GB T 15149-1994 电力系统窄带命令式远方保护设备技术要求及试验方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准电力系统窄带命令式远方保护设备技术要求及试验方法GB/T 15149 94 Performance and testing of teleprotection equipment of power systerns narrow-band command systems 本标准参照采用国际标准IEC834-1 (电力系统远方保护设备饨能及试验方法第一部分窄自命令系统(1988年版)。1 主题内容与适用范围木标准规定了电力系统窄带命令式远方保护设备的术语、技术要求与试验方法。本标准适用于为电力系统保护装置传送单个或多个命令信号，单方向频带在4kHz 以内，使用电力线载波、多

2、跻载波、微波、光纤、导号l线或其他通信系统的音频远方保护设备，作为制定产品标准的依据。保护专用电力线载波收发信机也可参照使用。本标准不适用于宽带命令式及模拟比较式远方保护设备。2 引用标准GB 61日2静态继电器及保护装置的电气干扰试验3 术语3.1 远方保护teleprotecLon 在两个或两个以上保护装进|同需要通信联系时，将保护装贵发出的信号变换成远f通信传输形式的信号，在通信系统中传输的技术。3. 2 远方保护设备(保护信号设备)teleprotectin equipment (protcction signalling叫upment)在需要进行通信联系的保护系统巾，将保护装宦发出的

3、信号变换成适于通信传输形式的信号及进行反变换的设备。3. 3 远方保护系统(保护信号系统)teleprotection system (protectin .s ignalling systeIIl) 在需要进行通信联系的保护系统中，远方保护设备与有关通信系统一起所形成的系统。需要进行通信联系的保护系统的组成如图l所示。远方保护系统是保护系统的-个组成部分，不包含保护装悖。远方保护设备呵以与通信设备组合在一起，制成专门传输保护信号的收发信机。例如，保护专用电力线载波收发信机。国家技术监督局199407-07批准1995-01-01实施1斗l保护1压1;1是1主jlt.护世曲G/T 15149-

4、94 通fJ;世岳简要足纯阳通信旱统坦Ji保护展统占联革的护通信设备地JifJ，表足。4 技术要求4.1 一般性能4. 1. 1 气候环境条件远方保护设备在以F气候环境条件t，L料，应能满足技术要求sa 环境报度，-5J十40(最大变化率IOC/h)，b. 相对湿度:5X-J95(最大绝对湿度28g/m斗zC. 大气压力，86-108kPa 如远方保护设备做为保护装自或通信设备的配套设备装在同和L柜肉，其气候外j住条件均符合所属装怪的规定。4.1.2 电源4.1 , 2.1 直流电源a. 锁定电j五，220V .11 () V , 48 V; b 电压允许偏差:十15%20%;c 纹波系数.小

5、于5%。4. 1- 2.2 交流电源如设备采用交流电源，必须以不间断电源供电。a. 额定电压，220V , 110 V; b 电压ftJf偏差，+10%-15%;C. 频率:50 Hz，允许偏差土5%sd. 谐波含撞:小于5%4. 1. 3 贮存条件设备在运输放贮ff过程l尸，当环境温度为10十70C或制边厂与用户协闹决定的其他环悦温度i范围时，不允lf有任何损坏4. ,. 4 绝缘试碗4. 1.4. , 工频耐斥试验所有不接地的输入输出电路.包括电源端j-，;j地应能承受规定i二频正弦波电lli1 rnin而不州奸、川市弦波电压育放假见表104. .4.2 冲击电l五试验所有输入输出电路，包

6、括电饭端r，fY.能承受以共模及差模形式施加的规定冲士i电门;而不扛i妇;.也没有虚假命令输出。冲击波形为1.2/50阳，冲击电压峰值见表10表中电压值是指被测电路接入之前的电压值。有些情况F.例如，被试电路r)l抗较fIbU走有保护放电器，被测电器可能吸收较大电流。这时，冲击发生器输出能鼓应限制为O.5 J士1() %。4.1.4.3 绝缘电阻所有不接地的输入输出电路，包括电源端f的绝缘电阻，在温度低卡3川，相1、fwj互小1飞!rj(51. r ，以直流电u;500 V测试，不应小于10MO .t -) GBjT 1 51 4 9 - 94 去l绝缘反尚频干扰试验电Ik!or:愤而III一

