Q GDW 691-2011《智能变电站合并单元测试规范》及编制说明.pdf
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1、ICS 2 9 .2 40 国家电网公司企业标准 Q/GDW 691 2011 智能变电站合并单元 测试规范 Testingspecificationformergingunitinsmartsubstation 2012-06-06 发布 2012-06-06 实施 国家电网公司 发布 Q/GDWQ/GDW 6 91 201 1 I 目次 前言II 1 范围1 2 规范性 引用文 件1 3 术语和 定义1 4 缩略语1 5 测试环 境2 6 试验分 类2 7 测试方 法3 附录A ( 规范性 附录) 合 并单元 与ECT/EVT 的接 口10 附录B (资 料性附 录) 校 验仪的 结构与
2、功能17 附录C (资 料性附 录) 模 拟量输 入的合 并单元 校验技 术要求18 编制说 明21Q/GDW 691 20 11 II 前言 随 着智能 变电站 技术的 应用和 推广, 变 电站过 程层设 备与间 隔层设 备之间 的信息 交互方 式发生 了 重 大的改 变。 合并单 元作为 电子式 互感器 与间隔 层智能 电子设 备间采 样数据 的传输 桥梁, 已成 为信息 采 样 的重要 设备。 为 使智能 变电站 合 并单元 的测试 工作有 所遵循 ,特编 制本标 准 。 本 标准主 要规范 了与电 子式互 感器配 合使用 的合并 单元的 测试内 容和方 法 , 模 拟量输 入的合 并单
3、 元 也可参 照执行 , 提出的 测 试方法 和测试 要求是 基于 国内 智能 变 电站 试点 工程中 对合并 单元测 试经验 的 积 累和总 结。 由于智 能变电 站技术 仍处于 发展阶 段, 本技术 标准的 相关技 术原则 将随着 技术的 发展与 成 熟 逐步修 订和完 善 。 本 标准由 国 家电网 公司智 能电网 部 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 : 华 东电网 有限公 司、 华东 电力试 验研究 院有限 公司 、 江 苏省电 力试验 研究院 有 限 公司、 东北电 力科学 研究院 、浙江 省电力 试验研 究院。 本 标准主 要起草
4、 人: 沈冰 、杨凌 辉、陈 建民、 袁宇波 、张延 鹏、 黄 晓明、 杨帆、 庄黎明 、卜强 生 。 本 标准为 首次发 布。Q/GDW 6 91 201 1 1 智能变电站合并单元测试规范 1 范围 本 标准主 要规范 了与电 子式互 感器配 合使用 的合并 单元的 测试内 容和方 法 , 模 拟量输 入的合 并单 元 也可参 照执行 。 本 规范适 用于110kV 以上 的智能 变电站 。 2 规 范性引 用文件 下 列文件 对于本 文件的 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
5、括所 有的修 改单) 适用于 本文件 。 GB1208 2006 电 流互感 器 GB4208 2008 外 壳防护 等级(IP 代码 ) GB/T7261 2008 继 电器及 装置基 本试验 方法 GB/T13729 2002 远动 终端设 备 GB/T18657.1 2002 远动 设备及 系统 第5 部分 :传输 规约 第 一篇: 传输帧 格式 GB20840.7 2008 互感 器 第7 部 分:电 子式电 压互感 器 GB20840.8 2008 互感 器 第8 部 分:电 子式电 流互感 器 DL/T860.10 2006 变 电站通 信网络 和系统 第10 部 分:一 致性测
