静态继电保护电力线载波专用收发信机技术条件

中华人民共和国电力行业标准 继电保护专用电力线载波收发 DL/T 52493 信机技术条件 中华人民共和国电力工业部 1993-12-22 批准 1994-05-01 实施 1 主题内容与适用范围 本标准规定了静态继电保护电力线载波专用收发信机的型式、额定参数、技术要求、试验方法及检验规则等。 本标准适用于 110kV 及以上中性点直接接地系统的继电保护专用收发信机，可作为这类产品研制、生产、检验和验收的依据。 2 引用标准 GB7261 继电器及继电保护装置基本试验方法 GB6162 静态继电器及保护装置的电气干扰试验 3 术语 3.1 继电保护专用收发信机 the power line carrier transceiver dedicated to protection 专门用于传送继电保护信号的具有单一功能的电力线载波继电保护收发信机，它区别于具有多种功能的复用载波机。 3.2 断续键控收发信机(ON/OFF)keying carrier transceiver 以键控方式来控制载波输出的一种调幅制收发信机。这种收发信机正常运行时不发信(OFF)，接收到命令信号时发信(ON)。收发信机的工作状态有两个，即有信号(ON)和无信号(OFF) 。断续键控收发信机实际上是一种调制度为 100%的调幅制收发信机，主要应用于闭锁式保护系统。 3.3 移频键控收发信机(FSK) frequency-shift-keying carrier transceiver 移频键控收发信机总是工作在发信(ON)状态，但发送信号的频率在两个或多个预定值之间随电键的启闭而变换，正常运行时发送监护信号，信号频率为 fG；发送命令时的频率为 fT。前者用于监护信道和闭锁保护；后者用于传送规定的操作命令。这类机器主要应用于允许式、直跳式保护系统。 4 产品的型式、额定参数和外形尺寸4.1 型式 4.1.1 本装置的构成原理为载频一次调制发送和外差式解调接收。 4.1.2 本装置的安装方式为嵌入式。 4.1.3 本装置的结构为插件式背后接线方式。 4.2 产品品种划分 按其构成原理和功能，可划分为断续键控收发信机和移频键控收发信机两种。其型号及含义由企业标准规定。 4.2.1 断续键控收发信机(ON/OFF) 其主要特征是收发信号频率相同，占用同一个 4kHz 信道。主要应用于闭锁式相位比较和方向比较原理的线路保护系统。 4.2.2 移频键控收发信机(FSK) 其主要特征是收发信号频率不同，占用 2 个 4kHz 信道。主要应用于允许式和直跳式线路保护和电力主设备保护。 4.3 额定参数 4.3.1 额定频率 a.额定频率范围：50400kHz； b.额定中心频率 (f0 )： f0 =(50+2n)kHz,n=0,1,2,3,175c.额定带宽：4kHz。4.3.2 额定输出阻抗 在额定中心频率下 75(100) ，不平衡。 4.3.3 额定输出电平(功率) 40 dBm(10W) 43 dBm(20W) 46 dBm(40W) 49 或 50dBm(80W 或 100W) 4.4 外形尺寸 装置的外形尺寸由企业标准规定。 4.5 重量 由企业标准规定。 5 技术要求 5.1 工作大气条件 a.环境温度：-5 +40 ； b.相对湿度：5%95%； c.大气压力：86106kPa。 装置在工作大气条件下应可靠工作。 5.2 仲裁大气条件 a.环境温度：202； b.相对湿度：60%70%； c.大气压力：86106kPa。 5.3 正常试验大气条件 a.环境温度：1535； b.相对湿度：45%75%； c.大气压力：86106kPa。 5.4 贮存、运输极限环境温度 装置的贮存、运输、安装允许的环境温度为-25+70，在不施加任何激励量的条件下，不出现不可逆变化，温度恢复后，装置性能应符合 5.10 条的规定。 5.5 周围环境 装置的使用地点应无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃，无严重霉菌，无剧烈振动源，有防御雨、雪、风、沙、尘及防静电措施。 