GB T 7251.8-2005 低压成套开关设备和控制设备 智能型成套设备通用技术要求.pdf

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1、ICS 29.120.20 K 31 道窜中华人民共和国国家标准G/T 7251.8-2005 低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求Low-voltage switchgear and controlgear assemblies一General technology requirement for intelligent assemblies 2005-02-06发布中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会111111111111111 发布前言本标准的附录A、附录B和附录C均为规范性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由电气传动成套控制设备标准化

2、技术委员会归口。本标准起草单位:天津电气传动设计研究所、苏州智能配电自动化有限公司。GB/T 7251. 8-2005 本标准起草协作单位:上海电器科学研究所、杭州之江开关有限公司、广州白云电器设备有限公司、广东奇正电气有限公司、上海电器成套厂、北京第二开关厂、浙江临海市电力实业有限公司电力设备厂、上海飞洲电气股份有限公司、长沙丰日电气集团有限公司、华北电力学院开关厂、江西江特电气集团有限公司。本标准主要起草人z张卫东、王春娟、吴世红、程玉标。本标准参加起草人z季慧玉、仲秀萍、贾景龙、李锥和、周淳、尤月岭、罗正阳、柳关胜、常建超、高知音、卢顺民。1 范围验方法。2 规范性引用文件是否可使用这些

3、文3.1 GB/ T 18858. 1 GB/ T 18858. 3 低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求智能型成套设备intelligent assemblies G/T 7251.8一2005文件，其随后所有1部分:总则第3部分:采用标准的现场总线或其他数字通讯方式将具有通讯能力的元器件相互连接起来，通过控制器或上位机(主站)实现对现场设备、电网或其他控制器(从站)等的遥测、遥调、遥控、遥讯中的部分或全部功能的成套设备。3.2 主站master station 一种全功能的、有总线存取控制权站点。3.3 从站slave station 一种部分功能的、无总线存取控制权，只能

4、对主站进行响应的站点。GB/T 7251. 8-2005 3.4 网关gateway 一种实现不同总线之间数据交换的转换器件。3.5 现场总结fieldBus 现场总线FB(FieldBus)是安装在生产过程区域的现场设备、仪表与控制室内的自动控制装置或系统之间实现现场级设备数字化通信的一种工业现场层网络串行通信的数据技术。3.6 遁测reGote GeasureGent 通过通讯方式远程对从站进行参数的测量。3. 7 遁调reGote adjusment 通过通讯方式远程对从站进行参数的调整。3.8 遥控reGote controI 通过通讯方式远程对从站进行操作控制。3.9 遁信reGot

5、e cOGIDunication 通过通讯方式远程对从站进行运行、故障等的记录、存储、打印输出等。3. 10 动力中心power centre 成套设备中，安装大电流、高分断框架断路器，作为主进线、主配电用的柜体的统称。4 使用条件满足GB725 1. 1一2005中第6章的要求。用户如有特殊要求，按与制造商协议执行。5 要求5. 1 一般要求智能型成套设备除应满足GB725 1. 1-2005第7章的要求外，还应满足5.25. 6的要求。5.2 功能要求5.2.1 通讯方式智能型成套设备的通讯系统可采用总线方式或其他数字通讯方式。采用现场总线(Profibus-DP，DeviceN et,

6、Modbus)时，对其特殊要求分别见附录A、附录B或附录C。5.2.2 遥调功能成套设备系统中动力中心应能通过上位机远程调节各从站设定值，特性曲线等。如对某一回路框架断路器进行参数设定等。5.2.3 遁测功能通过上位机远程测量各国路、各从站(控制单元)的电量参数za) 主进线电路z三相电流、三相电压(相电压/线电压)、有功功率、有功电能、元功电能pb) 配电电路:三相电流、三相电压(相电压/线电压)、有功电能、无功电能;c) 动力照明:三相电流pd) 电动机回路:三相/一相电流、三相电压(相电压/线电压)、功率因数、布功功率;2 GB/T 7251. 8-2005 e) 补偿回路:三相电压(相

