智能变电站继电保护检验测试规范-国网企标-0817.doc

Q/GDW 2011ICS 29.24029.Q/GDW国家电网公司企业标准Q / GDW 2011智能变电站继电保护检验测试规范2011-发布2011-实施国家电网公司发布目次1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义24 缩写25 检测条件25.1 检测的环境条件25.2 基准条件26 检测用设备27 检验与测试27.1 结构及外观检查37.2 装置动作值及动作时间测试37.3 通信接口37.4 GOOSE报文规范性测试47.5 对时和守时精度测试47.6 软硬压板检查47.7 装置定值、动作报告标准化检查47.8 功率消耗测试47.9 环境试验57.10 电源影响试验57.11 机械性能试验67.12 绝缘试验67.13 电磁兼容77.14 一致性测试87.15 系统级联合测试97.16 测控一体化保护测试127.17 就地化安装保护装置测试128 编制说明13前言本标准是随着智能电网的不断推进，数字化保护装置的运用越来越广泛，为了保证应用于智能变电站的保护控制装置的各项功能指标满足系统要求，特编制了本规范。本标准由国家电网公司科技部归口。本标准由国家电力调度通信中心提出并负责解释。本标准主要起草单位：国家电力调度通信中心、中国电力科学研究院。本标准主要起草人：II智能变电站继电保护检验测试规范1 范围本标准规定了110kV(66kV)及以上电压等级的智能变电站继电保护装置的检测项目、检测方法及检测结果的判定方法。本标准适用于智能变电站继电保护装置在进行检验测试时应遵循的通用基本方法。110kV(66kV)及以下电压等级的智能变电站继电保护装置遵照此标准执行。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 72612008 继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T 112872000 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）（idt IEC60255-21-1：1988）GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 14537：1993 量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验（idt IEC 60255-21-2：1988）GB/T 14598.92002 电气继电器 第22-3部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验 辐射电磁场骚扰试验IEC 60255-22-3：2000，IDT）GB/T 14598.102007 电气继电器 第22-4部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验（IEC60255-22-4：2002，IDT）GB/T 14598.131998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第1部分：1MHz脉冲群干扰试验（eqv IEC60255-22-1：1988）GB/T 14598.141998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第2部分：静电放电试验（idtIEC60255-22-2：1996）GB/T 14598.162002 电气继电器 第25部分：量度继电器和保护装置的电磁发射试验（IEC 60255-25：2000，IDT）GB/T 14598.172005 电气继电器 第22-6部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验射频场感应的传导骚扰抗扰度试验IEC 60255-22-6：2001GB/T 14598.182007 电气继电器 第22-5部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验浪涌抗扰度试验（IEC 60255-22-5：2002，IDT）GB/T 