Q GDW 1808-2012 智能变电站继电保护通用技术条件.pdf
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1、Q / GDW 2012 ICS 29.240 备案号: Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q / GDW 1808 2012 智能变电站继电保护通用技术条件 General Technical Specification of Protection Relay in Smart Substation 2014-05-01 发布 2014-05-01 实施 国家电网公司 发 布 1 Q / GDW 1808 2012 目 次 前言 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 2 4 技术要求 2 5 试验方法 9 6 检验规则 10 7 标志、包装、运输和贮存 12 8 其它 13
2、附录 A(规范性附录) 保护装置报文帧格式 14 附录 B(规范性附录) 保护装置自检信息规范 19 附录 C(规范性附录) 设备通信接口试验 20 编制说明 23 I Q / GDW 1808 2012 II 前 言 智能变电站是智能电网的重要支撑节点,继电保护作为智能变电站的重要二次设备之一,是保障电 力系统安全稳定运行的基础,为规范智能变电站继电保护及相关设备的技术要求,提升继电保护的性能, 按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则,国家电网公司组织编写了智能变电站继电保护通用 技术条件。 本标准在智能变电站继电保护技术规范的基础上,结合线路保护及辅助装置标准化设计规范 和变压器、高压
3、并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范相关技术要求,本着“安全可靠、 先进适用”的原则,规范了智能变电站继电保护及相关设备技术要求、信息交换、试验方法、检验规则 等。 本标准的附录 A附录 C 均为规范性附录。 本标准由国家电力调度控制中心提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位:浙江省电力公司、国家电力调度控制中心、四川省电力公司,国家电网华东分部、 国家电网华中分部、中国电力科学研究院、国网电力科学研究院、国家电网东北分部、宁夏电力公司、 南京南瑞继保电气有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、许继电气股份有限公司、国电南京自 动化股份有限公司、长园深瑞继保自
4、动化有限公司。 本标准主要起草人:马锁明、刘宇、裘愉涛、钱建国、陈水耀、李仲青、俞波、陈军、鲍斌、韩学 军、李锋、王小立、盛海华、张月品、李力、廖泽友、兰金波、陈远生。 本标准首次发布。 Q / GDW 1808 2012 智能变电站继电保护通用技术条件 1 范围 本标准规定了智能变电站数字采样、GOOSE 跳闸模式的线路保护、断路器保护、短引线保护、母 线保护、变压器保护、高压并联电抗器保护、充电过流保护等保护装置及相关设备(以下简称装置)的 技术要求、信息交互原则、试验方法、检验规则及对标志、包装、运输和贮存的要求。 本标准适用于 110(66 ) kV 及以上电压等级智能变电站线路保护、
5、断路器保护、短引线保护、母线 保护、变压器保护、高压并联电抗器保护、充电过流保护等保护装置,是装置开发、设计、制造、试验、 检验和应用的依据。 2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅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 191 包装储运图示标志(ISO 780:1997 , MOD) GB/T 2887 2011 计算机场地通用规范 GB/T 4798.2 电工电子产品应用环境条件 运输( GB/T 4798.22008, IEC 60721-3-2:1997, MOD) GB/T
6、 7261 2008 继电保护和安全自动装置基本试验方法 GB/T 9361 计算站场地安全要求 GB/T 11287 电气继电器 第 21 部分:量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验 第 1 篇:振动试验(正弦)(IEC 60255-21-1:1988 ,IDT ) GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 14285 继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T 14537 继电器和保护装置的冲击与碰撞试验(GB/T 14537 1993, IEC 60255-21-2:1988, IDT) GB/T 14598.27 量度继电器和保护装置 第 27 部分:产品安全
7、要求(IEC 60255-27:2005 ,MOD ) GB/T 14598.300 微机变压器保护装置通用技术要求 GB/T 15145 输电线路保护装置通用技术条件 GB/T 19520.12 电子设备机械结构 482.6mm (19in )系列机械结构尺寸 第 101 部分:插箱及其插 件(GB/T 19520.12 2009,IEC 60297-3-101:2004 , IDT) GB/T 20840.8 互感器 第 8 部分:电子式电流互感器(IEC 60044-8:2002 ,MOD ) DL/ 4782010 继电保护和安全自动装置通用技术条件 DL/T 670 微机母线保护装置
8、通用技术条件 DL/T 860 变电站通信网络和系统 Q/GDW 161 线路保护及辅助装置标准化设计规范 Q/GDW 175 变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范 Q/GDW 273 继电保护故障故障信息处理系统技术规范 Q/GDW 383 智能变电站技术导则 Q/GDW 396 IEC 61850 工程继电保护应用模型 Q/GDW 426 智能变电站合并单元技术规范 Q/GDW 428 智能变电站智能终端技术规范 1 Q / GDW 1808 2012 Q/GDW 429 智能变电站网络交换机技术规范 Q/GDW 441 智能变电站继电保护技术规范 3 术语和定义 3.