7、电压/线电压)、功率因素(实际值/设定值hf) 其他:电网频率、谐波。具体可遥测的参数应根据用户需要确定。5.2.4 遥控功能通过上位机对各从站实现以下控制功能:a) 动力中心电路:控制开关的储能、合|明、分闸;b) 配电回路:控制开关的分闸、合闸;c) 电动机控制电路:电动机的起动、停车等操作;d) 补偿电路:能选择自动/于动补偿。于动方式下，远程可控制电容器的投切等。具体可遥控的功能应根据用户需要确定。5.2.5 遁信功能通过上位机提供系统的各种信息资源。a) 通讯状态、开关状态、报警/故障标识、电动机回路操作次数/运行时间等;b) 各类信息资掘查询、记录、日记报表等;c) 电能管理、成本

8、分析，电能质量和负荷分析等。具体可遥信的功能应根据用户需要确定。5.2.6 实时控制功能对特定的控制对象(从站)能进行自动控制，满足从站对可靠性和足够短响应时间的要求5.3 柜体结构要求5.3. 1 总原则智能型成套设备在结构上应满足产品电气性能的要求，并考虑其中自动化系统的安装与调试以及运行的可靠性;考虑总线与其他母线分开布置的空间，使总线尽可能远离母线或与母线垂直走向。5.3.2 隔室柜体应有辅助电缆隔室用于布置各种控制信号线和作为通信电缆通道，且该隔室应远离主回路或大电流母线。在辅助电缆隔室中还应留有安装通信接口器件、连接端子、电源模块等的空间。通信电缆应有可能与其他控制信号线分开布置。

9、在主进线柜或其他柜体设计中，应有专门隔室用于安装系统中控制器件，如PLC、控制电源、人机界面HMI等。5.3.3 电气联锁对于抽出式结构，设计的结构中能安装电气联锁用的器件，如微动开关等，以保证系统在试验、连接、分离位置时的电气相互联锁，防止误操作。5.4 系统配置5.4.1 元器件的选择系统方案由系统的一次、二次方案图组成，应按照的要求及现场配电的规划来进行。应选择合适的元器件。如框架断路器、塑壳断路器，可以选用带现场总线通信接口的智能型脱扣器;对普通的塑壳断路器，也可以配置适当的可通讯模块对塑壳断路器进行监控。其他器件，如电动机控制器、总线连接器等应满足用户及所用的现场总线的要求。5.4.

10、2 智能系统智能型成套设备的系统应根据控制网络功能要求来规划，使单个柜体或元器件连成整个系统。每柜内应至少留有一个总线或其他数字通讯连接端口，柜体之间的通讯连接应通过通讯端口。系统(采用现场总线)带有总线连接器时，连接器的类型应与选择的波特率相适应。5.4.3 系统配置智能型成套设备配置见图1。3 G/T 7251. 8-2005 主站从站系统可以配备人机界如果含有软起动器、为过本系统来实现，这时z同一种总线。5.4. 4 系统软件系统配置有a) 总线单b) d) AC220V、DC24Vo5.5 装配与布线5.5. 1 装配要点应遵守现场总线设备鸟咂飞5. 5. 3 布线规范5.5. 3.1

11、 柜内电缆布置控制器计算机分布式1/0智能网络仪表压等级优先选用独立的辅助隔室中。安装布置时 中的要求。系统数据传输是基于总线电缆。总线电缆及连接应符合有关总线电缆规范要求。总线电缆应带有抗电磁干扰的屏蔽层，电缆屏蔽层应可靠地接到接地导体表面。对于数据芯线，在整个系统中，同一种颜色的芯线必须连接到同一个颜色对应的端点上。总线、控制信号线应与动力电缆或母排分开，避免总线与母排靠近或平行走向。在成套设备内，电缆屏蔽层还应根据总线设备制造商的要求与总线设备相连，并良好地与接地导体4 GB/T 7251. 8-2005 或导轨连接。5.5. 3.2 柜外部布钱现场成套设备柜之间、设备与监控室之间等的动

12、力电缆、控制电缆、总线都是集中在有限的空间内，应将各种连接电缆分类按敷设规程进行。厂房中，电缆敷设采用架空母线与电缆穿管的方式时，电缆管道应该是电导体材料构成，并分段连接到功能地。总线电缆的布置应使其不受到机械应力。否则，应采取保护措施，如用钢管或弯曲的金属导管布置电缆。管道应每间隔一段距离接地井要防腐，间隔距离应满足电磁兼容(EMC)要求。一般电缆敷设在不同的支架上的分层原则为:大电流动力电缆，低压动力照明电缆，一般控制电缆，信号电缆，总线电缆等。无论是电缆沟还是电支架都要注意通风与分层敷设电缆。动力电缆通常在支架上只能单层敷设，占支架的50%6. 独一层，各层支架之间的间距一般为叫MJf也