14598.192007 电气继电器 第22-7部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验工频抗扰度试验（IEC 60255-22-7：2003，IDT）GB/T 17626.81998 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验（idt IEC 61000-4-8：1993） GB/T 17626.91998 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验（idt IEC 61000-4-9：1993）GB/T 20840.7-2007电子式电压互感器GB/T 20840.8-2007电子式电流互感器DL/T 478-2001静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T 630-1997交流采样远动终端技术条件DL/Z 860 变电站通信网络和系统 DL/T 871-2004 电力系统继电保护产品动模试验DL/T 995-2006继电保护和电网安全自动装置检验规程DL/T 1100.1-2009电力系统的时间同步系统 第1部分：技术规范DL/T5218-2005220500kV变电所设计技术规程Q/GDW 330-2009 1000kV系统继电保护装置及安全自动装置检测技术规范Q/GDW 383-2009智能变电站技术导则Q/GDW 441-2010 智能变电站继电保护技术规范IEC61588 网络测量和控制系统的精密时钟同步协议IEC 61850 变电站通信网络和系统3 术语和定义本标准采用DL/T860系列、GB/T20840系列及Q/GDW 441-2010标准中给出的术语和定义。4 缩写GOOSEGeneric Object Oriented Substation Events面向变电站事件的通用对象ICDIED Configuration Description智能电子设备配置描述MICS Model Implementation Conformance Statement模型实现一致性陈述SVSampled Value 采样测量值IRIG-B Inter Range Instrumentation Group-BB码对时5 检测条件5.1 检测的环境条件检测的正常试验环境条件：环境温度1535相对湿度4575大气压力86kPa106kPa5.2 基准条件有准确度要求的，试验应在基准条件下进行基准条件为：环境温度：202相对湿度：4575大气压力：86kPa106kPa6 检测用设备应配置数字化继保测试仪、时间同步装置、合并单元模拟器、智能终端模拟器、光功率计、时间标定装置、网络报文分析仪、IED配置工具、录波器等检测用设备。装置检验所使用的仪器、仪表必须经过检验合格，并应满足GB/T 72612008继电器及继电保护装置基本试验方法、Q/GDW 4262010智能变电站合并单元技术规范中的规定。7 检验与测试7.1 结构及外观检查7.1.1 试验方法按GB/T 72612008中第5章的规定和方法进行。7.1.2 技术要求a）产品所有零件锡焊处的质量，应不存在虚焊假焊现象。b）产品表面的涂复层的颜色应均匀一致，无明显的色差和眩光，涂覆层表面是否有砂粒、趋皱、流痕等缺陷。c）产品铭牌标志和端子号应正确、清晰、齐全。d）装置应采取必要的抗电气干扰措施，装置的不带电金属部分应在电气上连成一体，并具备可靠接地点。e）装置应有安全标志，安全标志应符合GB 168362003中5.7.5、5.7.6的规定。f）金属结构件应有防锈蚀措施。7.2 装置动作值及动作时间测试7.2.1.1 试验方法用数字化继电保护测试仪给被试装置施加相应的电流、电压量，观察装置面板显示量值并与保护测试仪施加量值进行比较，记录装置动作值、动作时间。装置连接方式见图1。7.2.1.2 技术要求在装置的定值范围内动作值和动作时间应满足相应国家标准、电力行业标准以及企业标准的要求。14图1 单元测试系统7.3 通信接口7.3.1 通信接口（光口）发送/接收功率测试7.3.1.1 试验方法装置光口输出功率：将光功率计接入装置的光纤输出口进行测量。装置光口最小接收功率：将光源及光功率衰耗器串接入光纤输出口，调整光功率衰耗器至通信断链，用光源的发送功率值减去光衰耗器的衰耗值得到光口的最小接收功率。