9、1 软压板 virtual isolator 通过装置的软件实现功能及出口等投退的压板。 3.2 虚端子 virtual terminator 描述 IED 设备的 GOOSE、SV 输入、输出信号连接点的总称,用以标识过程层、间隔层及其之间 联系的二次回路信号,等同于传统变电站的屏端子。 3.3 采样延时 delay time of sampling 从一次模拟量产生时刻到合并单元对外接口输出数字量的时间。 3.4 保护装置动作时间 operate time of protection device 保护装置收到故障起始数据时刻至保护发出跳闸命令的时间。 3.5 智能终端动作时间 opera
10、te time of smart terminal 智能终端收到 GOOSE 跳闸命令时刻至智能终端出口动作的时间。 3.6 保护整组动作时间 whole operate time of protection 从故障发生时刻至智能终端出口动作的时间。 4 技术要求 4.1 环境条件 4.1.1 正常工作大气条件 a) 环境温度: 1) 户内:10+55; 2) 户外:25+70(有温度调节设备),40+85(无温度调节设备,需经技术经 济论证)。 b) 相对湿度:5 95(产品内部,既不应凝露,也不应结冰); c) 大气压力:80kPa 106kPa。 4.1.2 储存、运输中环境温度 a)
11、储存环境温度为20 +55,相对湿度不大于 85; b) 运输环境温度为40 +70,相对湿度不大于 85。 4.1.3 周围环境 装置使用地点周围环境应符合下列要求: a) 电磁环境应符合 4.17 的规定; b) 场地应符合 GB/T 9361 中 B 类安全要求的规定; c) 使用地点不出现超过 GB/T 14537 规定的严酷等级为 级的振动; d) 使用地点应无爆炸危险的物质,周围介质中不应含有能腐蚀金属、破坏绝缘和表面敷层的介质 及导电介质,不应有严重的霉菌存在; 2 Q / GDW 1808 2012 e) 应有防御雨、雪、风、沙、尘埃的措施; f) 接地电阻应符合 GB/T 2
12、887 2011 中 4.4 的要求。 4.1.4 特殊使用条件 当超出 4.1.14.1.3 规定的正常工作条件时,由用户与制造厂商定。 4.2 额定电气参数 4.2.1 直流工作电源 a) 额定电压:220V 、 110V; b) 允许偏差:20+15 ; c) 纹波系数:不大于 5。 4.2.2 交流回路 a) 保护交流额定电流数字量为:采样值通信规约为 GB/T 20840.8(IEC 60044-8 )时,额定值为 01CFH 或 00E7H;采样值规约为 DL/T 860.92(IEC 61850-9-2 )时, 0 x01 表示 1mA; b) 交流额定电压数字量为:采样值通信规
13、约为 GB/T 20840.8 时,额定值为 2D41H;采样值规约 为 DL/T 860.92 时, 0 x01 表示 10mV; c) 交流电源额定频率:50Hz 。 4.3 装置接口 4.3.1 光纤接口 a) 光纤类型:多模光纤(除线路纵联通信接口); b) 光纤芯径:62.5/125 m (或 50/125m ); c) 光波长:1310nm 或 850nm; d) 光纤发送功率和接受灵敏度: 1) 光波长 1310nm 光纤: 光纤发送功率:20dBm 14dBm ;光接收灵敏度:31dBm 14dBm 。 2) 光波长 850nm 光纤: 光纤发送功率:19dBm 10dBm ;
