GBT 40096.7-2024 就地化继电保护装置技术规范 第7部分：变压器保护标准立项发展报告

就地化继电保护装置技术规范第7部分：变压器保护标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SpecificationofOn-siteProtectionEquipmentPart7:TransformerProtection摘要随着我国新型电力系统建设的深入推进和高比例新能源的大规模接入，传统集中式变电站的继电保护系统正面临可靠性瓶颈、建设运维成本高企、设备占地面积大等严峻挑战。变压器作为电网电能变换与传输的核心枢纽设备，其保护装置的智能化、就地化升级已成为提升电网安全稳定运行水平的迫切需求。在此背景下，国家标准GB/T40096.7-2024《就地化继电保护装置技术规范第7部分：变压器保护》于2024年4月25日由国家标准化管理委员会正式发布，并将于2024年11月1日起实施。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制原则、主要技术内容及其创新突破，深入分析了变压器就地化保护装置的架构设计、功能配置、电磁兼容、信息安全等关键技术要求，并对其与IEC61850等国际标准的协调性进行了探讨。本报告认为，该标准的发布填补了我国变压器就地化保护领域国家标准的空白，为继电保护装置从“集中布置”向“就地安装”的技术转型提供了权威技术依据，对推动电力装备制造业转型升级、提升电网本质安全水平具有重要的里程碑意义。关键词：就地化保护；变压器保护；继电保护装置；技术规范；国家标准；智能变电站1引言1.1研究背景继电保护是保障电力系统安全稳定运行的第一道防线，被誉为电网的“免疫系统”。长期以来，我国变电站继电保护装置遵循“集中布置、统一管理”的设计理念，保护装置多安装于继保室或保护小室内，通过大量电缆与一次设备连接。然而，随着电网规模的持续扩大和新能源占比的快速提升，传统保护模式的局限性日益凸显：长距离电缆引入的电磁干扰影响保护可靠性；保护小室占用大量土地资源，增加建设成本；二次回路复杂，运维检修工作量大，且容易因人为因素引发保护拒动或误动。近年来，就地化保护理念逐步成为继电保护技术发展的重要方向。所谓“就地化”，即保护装置直接安装于开关场一次设备附近（如断路器端子箱、汇控柜等），以“即插即用”的方式实现保护功能的就近布置，从而大幅缩短二次回路长度、简化系统结构、提升动作速度与可靠性。国家电网有限公司自2017年起已先后发布企业标准，率先开展就地化保护的试点应用与推广，取得了显著成效。在此基础上，制定统一的推荐性国家标准，引导行业规范化发展，已成为当务之急。1.2标准制定目的GB/T40096.7-2024《就地化继电保护装置技术规范第7部分：变压器保护》的制定旨在解决以下关键问题：-明确技术要求：系统规定变压器就地化保护装置的使用条件、额定参数、技术要求、功能配置、试验方法等技术条款，消除因标准缺失导致的产品质量参差不齐问题；-规范市场秩序：为各制造企业的产品设计、生产和检验提供统一依据，促进市场公平竞争；-保障电网安全：通过规范化技术指标，确保就地化变压器保护装置的可靠性、灵敏性、选择性和速动性满足电力系统安全运行要求；-促进产业升级：引导继电保护装备制造业向标准化、模块化、智能化方向转型升级，为新型电力系统建设提供装备支撑。1.3标准适用范围本标准适用于安装在110（66）kV及以上电压等级变电站的变压器就地化保护装置，可作为产品设计、制造、检验和工程应用的依据。对于其他电压等级或特殊场景的变压器保护装置，可参照执行。2标准编制过程2.1立项阶段本标准的编制工作是在国家标准化管理委员会的统一部署下，由中国电力企业联合会归口管理，全国量度继电器和保护设备标准化技术委员会（SAC/TC154）组织实施的。在标准立项前期，编制组开展了广泛的需求调研及技术论证工作，邀请电网公司、科研院所、制造企业及高校的专家进行多轮研讨，系统梳理了变压器保护就地化安装的特殊技术需求。编制组通过对国内外相关技术资料的全面检索和分析发现，虽然IEC60255系列标准对继电保护装置的一般性能要求已有较完善的规定，但针对就地化安装场景下装置所面临的严酷环境条件（宽温度范围、强振动、高湿、强电磁干扰等）和紧凑结构要求，国际上尚无专门的标准可供参考。同时，国内虽已有国家电网公司的企业标准Q/GDW11404系列作为工程应用的依据，但其适用范围和权威性有限，亟需在总结企业标准实施经验的基础上制定国家标准。