6、试 DL/T860.73 2004 变 电站通 信网络和系统 第7-3 部 分: 变电站和馈线 设备的基本通 信结构 公 用数据 类 Q/GDW393 2009110 (66 )kV 220kV 智能变 电站设 计规范 Q/GDW394 2009330 )kV 750kV 智能变 电站设 计规范 Q/GDW426 2010 智 能变电 站合并 单元技 术规范 Q/GDW441 2010 智 能变电 站继电 保护技 术规范 IEC 61588 2009 Precision clock synchronization protocol for networked measurement and c
7、ontrol systems 3 术 语和定 义 DL/T860.2 ,GB/T20840.7 ,GB/T20840.8 确 立的术 语和定 义适用 于本部 分。 4 缩略 语 ASDU ApplicationService DataUnit 应用服 务数据 单元 APDU ApplicationProtocolDataUnit 应用协 议数据 单元 ECT ElectronicCurrentTransformer 电子式 电流互 感器 EVT ElectronicVoltageTransformer 电子式 电压互 感器 MU MergingUnit 合并单 元 1PPS 1PulsePer
8、Second 秒脉冲Q/GDW 691 20 11 2 5 测试环 境 对 于在户 内进行 的测试 ,测试 环境应 满足以 下要求: a ) 环境 温度:15 35; b ) 相对 湿度:45% 75% ; c ) 大气 压力:86kPa 106kPa ; d ) 交直 流电源 : 1 ) 交流电 源电压 为单相220V , 电压允 许偏差-20% +15% ; 2 ) 交流电 源频率 为50Hz,允 许 偏差5% ; 3 ) 交流电 源波形 为正弦 波,谐 波含量 小于5% ; 4 ) 直流电 源电压 为 110V 或220V, 允许偏 差为-20% +15% ; 5 ) 直流电 源电压 纹
9、波系 数小于5% 。 注:对于在户 外进行的测试 ,户外试验的 环境温度、相 对湿度、大气 压力应满足被 试设备的运行 环境要求。 6 试 验分类 6. 1 一般 要求 本 标准所 规定的 试验分 为型式 试验、例行 试验和 特殊试 验。 a ) 型式 试验 : 对 每种型 式合并 单元所 进行的 试验, 用 以验证 按同一 技术规 范制造 的合并 单元均 应 满 足的要 求。在具有较 少差别的合并 单元所做的型 式试验 ,或 在未改动的分 组部件上所做 的型式试验, 其有效 性应经 制造方 和用户 协商同 意 ; b ) 例行 试验 : 每 台合并 单元都 应承受 的试验; c ) 特 殊试
10、验 : 型式试 验或例 行试验 之外经 制造方 和用户 协商同 意的试 验 。 6. 2 型式 试验 6 .2. 1 型 式试验 规则 a ) 新产 品定型 或老产 品转厂 生产时 ; b ) 大批 量生产 的设备 (每年100 台以上 )每四 年一次 ;小批 量生产 的设备 每五年 一次; c ) 正式 生产后 ,在设 计、工 艺材料 、元件 有较大 改变, 可能影 响产品 性能时 ; d ) 合同 规定有 型式检 验要求 时; e ) 国家 质量监 督机构 提出进 行型式 检验的 要求时 。 6 .2. 2 型 式试验 抽样与 复验 合 格产品 中任意 抽取1 2 台 进行型 式检验。 型
11、 式检验 各项目 全部符 合技术 要求为 合格。 发 现有不 符合技 术要求 项目应 分析原 因 , 处理 缺陷。 对 产品进 行整顿 后,再 按全部 型式检 验项目 检验。 6 .2. 3 型式 试验的 试验项 目 表 1 型式 试验项 目 序 号 试验项目 1 外观 2 绝缘 电阻 3 介质 强度 4 冲击 电压Q/GDW 6 91 201 1 3 表 1 ( 续 ) 注1 :网络流量干 扰试验只针对 具备网络对时 功能等需要外 部网络信息输 入的合并单元 的输入网口。 6. 3 例行 试验 每 台设备 均应在 正常试 验条件 下,按 下表中 项目进 行例行 试验。 表 2 例行 试验项