13、用钱使E布议到排建制2外光3室殊1在特旦的丘下蔽子及，晴端蔽MM议助屏始建捕4UM题hw1通问JE扰器丘干5. 5. 3. 5 连接中按所选用的总、件器子电的中备设套才成HM型企T匕也A曰2智丘求Fa要2005中8.2.8.2电磁辐射试验的6 产晶资料6. 1 基本资料满足GB725 1. 1-2005中第5章的要求。6. 2 智能系统的资料成套设备制造厂应提供对成套设备使用的特殊条件和安装、使用、现场布线要求的说明书;还应提供智能元器件如总线接口、智能马达控制器等的说明书以及使用中的有关信息和标准。5 GB/T 7251. 8一20057 试验方法7. 1 试验分类智能型成套设备的试验包括:

14、-一一型式试验(包括功能试验); 一一-出厂试验。7.2 型式试验型式试验按GB725 1. 12005中的8.1.1及8.2.8要求，并进行功能试验。7.2. 1 功能试验7.2. 1. 1 一般检查按5.6要求，检查系统中所有选用的元器件、通讯器件应满足各自的EMC试验，并有相关试验报告。7.2.1.2 功能测试一般情况下，在温升试验中进行系统功能测试。首先连接好系统所有的控制设备。在温升试验之前以及进行之中应通过上位机进行系统操作。温升稳定之后，按5.2的要求测试系统的功能。通过上位机的参数及功能记录应包括以下方面:a) 设定任意一路进出线框架断路器的保护特性参数;任意设定一路电机控制回

15、路的保护参数，如电机过载倍数(或实际电流值)、电机启动控制方式(试验条件允许时); b) 通过上位机对试验回路进行试验操作;c) 包含有软启动器、调速器的系统控制器应带电机进行启动、停车、正常运行的试验;d) 试验中记录任意两个回路的电流、电压值;e) 其他制造商产品中提供的功能要求。以上参数记录或功能应与柜体上仪表或开关显示的参数或功能一致，有一项不符合可判定为产品功能不合格。7.3 出厂试验7.3.1 基本要求按GB725 1. 1-2005中的8.1.2进行。7.3.2 出厂调试根据系统配置的要求，检查元器件以及通讯器件符合所选现场总线协议或其他数字通讯协议的要求。器件安装，柜体内布线等

16、符合5.5的要求。在设备不带负载或用模拟负载情况下进行试验，用来验证设备的电气性能和5.2的功能要求满足用户定货要求。6 GB/T 7251. 8一2005附录A(规范性附录)采用Profibus-DP总线成套设备的附加要求A.1 适用范围本附录规定了智能型成套设备中采用Profjbus-DP总线构成自动化系统的附加要求。A.2 要求A. 2.1 基本特征应符合IEC61158:2003中TYPE皿的要求。A.2.2 拓扑结构带总线终端的线性总线，包括短截线和分支。A. 2. 3 介质、距离、站点数采用屏蔽双绞线，无中继器时距离1200m，32个站点。A. 2. 4 编址0127 ，对区域地址

17、、段地址和服务存取地址的地址扩展，每个6位。A.2.5 总结连接通讯电缆与其他控制动力控制电缆分开布置，要保证在整个系统中，不管是进线还是出线，同一颜色的导线都应连接在同一端子A或B上，通讯电缆采用Profibt附DP专用电缆。每个站通过9针DSub型连接器与介质连接。应在不切断电缆和不中断运行的情况下断开或更换站。A. 2. 6 接点规定连接器的3脚为RXD/TXD-P，8脚为RXD/TXD-N，电缆终端的站6脚需为正电压，其他脚信号可选。A. 2. 7 总结电缆电缆的特性阻抗应在1000至2000之间，电缆电容应60pF/m，导线截面积应注0.22mm2，建议用A类屏蔽双绞线。A.2.8