14、光接收灵敏度:24dBm 10dBm 。 e) 光纤连接器类型:ST 或 LC 接口。 4.3.2 电以太网接口 a) 传输介质:五类及以上屏蔽双绞线; b) 接口类型:RJ-45 电接口。 4.4 结构和外观 4.4.1 机箱、插件的尺寸 装置所采用的插箱及其插件的尺寸应符合 GB/T 19520.12 的规定。 4.4.2 外壳防护 装置的外壳防护等级应符合 DL/T 4782010 中 4.10.2 的规定。 4.4.3 测量元件的准确度和变差 装置中测量元件的准确度和变差要求应满足 DL/T 478 2010 中 4.3 的规定。 4.4.4 过载能力 装置中各回路的过载能力应符合 D
15、L/T 478 2010 中 4.6 的规定。 4.4.5 功率消耗 装置各回路的功率消耗应符合 DL/T 4782010 中 4.7 的规定。 4.4.6 直流电源影响 应符合 DL/T 4782010 中 7.5 的规定。 3 Q / GDW 1808 2012 4.4.7 对连接导线、输出继电器和信号继电器的要求 装置与外回路连接导线、输出继电器和信号继电器应符合 DL/T 478 2010 中 4.4、 4.5.3 和 4.5.4 的 规定。 4.5 总体要求 4.5.1 继电保护新技术应满足“可靠性、选择性、灵敏性、速动性”的要求。 4.5.2 继电保护应具备完善的自检功能,应具有能
16、反应被保护设备各种故障及异常状态的保护功能。 4.5.3 保护装置实现其保护功能不应依赖外部对时系统。 4.5.4 电子式互感器的采集单元(A/D 采样回路) 、合并单元(MU )、保护装置、光纤连接、智能终 端、过程层网络交换机等设备任一元件损坏时应告警,除出口继电器外,不应引起保护误动作跳闸。 4.5.5 保护装置应采用两路不同的 A/D 采样数据,当某路数据无效时,保护装置应告警、合理保留或 退出相关保护功能。当双 A/D 数据之一异常时,保护装置应采取措施,防止保护误动作。 4.5.6 MU、保护装置的 A/D 采样环节应有抗频率混叠处理措施。 4.5.7 双重化配置的过程层网络应遵循
17、相互独立的原则,当一个网络异常或退出时不应影响另一个网 络的运行。 4.5.8 装置接入不同网络时,应采用相互独立的数据接口控制器。 4.5.9 装置宜具备光纤接口光强监视及报警功能,实时监视光纤接口接收到光信号强度。 4.5.10 保护装置过程层光纤接口发送同一报文的最大时间差不应大于 100s。 4.5.11 保护功能不应受站控层网络的影响。 4.5.12 装置的通信服务、数据模型以及配置流程应满足 Q/GDW 396 的要求。 4.5.13 装置应提供反映本身健康状态的信息,包括工作环境、硬件工作状况、软件运行状况、通信 状况(包括内部通信状况和设备间的通信状况)等。 4.5.14 保护
18、装置应由独立的直流/ 直流变换器 供电。直流电压消失时,装置不应误动。直流电源电压 在 80 115额定值范围内变化时,保护装置应正确工作。在直流电源恢复(包括缓慢地恢复)到 80 U N 时,直流逆变电源应能自动起动。直流电源纹波系数 5时,保护装置应正确工作。拉合直流 电源以及插拔熔丝发生重复击穿火花时,保护装置不应误动作。直流电源回路出现各种异常情况(如短 路、断线、接地等)时保护装置不应误动作。 4.5.15 装置上电、重启过程中,不应发送与外部开入(例如:断路器和刀闸位置)不一致的信息。 4.6 保护装置技术要求 4.6.1 保护装置应满足 GB/T 14285、 GB/T 1459
19、8.300、 GB/T 15145、 DL/T 670、 DL/ 478 2010、 Q/GDW 161、 Q/GDW 175、 Q/GDW 273、 Q/GDW 396、 Q/GDW 426、 Q/GDW 428、 Q/GDW 429、 Q/GDW 441 等相关规程规范的要求。 4.6.2 保护装置应自动补偿采样延时,当采样延时异常时,应发报警信息、闭锁采自不同 MU 且有采 样同步要求的保护。保护装置采样输入接口数据的采样频率宜为 4kHz。 4.6.3 保护装置应监视 MU 采样值发送间隔离散值,当超出保护装置允许范围时,应报警、闭锁相关 保护功能。 4.6.4 保护装置应按 MU 设