7、他甚t由电冲叮4阳!-NL，(iJ式飞ti | kv i 共核州 1T一卢;7 - - - - - -1 一_-一一-一才-甲一一一一一一一十 一一十-发信收;!j肯f! I Jf l l i l aid面十一一一;:一-f一十ib1一十ZF一卡77一十-一十一7! ; iJ二I:1二二二了771: 接保护装盯的血流信广丁10I Lf端f坟告警端子二一一斗一一一一一一直;在电摞端子, 13l 4. ,. 5 高领F扰所有输入输出电蹄，包括电源揣子，应能承受以共模反差fi形式施加的规定哀j成振荡i皮|古川、损坏E也没有虚假命令输flio哀减振荡i皮形J:，j科A-GB 6162叶11.2条规定，

8、振荡频卒选1IvlJ lz试验持续时间2h振荡液也Jrl、的值IJ，I.表104, 1, 6 电源、电l玉变ft远j保护设备i也能收受电源也j五由标称值到零和由本到标称值的缓慢变化而不损坏，也不出j叭声民动11。4, 1. 7 咆源中断旦旦方保护设古r)i:/ rm承受电源在20s时间内的随机序列中断，在f次中断时问不扭过10IZIN设古-H时士5f.也不出现错误功作.如虚假命令等。经较长时间断电.再投入电源时，设备不应出现错误动作t4, 1, 8 电源反射噪声盲流供电情况1，f 在设备电源端子问测得的。最卢电IE不扩大f噪声汁力n权情3III V , :0_ !l;平崎fr1,) mV 4,

9、 1- 9 山iJi(极性颠倒直流fA电情况l，设备成采取保护婿施.防止时电源也li极性偶然颠倒的j拟坏、4, 1, 10 标称阻抗音频远方保护i让备与i毒打i设备接口的输八输山端tj、称阻击.jg ri (1 (l ! (衡)保护专用电)J绞载波收发信机的裁波输人输出端h;称叫:抗;与S(不平衡人4, 2 系统性能远!J保护系统的性能.主要有安全4陀、lI伯横悦和传输时间:r的。这年工商性能jfJJ:相关联自jtf叫/mIJ aEE的频带宽度lfrJif ，耍改善安全性就要降低叮言赖性，或延长传输iltlhj巳由所用保扩，f式小ii4.ifJ主王项饨能的要求也不同。通信系统的频带宽度、噪声、

10、1二扰以及其他特性影响izt厅保护东统的安全:)iij iii赖圳、传输lltI斗i?ij性能。远方保护设备的系统性能应包含通信系统的性能在内。出f勺J&疗保护设备自己套使用的通(JfL飞备f般难以事先确定.在规定放测试远f保护设备的系统性能日中吁以不含i且信系统。A建JI二实际的泌乃保护系统时.市民休考虑所采用的通信系统的影响本书豆叶在，xJ(年种豆豆疗保护系缆的最大实际传输时间T，Jn范围提出f建议f且在实际1:0/lJ 1 ，由电lj系统的衍。定性及?tirti吃干j-:.1.发所要求的最大实际传输叫!同常取建议范围中较il!(敬iJtGB/T 15149- 94 建议采用5.2条规定的

11、模拟电力系统实际情况的方法测量远方保护设备的系统性能.并以曲线表示PunP时与信噪比的关系，见图11、图泣。4. 2. 1 闭锁式对闭锁式远方保护系统的要求是高速度与高可依靠性，速度和可依靠性降低会LJI起外部故障时错误跳闸，安全性降低会91起内部故障时延迟跳削。建议性能参数z最大实际传输时间:T川720 ms 可信赖a性丢失命令概率叮:P m, 10 310 安全性虚假命令概率2): P山10-1lO- 4.2.2 允许跳闸式对允许跳闸式远方保护系统的要求是安全与高速度。允许跳闸式远方保护系统有超范围式与欠范围式两种。对两者的要求基本相同，但对超范围式的可依靠性要求高一些。建议性能参数2最大