7.3.1.2 技术要求装置光口输出功率值应满足-20dbm且-14dbm。装置光口最小接收功率63V）。7.12.2 技术要求7.12.2.1 绝缘电阻上述部位测定其绝缘电阻值应不小于100M。7.12.2.2 介质强度上述部位应能承受频率为50Hz的工频耐压试验，历时1min，产品各部位不应出现绝缘击穿或闪络现象。7.12.2.3 冲击电压产品承受冲击电压试验后，其主要性能指标应符合产品企业标准规定的出厂试验项目要求。试验过程中，允许出现不导致绝缘损坏的闪络，如果出现闪络，则应复查绝缘电阻及介质强度，此时介质强度试验电压值为规定值的75。7.13 电磁兼容7.13.1 试验方法7.13.1.1 1MHz脉冲群抗扰度试验1MHz和100kHz脉冲群抗扰度试验按GB/T 14598.132008规定的方法进行。试验部位及试验规格按GB/T 14598.202007中4.2的要求进行。7.13.1.2 静电放电抗扰度试验静电放电抗扰度试验按GB/T 14598.141998规定的方法进行。试验部位及试验规格按GB/T 14598.202007中4.2的要求进行。7.13.1.3 辐射电磁场抗扰度试验辐射电磁场抗扰度试验按GB/T 14598.92002规定的方法进行。试验部位及试验规格按GB/T 14598.202007中4.2的要求进行。7.13.1.4 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验按GB/T 14598.102007规定的方法进行。试验部位及试验规格按GB/T 14598.202007中4.2的要求进行。7.13.1.5 浪涌（冲击）抗扰度试验浪涌（冲击）抗扰度试验按GB/T 14598.182007规定的方法进行。试验部位及试验规格按GB/T 14598.202007中4.2的要求进行。7.13.1.6 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验射频场感应的传导骚扰抗扰度试验按GB/T 14598.172005规定的方法进行。试验部位及试验规格按GB/T 14598.202007中4.2的要求进行。7.13.1.7 工频磁场抗扰度试验工频磁场抗扰度试验按GB/T 17626.82006规定的试验方法进行。7.13.1.8 脉冲磁场抗扰度试验脉冲磁场抗扰度试验按GB/T 17626.91998规定的试验方法进行。7.13.2 技术要求7.13.2.1 1MHz脉冲群抗扰度试验见GB/T 14598.131998 3.4 合格判据。7.13.2.2 静电放电抗扰度试验见GB/T 14598.141998 4.6 合格判据。7.13.2.3 辐射电磁场抗扰度试验见 GB/T 14598.92002 8 验收准则。7.13.2.4 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验见 GB/T 14598.102007 8 验收准则。7.13.2.5 浪涌（冲击）抗扰度试验见 GB/T 14598.182007 8 验收准则。7.13.2.6 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验见 GB/T 14598.172005 8 验收准则。7.13.2.7 工频磁场抗扰度试验装置的保护和命令与控制功能在规定的限值内性能正常；人机接口和可视报警功能在试验期间性能暂时下降或功能丧失，试验后自行恢复。存储数据不丢失；测量功能在试验期间性能暂时下降，试验后自行恢复。存储数据不丢失；数据通信功能在试验期间误码率可能增加，但传输数据不丢失。7.13.2.8 脉冲磁场抗扰度试验装置的保护和命令与控制功能在规定的限值内性能正常；人机接口和可视报警功能在试验期间性能暂时下降或功能丧失，试验后自行恢复。存储数据不丢失；测量功能在试验期间性能暂时下降，试验后自行恢复。存储数据不丢失；数据通信功能在试验期间误码率可能增加，但传输数据不丢失。7.14 一致性测试7.14.1 试验方法将智能变电站的保护控制装置作为系统的一个IED设备，验证装置是否符合 DL/T 860系列标准规定的IED设备规约测试的一致性要求。