18、接地，屏蔽通过低阻抗连接方式连接电缆两端的屏蔽和保护地，最好通过D-Sub型连接器R金属外壳和金属固定螺钉，如不可能，则可以用连接器的1号脚。A.2.9 总结终端器在每个总线段的开始和结束端，必须提供终端电阻。电缆的两端终端电阻RA，RB推荐电阻如下zR，A=2200或RtB=1500,Ru =Rd =3900。A. 2.10 申继器总线的长度和连接的站数可用中继来增加。1个中继器:2.4km，62个站:2个中继器:3.6km , 92 个站;3个中继器:4.8km , 122个站。A. 2.11 数字现场设备带总线接口的元器件应符合EN50170V2Profibus-DP协议的要求。如提供的

19、协议不满足本标准要求，则可采取通过协议网关处理统一协议后再组网至主站。A. 2.12 智能型按钮和指示灯产品可装有带AS-I协议的标准接口，可进行按钮和指示灯等控制电器远程控制，通过AS-I/DP网GB/T 7251.8一2005关可与Profibus-DP总线组网。A.3 系统配置要求A. 3.1 系统监控软件推荐采用组态软件以适用不同组合方案的工程组态的要求，可采用的组态软件有:YSS2000 , YSZ2002 , WICC, KingView(组态王)等。A. 3. 2 主站配置智能型总线式低压成套设备在进线柜或馈电柜结构上应留有主站的空间(指PLC、HMI或工控PC) ，如远方采用P

20、C作为主站时，柜内可不留主站的空间。A. 3. 3 总线连接每面柜内应留有一个固定的间的组合(总线串联)，同时测试和组网连接。柜内屏蔽双绞线、光纤、A. 3. 4 抗扰性装置应能承受验，期间各种性能开路试验电压种性能和操作8 字设备通讯接口相互串联(构成每面柜内，既便于各柜相互之接口，便于每面柜的独立据应用需要可选用A类气放电的抗扰度试率5kHz，施加V，试验等线2级扰试验，期间各GB/T 7251. 8-2005 附录B(规范性附录)采用DeviceNet总结的成套设备的附加要求B. 1 适用范围DeviceNet总线是适用于工业现场设备的开放总线。本附录规定了智能成套设备中采用Device

21、Net总线构成自动化系统的附加要求。B. 2 要求B. 2.1 基本特征应符合GB/T18858. B. 2. 2 拓扑结构带总线终端的线rttB.2.3 介质、距离、重点采用屏蔽双绞;.B.2.4 编址B. 2. 5 总线电#应使用符合号传送，一个对且B.2.6 总线终.，在总线两端电ZB.2.7 总线连接所有连接器应B.3 系统配置要求B. 3. 1 主站对双绞线用于信定义了粗缆和细作为干线电缆。开放型或密闭型。DeviceNet系统采用主/从方式通信，现场设备都作为从站，它们向主站提供现场数据和接受控制命令，主站负责网络的配置、管理，对从站的定时I/O报文轮询和非周期的显式报文查询。主站

22、主要有两种类型一-PLC单元或PC卡方式。PC卡方式的DeviceNet主站可配置在台式PC机，工控PC机或HMI产品内，PLC主站是作为PLC的一个智能单元安装在PLC中。B. 3. 2 系统监控软件上位机通过DeviceNet主站可以获取需要的数据和实现对现场设备的控制。DeviceNet主站已充分考虑到连接上位机的要求，因此，可以使用各种商业监控软件或自行开发的软件，也可以使用专为9 GB/T 7251. 8-2005 DeviceNet开发的监控软件，以减小系统配置的工作量和提高系统的响应速度。B. 3. 3 抗扰性装置内装备的各种DeviceNet元器件应符合GB/T18858. 3

23、一2002的抗干扰要求。装置应能承受GB/T17626.4-1998中严酷等级皿级.6kV接触放电.8kV空气放电的抗扰度试验。装置应能承受GB/T17626.4一一1998试验等级3级:电压峰值为2kV.重复频率5kHz.施加1min 的快速瞬变脉冲(5/50ns)抗干扰试验o装置应能承受GB/T17626.5-1998中试验等级3级，开路试验线对线为2kV.试验等级2级，开路试验线对地为1kV.重复频率1次/min.正负极性各10次的浪涌(冲击)干扰试验。10 G/T 7251. 8-2005 附录C(规范性附录)采用Modbus总结成套设备的附加要求C.1 适用范围本附录规定了智能型成套