12、实际传输时间:T 840 ms 可信赖性(丢失命令概率): P即lO-lO卢3安全性(虚假命令概率叫:P, 10-310 4.2. 3 直接跳问式在直接跳闸式保护中，收到跳闸命令是跳闸的唯依据，无需其他附加条件。对这种远方保护系统的要求是高度的安全性和可信赖性，而命令传输时间可以长一些。建议性能参数.最大实际传输时间:T 30 60 ms 可信赖性(丢失命令概率口):P wo lO-3lO- 安全性(虑假命令概率叫:P, 10-510. 各种远方保护系统性能参数值见表2，表2各种远方保护系统性能参数建议值闭锁式允许跳闸式宦接跳闸式最大实际传输时间7-20 ms 自.4-0ms 30_ 60 I

13、TIS 可信赖性(丢失命令概率10 IO. 10-2-10-3 10 .1-.-10- .j 安全性lO-llO 2 10IO. 10 -10 (虚假命令樱率2) 注:1)满足最大实际传输时间T要求时。参见5.2. 2条。2)噪声脉冲宽度Tn=200ms时。参见5.2. 1条。4.2.4 监视与告警远方保护系统应具有通道监视及故障告警功能，在通道不能正常传输信号或设备不能正常作品I发出告警。远方保护系统的监护信号用于监视传输通道和尽可能多的远方保护设备。监测电路应能检测信号传输中断、通道中强烈干扰和噪声。如果故障或干扰持续时间较快(几秒)，应发出特替。如收言端检测出异常情况，应将输出钳位。可以

14、根据要求钳位于异常情况发生前的输出状态，也可以钳1iCf无命令或有命令输出状态。钳位可以是p时的或延时的。远1i保护系统应具有在运行中进行试验的功能。见附录A2， H; GB/T 15149-94 5 试验方法5. 1 般性能试验5. 1. 1 工频耐压及绝缘电阻试验设备投入运行前，在未投入电源的情况下进行这两项试验。将被试端子并联对地，按表1的规定施加工频电压1ml110 在4.1.4.3条规定的环境条件下，用500V兆欧表测试各端子对地的绝缘电阻.应大Flu MO。如绝缘电阻合格，设备可通电投入运行，运行状况应正常c5.1.2 冲击电压试验使用开路输出电压波形和输出能量符合4.1.4.2条

15、规定的冲击发生器进行试验。建议采用网3电路。试验时施加3次正脉冲和负脉冲，电压值符合表1规定。试验电压施加于zt 各端予与地之间，各端子连在一起(共模)f b. 各独立电路之间，各独立电路端子各自连在一起(共模hC. 同一电路的端子之间，但不包括有接点的电路(差模)。注:一般不需对金属常开接点进行冲击耐压试验。在被试端予接有外部电路，并需避免冲击发生器中出现直流环流时，可以采用罔4、|￥I5的试验电路。电路中电容器的电容量很大，不致改变冲击波形。ft电电!主C, 冲击宜生措C军元件5kV R, 180UQ R. 500 巳、O.035.F C. O.000811F 试验条件2.5kV 450Q

16、 5000 。.I.p.F0.000 8F 画保妒世备植试品lkV 剧。51100 1.O.F 。0008F图3冲击发生器电路机壳 GB/T 15149-94 外邮电路C二、v.rI , 4 .L 冲击宜生器皿方i呆护世梧11-L (侬试品)图4隔断直流环流的差模冲击电压试验电路外部电斟ClOF 冲击在生精l远占据护世昔C10F 幢试品图5隔断直流环流的共模冲击电压试验屯路对盲流电源端子的试验应在设备电源不投入及投入两种状态下进行。设备投入电源后的冲击试价.可以采用罔6的电路。设备经过冲击试验投入运行时.检查其运行状况应正常，不出现错误动作。25H i1i. )f(法11电源世帚纸骨电害器幢试