5.6 直流电源 5.6.1 输入电压 a.额定电压：110V ，220V 。 b.允许偏差：-20%+10%。 c.纹波系数小于 5%。 5.6.2 逆变电源输出电压 a.额定电压：24V ，12V( 15V)，-40V(功放电源)； b.允许偏差及纹波系数由企业标准规定。 5.7 直流电源功率消耗 在额定输入电压下，对额定输出电平 43dBm(20W)的装置，正常运行时不大于 80W，满功率发信时不大于 150W。 5.8 装置整组性能要求 5.8.1 专用收发信机采用载频信号一次直接调制，调制方式包括： a.断续键控制(ON/OFF)； b.移频键控制(FSK)。 5.8.2 专用载波收发信机可实现的保护方式有： a.方向比较式保护； b.相位比较式保护； c.直接跳闸式保护。 5.8.3 专用载波收发信机的载波信号作用方式可选择： a.闭锁式； b.允许式； c.解除闭锁式； d.直跳式； e.混合式。 5.8.4 专用载波收发信机具有与同类载波通信机相同的外特性，可以按 5.9.6 条规定的技术条件同相或邻相并机运行。 5.8.5 移频键控(FSK) 收发信机发命令信号(频率为 fT)时的发信电平为额定输出电平，发监护信号(频率为 fG)时的发信电平比额定输出电平低 610dB。 5.8.6 发信机功率放大器应采用经稳压的低压直流供电方式。 5.8.7 应设有远方启动发信回路和相应的解环回路(ON/OFF)。 5.8.8 应设有外部(来自其它保护 )控制发信机发信或停信的回路，以便本侧保护动作后使对端保护加速动作跳开断路器(ON/OFF)。 5.8.9 应设有保护装置控制发信和收信机向保护装置输出信号的自保持信号指示，并起动中央信号，手动复归。 5.8.10 应设有开环或闭环进行通道检查的回路和相应的逻辑回路。 5.8.11 应设有收信电平监视回路，当正常收信电平低于整定的报警电平时，便发出报警信号或在人工通道检查试验中显示电平过低。 5.8.12 应设有和各种类型保护灵活联接的接口回路。接口回路应使用与保护装置在电气上相互隔离的专用电源。接口回路技术数据如表 1 所示。 表 1 项 目 输 入 输 出有触点 12V(15V)，24V，110V， 220V，DC10mA 24V，110V，220V，DC 触点容量不小于 30W无触点 12V(15V)，24V，DC10mA 12V(15V)，24V，DC10mA5.8.13 调机或维护用对讲电话的设置，由企业标准规定。 5.9 性能指标 5.9.1 回波损耗(反射损耗)不小于 10dB。 5.9.2 在额定满功率发信情况下外线谐波电平不大于-26dBm。 5.9.3 停信状态下外线残余电平不大于-10dBm 。 5.9.4 在工作大气条件下额定频率误差不大于+30Hz 。 5.9.5 移频频率间隔(FSK) 500Hz，250Hz ，125Hz 。 5.9.6 允许并机频率间隔 同相并机：3B(其中 B=4kHz)； 邻相并机：紧邻。 并机介入损耗不大于 1dB。 5.9.7 收信机工作频带宽度 f01kHz； f00.5kHz。 5.9.8 收信机总防卫度 应满足第 5.9.6 条规定的并机条件。 5.9.9 收信灵敏起动电平 +4+14dBm，或 0+10dBm(FSK)。 5.9.10 载波专用收发信机用于相位比较式保护，输入 50Hz 工频对称调制(180 180)方块波，在自发自收和最大收信裕度下的收信输出方波信号宽度不大于 195；收信裕度为3dB 时，收信输出方波信号宽度不小于 170。由上述条件确定的最大收信裕度不小于15dB。 5.9.11 信号传输时间(不包括信道时间 ) 收发信机信号传输时间随调制方式和收信带宽的不同而不同，详见表 2。 表 2 调制方式 收信带宽kHz传输时间msON/OFF2135FSK21585.10 绝缘性能 5.10.1 绝缘电阻 装置的带电部分和非带电金属部分及外壳之间，以及电气上无联系的各带电电路之间，用开路电压 500V 的兆欧表测量其绝缘电阻值应不小于 10M。 