装置一致性测试环境由IEC61850一致性测试软件 (模拟IEC61850客户端)、合并单元模拟器(可以由数字化继保仪充当)、测试用的监视分析器、时间同步装置、以太网交换机、数字化继保测试仪等组成，测试系统如图4所示，测试内容包括：1)测试装置与站控层的协议一致性测试使用IEC61850一致性测试软件 (模拟IEC61850客户端)作为测试工具，对被测装置(服务器)进行规约一致性测试，应对制造商提供的PICS、PIXIT和MICS中标明的被测设备的每一项进行一致性测试，测试内容包括以下几个部分：a）进行静态一致性测试对被测设备进行以下静态一致性测试：检查提交的各种文件是否齐全、设备控制版本是否正确；用Schema 对被测设备配置文件（ICD）进行正确性检验；检验被测设备的各种模型是否符合标准的规定。b）进行动态一致性测试一致性动态测试的测试用例应完全采用DL/T 860.10的肯定测试和否定测试用例；动态性能的测试应使用硬件信号源进行触发，利用一致性测试软件(IEC61850客户端)来检验装置被触发后的遥信量、遥测量的变化情况；并利用一致性测试软件(IEC61850客户端)对装置进行遥控操作。2)测试装置与过程层的协议一致性测试（GOOSE和采样值SV）使用数字化继保测试仪作为测试工具(该继保仪采样值发送间隔离散值应小于10us)，检测被测装置能否正确订阅采样值SV报文以及GOOSE报文，检测装置能否正确发布GOOSE报文，检测保护控制装置的采样值SV的有效值准确度及相位准确度。7.14.2 技术要求保护装置与站控层的协议一致性，以及数字化保护控制装置与过程层的协议一致性（GOOSE和采样值SV）符合DL/T 860.10的要求。 图4 一致性测试系统7.15 系统级联合测试7.15.1 试验系统系统级联合测试根据装置技术特点采用点对点测试或组网测试，如图2、图3所示。动模试验系统方案按DL/T 871-2004执行。当采用点对点测试系统时，3/2接线型式测试系统配置方案推荐按Q/GDW441-2010附录B执行，220kV及以上变电站双母线接线型式测试系统配置方案推荐按Q/GDW441-2010附录C执行，110kV及以下电压等级变电站测试系统配置方案推荐按Q/GDW441-2010附录D执行。7.15.2 常规试验项目常规试验项目包括DL/T 871-2004 和Q/GDW 330-2009中规定的线路保护、母线保护、变压器保护、并联电抗器保护和发电机（发变组）保护的试验项目。7.15.2.1 试验方法按DL/T 871-2004 和Q/GDW 330-2009中相应规定进行常规操作及故障模拟测试项目。7.15.2.2 技术要求装置的基本功能及性能应满足以下标准的相应规定：GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 15145-2008输电线路保护装置通用技术条件DL/T 670-1999微机母线保护装置通用技术条件DL/T 671-1999微机发电机变压器组保护装置通用技术条件DL/T 744-2001微机型电动机保护装置通用技术条件DL/T 770-2001微机变压器保护装置通用技术条件DL/T 993-2006电力系统失步解列装置通Q/GDW325-2009 1000kV变压器保护装置技术要求Q/GDW326-2009 1000kV电抗器保护装置技术要求Q/GDW327-2009 1000kV线路保护装置技术要求Q/GDW328-2009 1000kV母线保护装置技术要求Q/GDW329-2009 1000kV断路器保护装置技术要求图2 过程层点对点测试系统图3 过程层组网测试系统7.15.3 同步异常试验7.15.3.1 试验方法模拟采样值出现同步位无效标识，并分别模拟3次以上保护区内、外金属性接地故障。7.15.3.2 技术要求同步异常的采样值累计数量或出现频率超过保护允许范围，可能误动的保护功能应可靠闭锁；采样值恢复正常后模拟保护区内外金属性接地故障，区内故障保护应能可靠动作，区外故障保护装置不应误动作；与同步位标识无关的保护功能不应受影响。7.15.4 通讯异常试验7.15.4.1 试验方法1)模拟电子式互感器与合并单元之间通信中断、通信恢复，并在通信恢复后分别模拟3次以上保护区内、外金属性接地故障。2)当过程层采用采样值组网方式时，模拟合并单元与过程层网络交换机之间及级联交换机之间通信中断、通信恢复，并在通信恢复后分别模拟3次以上保护区内、外金属性接地故障。