12、目 6. 4 特殊 试验 依 据所采 用技术 需要的 特殊试 验由制 造方与 用户协 商确定。 7 测试内 容 7. 1 DL/T860 一致 性测试 对 合并单 元的配 置文件 的语法 语义正 确性及 采样值 报文格 式的正 确性进 行测试,测 试内容 应包含 : a) 品 质字测试:合并单元输出采样值报文的品质字应符合 GB/T860.73 2004 中 对品质的定义 。 断开 合并单 元与电 子式互 感器之 间的光 纤,采 样值的 品质字 validity 应为invalid ; b ) 同 步位测 试: 对需要 时钟同 步的合 并单元 , 应 进行同 步位的 测试 。 当 合并 单元与
13、 外部时 钟不 同 步 时(同步误差4 s ) , 应 将同步位置 0 , 并重新调整同步。重新调整同步过程应符合继电保 护和 自动化 系统的 要求。 7. 2 准确 度测试 本 部分仅适用于合并单元输入的采样值信号为模拟量或符合 IEC60044-8 FT3 格 式的数字报文的情 序 号 试验项目 5 电源 影响 6 环境 7 电磁兼 容性能 8 机械 性能 9 DL/T860 一致性 10 精度 11 实时性与完整 性 12 时钟 误差 13 网络流量干扰 1 序号 检验项 目 1 外观 2 绝缘电阻 3 电源影响 4D L / T 8 6 0 一致性 5 精度 6 实时性与完整 性 7
14、时钟误差Q/GDW 691 20 11 4 况。合 并单元 的精度 测试内 容应包 括:稳 态幅值 误差和 稳态相 位误差 。 合 并单元 的精度 测试应 按照不 同的输 入类型 和同步 方式分 别进行。 对于 网络输 出的合 并单元 , 测 试 时应该 进行可 靠地同 步。 对于点 对点输 出的合 并单元, 应测试 同步与 不同步 两种情 况。 对于支持 多种 同 步方式 的合并 单元, 应针对 每一种 同步方 式都进 行测试 。 7 .2. 1 数 字报文 输入的 合并单 元 合并单元与电 子式互感器之 间的通讯协议 应开放、标准 ,宜采用 IEC60044-8 的FT3 格式 , 具体数
15、 据传输 帧格式 可参考 附录A 。 对于数字报文输入的合并单元宜采用图 1 所示方案进行测试。图 1 中的 ECT/EVT 模拟器应能够 完全 模 拟 ECT/EVT 除采样环节以外的其它功能;应支持同步和异步两种采样方式;应支持利用采样 脉冲的采 样同 步方式;应具备 外部同步对时 接口;应 能够 根据试验 需要 设置交流 量的 幅值、相 位( 此 处指以对时信号的整秒为基准的相位) 、 频率等参数。图 1 中的合并单元校验仪应具备附录 B 规定的 功能 。 注:ECT/EVT 模拟器模拟交 流量数据, 并 以实际ECT/EVT 的通信方式 发送数据, 交 流量的 幅值、 相 角、 频率
16、可以根据试 验需要设置。 图 1 数 字报文 输入的 合并单 元精度 测试方 案 7 .2. 2 模 拟信号 输入的 合并单 元Q/GDW 6 91 201 1 5 图 2 模 拟信号 输入的 合并单 元校验 原理图 对 于输入 为模拟 信号, 具 有模数 转换功 能的合 并单元 , 宜按照 图 2 所示 的系统 进行测 试 。 测试 的 技 术要求 宜参照 附录C 执行。 若 具备已 标定好 精度的 基准合 并单元,可 采用如 图 3 所示 的比对 法进行 测试。 图 3 模拟 信号输 入的合 并单元 比对校 验原理 图 7. 3 实时 性与完 整性测 试 7 .3. 1 实 时性测 试 实
17、 时性测 试应测 量合并 单元输 入结束 到输出 结束的 总传输 时间, 即合 并单元 的延时 。 应 记录试 验 d T 过程中 的 的 平均值 和最 大值 。 的最 大值应 小于1ms ;|- | 应小于4 s 。对于 支持 d T d T dMax T dMax T d T dMax T 采样值 点对点 传输的 合并单 元,制 造厂应 提供标 称延时 ,且|-| 应小 于4 s 。 D T dMax T D T 应 记录试 验过程 中合并 单元的 采样值 报文帧 发送间 隔时间 与标准 间隔时 间差的 绝对值, 其最 大值 应 小于10 s 。 进行装置型式 试验时,实时 性测试应至少