17、晶)冲I昔量生器罔6直流电源端子的冲击电压试验电路(设备通电状态下)5. 1. 3 高频干扰试验高频干扰试验应按4.1. 5条规定进行c5. 1. 4 屯源电压变化试验电源电压由标称值渐变到零，由苓渐变到标称值，每次变化时间不小于10S，电源电压变化时不jft出现错误动作。发信机!og收信机应分别供电，页、I它们分别试验。5. .5 电源中断试验318 G/T 1 51 49 - 94 模拟由fl源线松司1而jl起的电源、短时I;J中断，电源通过电子开关挫制JL图70为f句实际中断的随机序列近似，口I以用伪随机码型发生器控制电子开关，采用2017比特伪随机码、逻辑.，1 接通电源，逻辑口断开电

18、源，述率取为600剧，其中断时间为6716_7mso试验烨续20 s咽不!但出现任何错i5171动作。5.1.6 电源反射噪声试验潮i挂出设备产生并;r八外那直流电源的噪声，试验电路见|号8，图中的电感电容低通滤波器用以恨，设备与电源去柄命。5.1.7 电源极性颠倒试验颠倒电源极性，设备不应损坏。试验前，应检查设备是否具有防止极性颠倒的保护措施。直iJtlil;直撞电醺电fJOt饷随机码型宜生器因7电源中断试验电路25,UH 电源唱声叶图8青:流电源反射噪声试验电路5. 2 系统性能试验髓试设备且ti保护世岳幢试品)为模拟远方保护信号在传输媒介中受到的噪声影响，进行系统性能试验时应使用自噪声发

19、尘器在电路中注入噪声。噪声带宽建议用4kHz.也可采用标称频带宽度，一般不成低于1kHz.并将眼声屯平换算到l带宽4kHz数值，见附录A3，】5. 2. 1 安全性试验采用白牒芦突发脉冲序列j进行安全性测试，试验电路见图9。每个噪声脉冲持续时间T为200ms. 间隔时IlJ为200nlS，施加一定数量的噪声脉冲，检查收信端输出虚假命令的数量m使NB二输入赚声脉冲数Nuc=输出虚假命令数虚假命令概率的估计值为自3 19 GB/T 15149-94 PJE:1 安全性的数值为:lPc试验巾)(;每个噪声脉冲只计jj:1次虚假命令，虚假命令的宽度应超过规定的战小命令脉冲宽度已最小命令脉冲宽度一般可取

20、;与5mso在不同的信唤比情况F测量pw值，只以得出类似Jl-i11的特忖且1戏。测量时远方保护设备脉冲噪声接收电平应为监护信号斩、称收信电平与1ir蝶比的相t脉冲在生器噪声发生器喃声门.， ，、-一-一百一计量器.Ns儿号?崛声讨在蛐值F一一一工EL计量器N图9安全性试验电路5.2.2 可信赖性试验对收信端施加连续的噪声，在发信端输入一定数量的命令，检查发送命令和接收命令的数量.试验屯路hlOO100 使NT=发送命令数NR二接收命令数丢失命令概率的估计值为:可信赖性的数值为:1-P,m IP NE NR JVR 电一一一一一一=1一-me Ni JVI 接收命令的信号宽度应超过规定的最小命

21、令脉冲宽度，最小命令脉冲宽度一般可取为:直接跳闸和允许跳闸式:10 ms 闭锁式:100 m, 发送命令宽度必须大于最小命令脉冲宽度，可选在10ms300 ms之间。命令问隔时间阪大于接收端恢复时间。发送命令周期(命令宽度与命令间隔时间之和不应太长，否则将增加测量时间、建议命兮霞复率(命令周期的倒数)为每秒llO次。3二)(;GB/T 15149-94 脉冲在吃器喃声发生据_.， ，、J，句、喃声计E 时钟(有敖值)I I 计量据一一一一一一L一- =土命令p，时2 10-1 lO 10 - lO. 二二丁收发脉冲，)世计瞌器带时短判lI!)l(ESE-AH制副金盘低曹w世愣事Ave睡咽图II