20、置“SV 接收”软压板。当保护装置检修压板和 MU上送的检修数据品质位 不一致时,保护装置应报警并闭锁相关保护;“SV 接收”压板退出后,相应采样值显示为 0,不应发 SV 品质报警信息。 4.6.5 保护装置应具有更改 GOOSE 和 SV 软压板描述功能。 4.6.6 保护装置应支持就地和远方投退软压板、复归装置、修改定值、切换定值区等操作功能。远方 投退软压板应采用增强安全的操作前选择控制,远方复归装置应采用常规安全的直接控制,远方修改 定值和切换定值区应采用定值服务。 4.6.7 保护装置应支持 DL/T 860 标准,应支持装置信息(装置硬件信息、装置软件版本信息)、定值 4 Q /
21、 GDW 1808 2012 区号及定值(运行定值区及非运行定值区)、日志及报告(上送模拟量、自检信息、异常告警信息、保 护动作事件、开关量、压板状态、装置日志信息)和录波文件上送功能。 4.6.8 保护装置应能通过不同输入虚端子对电流极性进行调整。 4.6.9 线路保护装置应适应两端分别采用常规互感器和电子式互感器的情况。 4.6.10 保护装置零序电压宜采用自产零序电压。 4.6.11 除远方操作压板和检修压板采用硬压板外,其他压板应采用软压板;装置应保存软压板投退 状态,并掉电不丢失,可查看或通过通信上送。 4.6.12 “远方操作”硬压板与“远方修改定值”、“远方切换定值区”、“远方投
22、退压板”均为 “与门”关系;当“远方操作”硬压板投入后,上述三个软压板远方功能才有效。 4.6.13 “远方修改定值”软压板只能在装置本地操作。“远方修改定值”软压板投入时,保护装置 应支持远方在线修改装置参数和装置定值,修改过程中保护不应误动作。 4.6.14 “远方切换定值区”软压板只能在装置本地操作。“远方切换定值区”软压板投入时,装置 定值区可远方切换。定值区号应放入遥测数据集,供远方监控。 4.6.15 “远方投退压板”软压板只能在装置本地操作。“远方投退压板”软压板投入时,装置功能 软压板、SV 接收软压板、GOOSE 开入软压板、GOOSE 出口软压板方可远方投退。 4.6.16
23、 保护装置检修压板投入时,上送带品质位信息,保护装置应有明显显示(面板指示灯或界面显 示)。参数、配置文件仅在检修压板投入时才可下装。 4.6.17 宜简化保护装 置之间、保护装置和智能终端之间的 GOOSE 软压板,保护装置应在发送端设 GOOSE 出口软压板;除双母线和单母线接线启动失灵 /失灵联跳开入软压板外,接收端不设相应 GOOSE 开入软压板。 4.6.18 保护装置上送站控层数据所带的 时标,应采用标准零时区, 不应采用当地时区,人机界面应 采用当地时区。 4.6.19 时 钟同步信号丢失后,保护装置应延时发送同步时钟丢失报文。 4.6.20 保 护装置应有过程层通信中断、异常等
24、状态的检测、告警或闭锁相关保护功能。 4.6.21 采用 GOOSE 服 务传输温度等模拟量信号时,发送装置应设置变化量门槛,避免模拟量信号频 繁变化。 4.6.22 保 护装置应支持不小于 16 个客户端的 TCP/IP 访问连接,应支持不小于 12 个报告实例。 4.6.23 保 护装置交流量(DL/T 860.92 SV 报文)和开关量信息(GOOSE 报文)数据帧格式应符合附 录 A 规定的格式要求。 4.6.24 SV采样通信中断后,保护装置应采取措施防止保护误动作。 4.6.25 保 护装置应记录远方操作、就地操作、断路器变位和隔离开关变位等信息。 4.6.26 保护装置直流电源消
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