18、持续 24 小时。进行装置 例行试验时,实时性测试 时间 应 至少持 续10 分钟。 在上述 试验过 程中, 合并单 元的实 时性应 能够满 足应用 需求, 并保持 稳定。 7 .3. 2 完 整性测 试 根 据合并 单元采 样值报 文的帧 序号连 续性判 断其发 送的采 样值报 文的丢 包情况, 记录 合并单 元的 丢Q/GDW 691 20 11 6 包数, 试验过 程中不 应丢包 。 合 并单元 稳定工 作情况 下,采 样计数 器 SmpCnt 应在 有效范 围内连 续变化 。 对与ECT/EVT 配 合使用 的合并 单元, 对与ECT/EVT 相连 的光纤 进行插 拔试验 , 试 验
19、过程中 采样 值 报文应 保持完 整性和 一致性 。 进 行装置 型式试 验时, 完整性 测试时 间应至 少持续24 小时; 装置例 行试验 时, 应至少持 续10 分钟 。 此 项测试 应该针 对不同 的采样 值报文 配置分 别进行, 例如1 个APDU 包含1 个ASDU 或多 个ASDU 。 7. 4 合并 单元的 时钟误 差测试 例 行试验 应在工 作环境 下进行。 型式试验应在合并单元整个工作温度范围内多个温度点进行,并且取其中的最大误差作为该项测试的 最后结 果。 测试 温度范 围可根 据使用 场所从 表3 中 选择, 测 试温度 点应至 少包含: 最高 工作温 度、 常 温 (1
20、535 ) 、 最低工作温度。 应该在环境温度到达温度测试点并稳定 2 小时后, 再进行时钟误差的测试。 表 3 工作 场所环 境温度 分级 7 .4. 1 对 时误差 测试 对 具备多 种同步 方式的 合并单 元,应 针对每 一种支 持的对 时方式 进行测 试。 对 时和守时误差通过合并单元输出的 1PPS 信 号与参考时钟源 1PPS 信 号比较获得。对时误差的测 试采 用 图 4 所示方案 进行 测试。 标 准时钟源 给合 并单元授 时,待 合并单元输出 的采样值报文 同步位 为 “1 ” ,利用时钟测试仪以每秒测量 1 次的频率测量合并单元和标准时钟源各自输出的 1PPS 信号有效 沿
21、之间的 时间 差的绝对 值 t,测 试过程中 测得 的 t 的最大值 即为对时误差 的最终测试结 果。进行装 置 型 式 试 验 时 , 对 时误差 测试时 间应至 少持续24 小 时, 装置例 行试验 时应至 少持续10 分 钟, 对时误 差 应不大 于1 s 。 图 4 对时 误差的 测试 7 .4. 2 守 时误差 测试 级别 环境温度 使用场所 范围/ 最大 变化率/ /h C0 -5+45 20 室内 C1 -25+55 20 遮蔽场所 C2 -40+70 20 一般户外 C3 -40+85 20 户外严酷 CX 待定 与用户协商Q/GDW 6 91 201 1 7 具 有守时 功能
22、的 合并单 元需要 测试守 时误差。 守 时误差 的测试 采用图 5 所 示方案 进行测 试。 测试 开始时 , 合并单 元先接 受标准 时钟源 的授时 , 待 合 并单元 输出的采样值 报文同步位为 “1 ” ,撤销标准时 钟源的授时。 测试过程中合 并单元输出的 1PPS 信号与 标准时 钟源的1PPS 的有 效沿时 间差的 绝对值 的最大 值即为 测试时 间内的 守时误 差,被 试合并 单 元10 分钟 的守时 误差应 不大于4 s 。 图 5 守时 误差的 测试 7 .4. 3 电 压并列 功能测 试 对 于具备 电压并 列功能 的合并 单元, 应 进行电 压并列 的功能 测试, 如
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