2.2起草与审查阶段标准起草组由国网电力科学研究院有限公司（南瑞集团）、国家电网有限公司国家电力调度控制中心、中国南方电网有限责任公司、许继集团有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、长园深瑞继保自动化有限公司、国电南京自动化股份有限公司等国内主要继电保护研发制造单位的技术专家组成。起草组经过多次集中讨论与修改完善，于2023年完成标准征求意见稿，并面向社会公开征求意见。在征求意见过程中，共收到来自电力企业、制造厂商、检测机构等各方面的反馈意见百余条，编制组逐条进行了认真处理和回复，对合理的意见予以采纳并对标准文本进行了相应修改与完善。2023年底，标准送审稿提交全国量度继电器和保护设备标准化技术委员会审查。在审查会议上，与会专家围绕保护功能配置、成组即插即用、电磁兼容等关键技术内容进行了充分讨论，并形成审查意见。2024年1月，标准报批稿正式上报国家标准化管理委员会审批。2.3发布与实施2024年4月25日，国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）正式批准发布GB/T40096.7-2024《就地化继电保护装置技术规范第7部分：变压器保护》，并将于2024年11月1日正式实施。本标准的发布标志着我国就地化保护国家标准体系进入实质性建设阶段。整个GB/T40096系列标准涵盖线路保护、变压器保护、母线保护、备用电源自动投切等多个部分，本部分是系列标准中的重要组成部分，与系列中其他部分共同构成了完整的就地化保护装置技术标准体系。3标准主要技术内容解析3.1标准架构体系GB/T40096.7-2024在整体框架上沿用了GB/T40096系列标准的统一架构，同时结合变压器保护的功能特点进行了针对性设计。标准正文主要包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、使用条件、额定参数、技术要求、功能要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等章节。此外，标准还附有资料性附录，对变压器就地化保护装置的功能配置方案和组屏方案进行了推荐性说明。3.2关键技术要求3.2.1就地化安装结构要求变压器就地化保护装置不同于传统的屏柜式安装方式，需直接安装于变压器附近的汇控柜或专用安装箱中。因此，标准对装置的机械结构提出了严格要求：装置应采用全密封、免维护的机箱结构设计，防护等级不低于IP67[^1]；设备的内部元器件应进行三防处理（防潮、防霉、防盐雾），以适应户外严酷环境；同时，装置应设计为即插即用结构，支持工厂化调试、更换即投运的运维模式，单装置的平均故障检修时间应控制在15分钟以内。[^1]:IP67防护等级要求装置完全防尘，并可在1米深的水中浸泡30分钟而不受影响，确保其在暴雨、冲刷等恶劣户外条件下的正常运行。3.2.2环境适应性与电磁兼容要求安装在一次设备附近的就地化保护装置，所面临的环境条件远比传统继保室内的设备严酷。标准对装置的工作环境温度范围要求扩展至-40℃～+70℃（需考虑阳光直射的附加温升），贮存温度范围为-40℃～+85℃，并须耐受相应的湿度、振动、冲击等机械应力。在电磁兼容性能方面，由于就地化装置距离断路器、隔离开关等强干扰源更近，标准对辐射电磁场、电快速瞬变脉冲群、浪涌（冲击）、工频磁场等抗扰度试验的严酷等级均有明确规定，并要求保护装置需满足GB/T14598.26等标准中相关试验等级的要求。3.2.3保护功能配置在保护功能方面，标准规定变压器就地化保护装置应具备差动保护、后备保护、异常运行保护（过负荷、过励磁、非电量保护等）等功能。其中，差动保护应包含差动速断保护、二次谐波制动比率差动保护、偶次谐波闭锁等功能模块，并通过图形化逻辑编程方式实现多种保护的灵活组合。装置应具有TA（电流互感器）断线检测与告警、TA饱和识别与自适应制动、TV（电压互感器）断线检测等功能，确保在复杂故障场景下保护的可靠性。3.2.4通信与信息交互就地化保护装置应支持IEC61850通信协议，具备过程层网络通信（SV采样值、GOOSE跳合闸命令）和站控层网络通信功能。装置间的成组信息交互应支持“即插即用”方式，即装置接入系统后，各设备间通过IEC61850模型自描述机制实现自动识别与信息交互，无需人工逐点配置。