24、设备中采用Modbus总线构成自动化系统的附加要求。C.2 要求C. 2.1 基本特征Modbus串行链路应符合:RS485;协议应符合ModbusApplication Protocol Specification V l. 1的要求注:Modbus也可以用RS232，但是RS232主要适用于商用环境，对于其在工业使用环境中的特殊要求在考虑中，目前不推荐使用。C.2.2 拓扑结构Modbus采用总线拓扑结构，即有一个与所有设备直接连接(菊花链)或通过短分支电缆连接的干线电缆。多个Modbus之间可以使用中继器进行拓展。C.2.3 介质、站点数、总结长度采用屏蔽双绞线，在没有中继器的Modbu

25、s系统中，允许32台设备。干线电缆的最大长度与波特率、电缆(规格、电容或特性阻抗)、菊花链上的负载数量以及网络配置(2线或4线制)有关:对于最高波特率为9600、AWG26(或更粗)规格的电缆来说，其最大长度为1000m。网络长度可以通过中继器进行拓展。单一的分支必须尽量短，不能超过20m;如果必须使用n个分支的多端口分支器，则每个分支也必须尽量短，并且最大长度必须限制为40m除以n。C.2.4 编址Modbus寻址空间由256个不同地址组成。见表C.1:表C.1。1247 248255 广播地址从站单个地址保留地址。为广播地址，所有从站必须识别广播地址。Modbus主站没有特定地址，从站有一

26、个地址。在Modbus串行总线上，这个地址是唯一的C.2.5 数据信号传输速率可以有选择地实现其他符合Modbus规定的波特率:1200 bit/s、2400bit/ s、4800bit/ s、38400bit/s、56kbit/ s、115kbit/旦、常用的是9600bit/ s和19.2kbit/s。推荐使用默认值19.2kbit/s。发送时，波特率精度应高于1%;接收时，允许2%误差。11 GB/T 7251. 8-2005 C.2.6 总线电缆Modbus使用一对平衡线(用于00-01)和第三根线(用于公共端)。此外，在Modbus-4WC四线制)系统中必须使用第二对平衡线(用于RX

27、OO-RX01)。为减少电缆连接中的错误，在Modbus电缆中，推荐使用色彩标记，见表C.2:4线(可选的)对Modbus来说，为AWG26的电缆Modbus使用5C.2.7 接地、屏蔽串行链路上个端部使用了连C. 2. 8 总线终端线路终端可当双绞线极C. 2. 9 可视诊断用发光二极管发光二极管通信故障设备状态C.3 系统配置要求建议的可选的C. 3.1 系统监控软件表C.2信号名称Dl-TXD1 建议的颜色黄褐灰白地上。若在这建议的颜色黄红绿Modbus是目前工业控制领域中使用最为广泛的总线之一，几乎所有的国内外组态软件都带有Modbus驱动程序，因此，在系统监控软件方面并无特殊要求，可

28、根据工程组态的要求选择合理的监控组态软件。C.3.2 主站配置Modbus系统采用主/从方式通信。一般地，现场设备都作为从站，目前的主站主要有两种类型:PLC单元或PC机，主要负责网络的配置和管理。当主站是PC机且安装在成套柜上时，必须使用工控机。12 G/T 7251. 8一2005当主站安装在控制室内时，推荐使用工控机。C.3.3 抗扰性装置应能承受GB/T17626.2-1998中严酷等级皿级:6.kV接触放电，8kV空气放电的抗扰度试验。装置应能承受GB/T17626. 4-1998中试验等级3级:电压峰值为2kV，重复频率5kHz，施加1 min的快速瞬变(5/50ns)抗干扰试验。

29、装置应能承受GB/T17626.5-1998中试验等级3级:开路试验电压线对线为2kV，试验;试验等级2级z开路试验线对地1kV以下进行重复频率1次/min，脉冲数正负极性各10次的抗干扰试验。13 由CON-.ENhH阁。华人民共和国家标准低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求GB/T 725 1. 8-2005 国由￥中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045网址电话，6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销9悔印张1.25 字数25千字2005年8月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2005年8月第一版咛定价13.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号，155066 1-25895 7251.8-2005