5.10.2 介质强度 a.装置应能承受试验电源频率为 50Hz、历时 1min 的工频耐压试验，无绝缘击穿和闪络现象出现； b.工频耐压试验电压值按表 3 进行选择； c.试验过程中，任一被试回路施加试验电压时，其余回路等电位互连接地。 表 3 被 试 电 路 绝缘电压等级V试 验 电 压V整机输出端子及背板线对地 250 2000直流电源输入回路对地 250 2000功放输出回路对地 250 2000信号及报警输出触点回路对地 250 2000整机带电部分对地 60 5005.10.3 冲击电压 装置的直流电压输入回路、功放输出回路、信号报警输出触点回路对地及回路之间，应能承受 1.2/50s 的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压 5kV，装置应无绝缘损坏。 5.11 高频电气干扰 装置应能承受 GB6162 规定的干扰试验，试验电源频率为 100kHz 和 1MHz，试验电压幅值为共模 2500V，差模 1000V 的衰减振荡波；功放输出回路试验电压幅值如表 4 所示。 表 4 共模试验电压V差模试验电压V2500(相一相耦合)2500(相地耦合)1000(相相耦合)对被试装置预先施加直流电源，在规定的试验条件下，叠加干扰波试验电压，装置内电气元件不应损坏，其性能符合技术要求。 5.12 耐湿热性能 装置应能承受 GB7261 第 21 章规定的湿热试验。在试验结束前 2h 内，用开路电压500V 的兆欧表测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻值，应不小于 1.5M；介质强度不低于第 5.10.2 条规定的工频耐压试验电压幅值的 75%。 5.13 振动 装置应能承受 GB7261 第 16.3 条规定的严酷等级为 1 级的振动耐久能力试验。试验后，装置应无机械损伤，无紧固件松动、脱落。 5.14 冲击 装置应能承受 GB7261 第 17.5 条规定的严酷等级为 1 级的冲击耐久能力试验。试验后，应无机械损伤，无紧固件松动、脱落。 5.15 碰撞 装置应能承受 GB7261 第 18 章规定的严酷等级为 1 级的碰撞试验。试验后，装置应无机械损伤变形，无紧固件松动、脱落。 5.16 结构、外观及其他 5.16.1 装置应有金属机箱保护，机箱前面应设透明面罩，以便运行人员观察运行状态及信号指示；还应考虑发热元件的通风散热要求。 5.16.2 机箱应采取必要的防静电及电磁辐射干扰的防护措施；机箱的不带电金属部分应在电气上连成一体，并可靠接地。 5.16.3 机箱面罩应设置铅封，启封后方可进行检查或调试。 5.16.4 装置模件应插拔灵活，接触可靠，互换性好。 6 试验方法 6.1 试验条件 6.1.1 除另有规定外，一般试验均应在第 5.3 条规定的正常试验大气条件下进行。试验期间大气环境条件应相对稳定。 6.1.2 被试装置和测试仪表必须良好接地，并考虑周围环境电磁干扰等对测试精度的影响。 6.2 结构和外观检查 按第 5.16 条的要求逐项进行检查。 6.3 技术性能试验 6.3.1 额定输出电平、谐波电平和停信残余电平的测量 a.测试线路如图 1 所示。 电平表选用 75 输入阻抗，在选频终端下测试。 b.额定输出电平在额定输入电源电压下测试。 c.谐波电平在额定输出电平下测试，谐波电平主要测二、三次谐波。 d.停信状态下，去掉衰耗器，用电平表测量残余电平。 6.3.2 输入阻抗、回波损耗的测量 a.测试线路如图 2 所示。 图 1 图 2 电平振荡器输出阻抗为 0，频率调至被试收发信机工作频率。R 等于被试收发信机额定输入阻抗 75(100)。选频电平表采用高阻跨接测量。 b.断开开关 S，不接被试装置，调节电平振荡器输出电平，使电平表指示为 0。合上开关 S，接入被试装置，此时电平表读数值即为回波损耗。 6.3.3 介入损耗的测量 a.测试线路如图 3 所示。 图 3 电平振荡器输出阻抗为 0，频率调至被试装置同相并机工作频率(例如 f014kHz，即允许并机间隔 3B)。