3) 当过程层采用采样值组网方式时，模拟过程层采样值网络异常情况导致保护接收采样值通信延时增大、合并单元间采样序号不一致、采样值错序及采样值丢失等网络异常情况，并分别模拟3次以上保护区内、外金属性接地故障。4)模拟装置与站控层网络之间的通信异常，并分别模拟3次以上保护区内、外金属性接地故障7.15.4.2 技术要求1）互感器与合并单元之间通信中断后，装置应按传统PT、CT断线处理，在通信恢复后保护区内故障装置可靠动作，区外故障装置不应误动。2）合并单元与过程层网络交换机之间及级联交换机之间通信中断后，装置应按传统PT、CT断线处理，在通信恢复后保护区内故障装置可靠动作，区外故障装置不应误动。3）过程层采样值网络异常情况导致保护接收采样值通信延时增大、合并单元间采样序号不一致、采样值错序及采样值丢失等网络异常情况，异常情况超过保护允许范围，相应保护功能应可靠闭锁，以上异常未超出保护允许范围或恢复正常后故障持续时间大于保护开放时间，区内故障装置应可靠动作；区外故障装置不应误动。 4) 装置与站控层网络之间的通信异常不应影响装置的性能。7.15.5 网络压力试验7.15.5.1 试验方法通过网络测试设备增大网络信息流量，并分别模拟3次以上保护区内、外金属性接地故障。7.15.5.2 技术要求在网络端口负载率低于40%时，保护装置性能不应受影响，区内故障时保护装置应可靠动作，区外故障不应误动。7.15.6 采样数据畸变试验7.15.6.1 试验方法模拟保护装置连续接收畸变采样数据（采样值品质位有效），包括电流采样值连续、不连续畸变放大，或电压采样值连续、不连续畸变缩小等。7.15.6.2 技术要求当MU采用两路A/D，其中一路A/D数据异常保护装置不应误动作；在采样数据恢复正常后保护区内金属性接地故障，装置应能可靠动作，区外故障装置不应误动作。7.15.7 采样数据品质位标识异常试验7.15.7.1 试验方法模拟MU发送采样值出现品质位置无效和检修状态的情况，并分别模拟3次以上保护区内、外金属性接地故障。7.15.7.2 技术要求当保护接收采样值出现品质位无效或检修标识，应及时准确提供告警。采样值无效标识累计数量或采样值无效的频率超过保护允许范围，可能误动的保护功能应瞬时可靠闭锁；采样值恢复正常后，保护区内金属性接地故障，保护应能可靠动作；区外故障保护装置不应误动作。7.15.8 采样响应延迟补偿测试7.15.8.1 试验方法模拟保护装置接收不同采样延迟的多路数据，并分别模拟3次以上保护区内、外金属性接地故障。7.15.8.2 技术要求当保护装置与MU之间采用点对点通信方式时，保护装置应自动补偿电子式互感器的采样响应延迟，使保护采样同步，采样延迟变化超出保护装置允许范围后闭锁保护并在恢复正常40ms后重新开放，当保护装置与MU之间采用网络通信方式时，两路采样值延迟偏差超出保护装置允许范围后闭锁保护，并在恢复正常40ms后重新开放。保护区内外金属性接地故障，采样值延迟变化在保护装置允许范围内，区内故障保护应能可靠动作；区外故障保护装置不应误动作。7.16 测控一体化保护测试测控一体化保护装置需增加测控试验。7.16.1 试验方法1）220kv等级的间隔层设备由于其测控装置和保护装置是彼此相对独立的。所以对于该间隔层的测控装置主要考核其装置的网络对时、goose发送延时、goose报文质量、goose报文接收等指标。对于保护装置主要考核其装置的采样值接收情况、采样精度等指标。a)测控装置goose报文质量、goose报文发送延时、测控装置对时测试将时间同步装置分别与时间标定装置和测控装置连接。将时间标定装置与测控装置连接，同时通过网络报文分析仪监视报文。通过测控装置发送遥控goose报文，通过网络报文分析仪查看其goose报文是否符合DL/T 860标准对goose报文内容的要求，通过时间标定装置查看goose报文的延时情况，正常情况下goose报文延时不能超过30ms.通过时间同步装置考查测控装置的对时情况。b)测控装置goose报文接收、goose报文处理能力(负测试)测试根据测控装置的goose报文接收要求，通过IED配置工具配置智能终端模拟装置。通过智能终端发送遥信量，查看测控装置的报文接收情况。配置两个具有相同参数的智能终端模拟装置，同时向同一测控装置发送相同goose报文。查看该测控单元的报文处理