4: 2-3.  [4]  Hua ng  Xi nb o, He  Xia, W a n g  Xi aok uan, W a ng Ho ng lia ng  ect. Examp l es  of the ap plic a t ion a nd ke y  techno lo g y   of smart substatio n . In electric po w e r constructi o n . 2012; 1 0 : 29 -31.  [5]  Hua ng  Xinb o,  Guo Jia n l e i  ect. T he desig n of  on-l i n e  mo nito ring tec h n o lo g y   of smart su b s tation  base d   on the Intern et of things. Xi' an:  Xi' a n Pol y tech nic Univ ersit y . 201 2.  [6]  Lu Yan, Son g  W e i ect. Anal ysis of of smart  substa ti on  p r oce ss l e ve l  ne tw ork  structure. In ELECT R IC  POW E R IT . 2012; 10(6): 6 5 -6 7.  [7]  Don g  Ye, L i  Y ong bin, Z h ang   Xu n ect. Smart  substatio n  pr i m ar y   eq uipm e n t on-l i ne m o n i toring s y stem  constructio n  scheme.  In scien ce and tec hno l ogy infor m atio n . 2012: 7 9 7   [8]  LiQiLi n,  Xi aoG ong, F a n Ro n gqu an. T he re search  of sm art substati on  on-l i ne  mon i torin g  s y stem   architectur e . In Computer science . 201 2; 37( 12A): 80,8 7 .  [9]  Che n  Deh u i, C hen g Lei  ect.  W i reless sens or  net w o rks i n  the app licati o n  of smart substation.  Power   system  comm unication . 20 12; 33(2 35): 35- 36 .  [10]  Li  Xia o fen g , Li u Jua n , T an Shao xian, ect.  T he ke y  tech n o lo g y   of trans mission  an d transformati on   equ ipme nt on-l i ne mo nitori ng  center   w h ich is   based on IEC 618 50.  In Hig h  voltage e n g i ne erin g.  201 0;   36(1 2 ): 304 1-3 046.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Re sea r ch on  the Web - ba sed On-li ne M onitorin g  Te chnolo g y of th e Sm art… (Xinbo Huan g)  7185 [11]  Hua ng  Xi nb o,  T i an Yi ect. T he res earc h  of  hig h  vo ltage   s w itc h  ca bin e t  contact temp erature  on lin e  monitori ng s y st em  w h ic h is ba sed on Z i gB ee  techno lo g y . [D]  Xi' a n: Xi ' an e ngi neer in g univ e rsit y . 2 0 1 0 .  [12]  Yang Bo, Qu e Xiao qi an, Xue Bin etc.  D SP and ARM  dual-m achi ne  communic a tio n s.  Automatic  me asur e m ent and  co ntrol . 20 08; 27(4): 7 7 -7 9.  [13]  F an C hen.   T he research  of su bstatio n   b a se d o n  IEC 6 1 8 5 0  proto l  IED  confi gurati o n .   Che ngd u:Sout h w est transp o r t ation un iversit y . 20 07   [14]  Hua ng  Xi nb o e c t. Substation  equ ipme nt on- l i ne mo ni tor i ng  and fa ult di ag n o sis. Beij in g: C h in a Electric   Po w e r Press, 2 010.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.