电平表采用高阻宽带跨接测量。R 等于被试机输入阻抗 75(100)。 b.断开开关 S，调节电平振荡器，使电平表指示为 0。 c.合上开关 S，被试收发信机停信状态下，电平表指示电平值即为介入损耗值。 6.3.4 测量收信机工作带宽和总防卫度 6.3.5 测量收信机灵敏起动电平 6.3.6 收发信机联动试验(背对背 ) 图 4 a.试验线路如图 4 所示。 b.收发信机功能检查的主要内容如下：远方起动和解环；通道检测逻辑；信号指示及告警功能；输入及接口回路。 c.传输时间的测试包括：起动延时；返回延时。 d.方波信号传输性能(用于相位比较保护 )的测试。 输入端接入交流工频电压或方波，在自发自收和不同收信裕度情况下，用示波器测量输入和输出方波之间的延时。 6.4 绝缘试验 根据第 5.10 条绝缘性能要求，按 GB7261 第 20 章规定，分别进行绝缘电阻测量和介质强度及冲击电压试验。 6.5 电气干扰试验 根据第 5.11 条要求，按 GB6162 的规定，对装置的直流电源输入回路和功放输出回路进行高频电气干扰试验。 6.6 潮湿试验 根据第 5.12 条耐湿热要求，按 GB7261 第 21 章的规定，对装置进行潮湿试验。试验采用交变湿热试验方法，最高试验温度 402，试验箱内相对湿度不低于 95%，试验周期数为 2d，每一试验周期历时 24h，然后进行绝缘检测。 6.7 温度贮存试验 按 GB7261 第 22 章的规定，对装置进行温度贮存试验，试验采用温度变化试验法，严酷等级采用第 22.2.1 条方法 1。 低温温度：-25； 高温温度：+70； 循环次数；1 次； 每一温度下试验持续时间：3h； 从低温转为高温的转换时间：23min； 试验后，装置的电气性能应满足第 5.4 条的规定。 6.8 振动试验 根据第 5.13 条要求，按 GB7261 第 16 章规定，对装置进行振动耐久试验。 振动扫描试验频率范围：10150Hz； 交越频率：60Hz； f60Hz 的恒定振幅值：0.075mm； f60Hz 的恒定加速度：10m/s 2； 每一轴线方向扫描循环次数：20。 6.9 冲击试验 根据第 5.14 条要求，按 GB7261 第 17 章规定，对装置进行冲击耐久试验。冲击试验采用正弦脉冲波形，加速度等于 150m/s2，脉冲持续时间 11ms，分别在 3 个相互垂直轴线的每个方向各冲击 3 次，共 18 次。然后对装置的机械性能进行检查。 6.10 碰撞试验 根据第 5.15 条要求，按 GB7261 第 18 章规定，对装置进行碰撞试验。碰撞试验采用半正弦脉冲波形，加速度峰值等于 100m/s2，脉冲持续时间 16ms，分别在 3 个相互垂直轴线的每个方向各碰撞 1000 次，共 6000 次。然后对装置的机械性能进行检查。 6.11 连续通电试验 6.11.1 连续通电是装置出厂检验的最后试验项目，通过连续通电试验的装置可以装箱发运。6.11.2 连续通电试验的被试装置上只施加直流电源，必要时可施加其它激励量进行功能检测 6.11.3 连续通电试验时间为 100h。 6.11.4 在连续通电试验过程中，装置工作正常，信号指示正确，不应有元器件损坏或其它异常情况出现。 7 检验规则 7.1 出厂检验 每台装置出厂前必须由制造厂的检验部门进行出厂检验，出厂检验在正常试验大气条件下进行，检验项目如下： a.外观检验； b.功能检验； c.绝缘电阻试验； d.介质强度试验； e.连续通电试验。 7.2 型式检验 制造厂的技术检验部门要对出厂检验合格的装置进行型式检验。型式检验在正常试验大气条件下进行。 7.2.1 凡遇下列情况之一，应进行型式检验： a.新产品定型鉴定前； b.产品转厂生产定型鉴定前； c.连续批量生产的装置每 4 年 1 次； d.正式投产后，如设计、工艺材料、元器件有较大改变，可能影响产品性能时； e.产品停产一年以上又重新恢复生产时； f.出厂检验结果与上批产品检验有较大差异时； g.国家技术监督机构或受其委托的技术检验部门提出检验要求时。 7.2.2 型式检验的抽样与判定：