22、200波特通路虚假命令概率与俏噪比关系很例因12是f认与信昵比关系的组典羽曲线。图中，最大实际传输时间11为参变段。YJ的数(0，:;f( 图10可信赖性试验电路5 , v ! a 白.;-唱.，.、b呻2 5 2 2 20 -15 10 -5 1;崛比(dB)幽蜡a，无崛声闸锁电酣曲线b，何喃声闰锢咆瞄唱声带宽4000HzGB/T 15149- 94 于设备的标称传输时间久，建议在To37、。之间选取。远方保护设备收信端具有噪声闭锁电路时，高噪声电平oJ能引起闭锁，使uJ依靠性降低年测量时，远方保护设备的收信电平应为命令信号标称收信电平啕噪声接收电半成为命令信号标fJFt也信电平与言噪比的和

23、。Pmc 100 3 2 0-1 , 2 10-1 r , Z 10 a 5 2 10 整太T . c =- 12ms 1-卜、f h |飞 飞_ T.c =-l:ms一 斗Tac t.t ms Ta 2Ums Tac=36ms l T且c=16ms I lts 8 -6 -,1 -2 I -t -.-4 li li丙崛比(dB)唱声带宽4000Hz最大实际传输时l曰Tac为参费量国12200 ijJi.忏1匪路主失命令概率与古自最比关系举例5.2.3 标称传输时间试验标称传输时间试验电路见图130测量时不加噪声，远方保护设备的收信电平应为命令汗马标称收信电平。5.2.4 告警试验对设备在下列

24、异常情况下是否发出告警进行检查:a. 收信端监护信号中断，在规定时间内没有出现命令信号;b. 强烈的噪声使收信端闭锁，闭锁时间超过规定值;C. J家规定的其他情况(如发信端故障等)。5.2.5 多命令试验，在按5.2. 1及5.2.2条对多命令设备中个命令进行安全性和可信赖性试验时.检查凭他命令输出端应无虚假命令输出。3S2 厂在GB/T 15149-94 l 计时器也动仲止j-J1 I |一一-一-_j 幢试矗蜡斗斗1图13标称传输时间T。试验电路飞A1 安全性与可信赖性试验GB/T 1 51 49 - 94 附录A系统性能试验说明(参考件)测试安全性和可信赖阵，的数值，要求有一定的可信度。

25、可信度决定于观察到的事件的数量。设N=所做试验总次数E=观察到的事件数则观察到的事件的概率的置信度达95%的近似式为:P=Z(1+:元j增加|正的数量可以缩小不定性的范围。图A1表杀了这种方法的陪用。以对数刻度的Y轴为概率P，试验的总次数为1V=250，1000.4000.16000，640000对于每个N值选取几个E值，命令重复率为8次。图中表示了进行N次试驳的时间。F币，2 5 . EhV16l 削6.1 !j (JOIl 10寸10 - 1 61i日川08464附0 i 1000 40( o 10 EMOtlor 士+tJh E叫16l00JIO去1tlf l:rm|in 66一440例

26、!i-0们2ELi l 、J .1-, T li1胁。，州百i。当i旦民注卜叫制宜命令8次时每次呻所苗时间|10 Eo咂靠到的事件世N二所作试验单次黠图A1在置信度为95%时，对于不同的E和N值的不定性范围到.1.2表示f不定性与接收的虚假命令的关系。图中曲线a的虚线表/兵接收虚假命争数-注:日1fi?、Ei.1G!T 15149-94 信度为95%的不定性范围。如虚假命令数减为1/.;(，则不定性增加:fJJy寸1凡对于图A21书虚假命令的数量咱每次试验需要的时间相If , ，=10勺N_olXIOi，需要1.h，p山=lO-，N=5X105，需要55.5h(2. 25反hP，=10寸，N=3X10，需要333.3h(4天).可见，进行P，=标准由中华人民共和国能源部提出。本标准由全国电力远动通信标准化技术委员会归Uo本标准由能源部南京自动化研究所负责起草，西北电力设计院、扬州电讯仪器丁、南京有线电l参本标准主要起草人焦群、IJ守常、陈道元、董柏林、胡长山、徐基鸿。二川、