这一要求可有效降低调试工作量、减少人为配置错误，同时实现保护装置的快速更换。3.2.5信息安全要求针对智能变电站网络化通信带来的信息安全风险，标准要求装置应支持基于国密算法的身份认证与数据加密机制，防止非授权访问、数据篡改和重放攻击等安全威胁。同时，标准对装置的软件安全（包括软件版本管理、程序在线升级的校验机制等）也提出了相应要求，以保障装置全生命周期内的信息安全。4关键技术指标对比分析为更清晰地认识本标准的先进性与协调性，以下将分析其与现行主要相关标准的关系：4.1与Q/GDW11404系列企业标准的衔接本标准与国家电网有限公司企业标准Q/GDW11404系列（就地化继电保护装置技术规范）保持了较好的继承性与一致性。作为国家标准的编制基础，企标中经过工程实践验证的成熟条款被纳入本标准；对于部分条款，根据南方电网公司等其他单位的运行经验和更广泛的行业反馈，在国标中进行了适当优化。例如，国标在电磁兼容试验的严酷等级选择上，进一步细化了不同安装场景下的差异化要求，使其适用范围更为广泛，能够兼顾不同地域、不同类型变电站的实际情况。4.2与IEC61850标准的协调就地化保护装置作为智能变电站的关键二次设备，其信息交互模型遵循IEC61850标准体系。本标准在通信协议、信息模型、工程配置等方面均与IEC61850标准保持高度一致，确保基于本标准制造的装置能够与国际标准的智能变电站系统实现互联互通。同时，本地化保护装置“即插即用”的运维模式也为IEC61850标准的工程应用提供了新的实践路径。5主要编制单位介绍本标准的主要起草单位——国网电力科学研究院有限公司（简称“国网电科院”，又称南瑞集团），是就地化保护技术的先行者和核心推动力量。国网电科院是国家电网有限公司直属的科研产业机构，是中国电力自动化领域的领军企业，长期致力于电力系统自动化、继电保护及智能电网核心技术装备的研发与产业化。在就地化保护领域，国网电科院自2015年起率先开展技术探索与样机研制，先后攻克了高防护等级机箱散热设计、就地极端电磁环境下的抗干扰技术、即插即用信息交互模型等系列关键技术难题。在技术攻关过程中，该院建立了国内领先的就地化保护装置动模试验平台和电磁兼容试验平台，能够对装置在各类复杂故障场景和严酷环境条件下进行全面系统的性能验证。依托这一完整的研发验证体系，国网电科院主导参与了多项就地化保护企业标准和行业标准的制定工作，积累了丰富的标准编制经验。6标准实施意义与应用前景6.1技术引领作用本标准的发布实施，从国家层面确立了变压器就地化保护装置的技术路线和质量门槛，将有效指导制造企业的产品研发和生产制造。标准的实施促使制造企业加大对高防护等级结构设计、宽温域可靠性设计、高效散热等技术方向的投入和积累，从源头上保障了产品的技术水平和质量水平。预计标准的实施将进一步加快变压器保护装置从“室内集中布置”向“户外就地安装”的转型步伐，推动继电保护系统架构的整体优化。6.2经济社会效益6.3应用前景展望随着标准体系的逐步完善，就地化保护的应用范围将进一步扩展至更高电压等级（如750kV及以上）及更多保护类型（如母线保护、断路器保护等）。同时，就地化保护技术理念与数字孪生、人工智能等新兴技术的融合，将催生更加智能化的保护设备形态。可以预见，以本标准为代表的系列化国家标准体系，将有力推动中国继电保护技术标准走向国际，为全球电力行业提供继电保护装置技术升级的中国方案。7结论GB/T40096.7-2024《就地化继电保护装置技术规范第7部分：变压器保护》是我国继电保护标准化建设进程中的重要里程碑。该标准从我国电网实际需求出发，在系统总结就地化保护理论研究和工程实践经验的基础上，对变压器就地化保护装置的使用条件、额定参数、技术要求、功能配置、试验方法等方面进行了全面规范，明确了装置在恶劣环境适应性、电磁兼容性能、即插即用运维模式和网络安全防护能力等方面的技术指标要求。本标准与IEC61850等国际标准体系保持良好协调，并充分吸纳了国家电网企业标准等已有标准化成果，形成了科学合理、先进适用的技术规范体系。标准的发布实施填补了我国就地化变压器保护领域国家标准层面的空白，为产品的研制、检测和工程应用提供了重要的技术依据，有助于统一行业认识、规范市场秩序、提升产品质量、加速新一代保护装备的推广应用。参考文献[1]GB/T40096.7-2024，就地化继电保护装置技术规范第7部分：变压器保护[S].北京：中国标准出版社，2024.[2]IEC61850（所有部分），Communicationnetwo