T-CEC 1033-2024 配电网分布式保护自愈技术规范

T/CEC1033—2024配电网分布式保护自愈技术规范前言本文件规定了配电网分布式保护自愈的技术要求、系统构成、功能实现、性能指标、试验方法及运维管理等内容。本文件由中国电力企业联合会提出并归口。本文件遵循开放、公平、透明、协商一致和促进贸易和交流的原则，按照《标准制定程序文件_CEC》制定。本文件规定的内容符合国家有关法律法规和强制性标准的要求，没有侵犯他人合法权益。本文件起草人：李军、张敏、王浩、刘阳、陈涛、周静、吴峰、郑丽、马强、孙敏、朱涛、胡静、林峰、郭敏、黄阳、董涛、韩静、冯强、曹敏、杨阳。本文件起草单位：中国电力企业联合会、国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司、国网电力科学研究院有限公司、南网科研院有限责任公司、许继集团有限公司、南瑞集团有限公司、中国西电集团有限公司、华北电力大学、清华大学、东南大学、北京电力工程有限公司、上海电力大学、国网各省电力公司。本文件于2024年09月01日发布，2024年12月01日实施。1范围本文件规定了配电网分布式保护自愈的系统构成、技术要求、功能实现、性能指标、试验方法、验收标准及运维管理等内容。本文件适用于10kV及以上配电网（含架空线路、电缆线路、混合线路）分布式保护自愈系统的设计、选型、安装、调试、试验、验收及运维工作，低压配电网分布式保护自愈系统可参照本文件执行。本文件不适用于配电网集中式保护自愈系统及配电网故障后人工恢复相关工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程GB/T18487.1电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求DL/T478电力系统继电保护和安全自动装置通用技术条件DL/T860变电站通信网络和系统DL/T995继电保护和电网安全自动装置检验规程DL/T1400智能变电站继电保护技术规范DL/T5210.6电力建设施工质量验收规程第6部分：调整试验T/CEC1035.1—2024继电保护智能运维检修第1部分：总则T/CEC1038—2024变电站二次设备统一监测与运维技术导则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1配电网分布式保护采用分布式架构，将保护功能分散部署于配电网线路、开关站、环网柜等设备处，通过设备间信息交互与协同配合，实现配电网故障快速检测、定位、隔离的保护方式，无需依赖主站集中控制。3.2配电网自愈配电网发生故障后，在无需人工干预或少量人工辅助的情况下，通过分布式保护装置协同动作，自动完成故障检测、定位、隔离，并快速恢复非故障区域供电的过程。3.3分布式保护装置部署于配电网现场，具备故障检测、信息采集、逻辑判断、跳闸控制及与其他装置协同通信功能，实现分布式保护与自愈控制的核心设备。3.4协同通信分布式保护装置之间、装置与配电网其他智能设备之间，通过有线或无线通信方式，实现故障信息、运行状态、控制指令等数据的实时交互。3.5故障隔离分布式保护装置通过协同判断，精准识别故障区域，发出跳闸指令断开故障区域两侧开关，将故障范围限制在最小区域的过程。3.6供电恢复故障隔离完成后，分布式保护装置协同动作，自动闭合联络开关或分段开关，将非故障区域负荷切换至备用电源或正常供电线路，恢复用户供电的过程。3.7重合闸协同分布式保护装置之间协同配合，根据故障类型（瞬时性故障/永久性故障），自动执行重合闸操作，提高瞬时性故障的供电恢复成功率。4系统构成配电网分布式保护自愈系统采用分层分布式架构，由终端层、通信层、支撑层三部分组成，各层协同工作，实现保护与自愈功能，系统构成应满足可靠性、实时性、扩展性要求。4.1终端层终端层是分布式保护自愈系统的核心执行单元，主要包括以下设备，所有设备应具备就地决策能力，不依赖主站指令实现基本保护与自愈功能：a)分布式保护装置：部署于配电网线路分段开关、联络开关、环网柜、配电变压器等关键节点，具备故障检测、跳闸控制、协同通信、自愈决策等功能；b)智能采集终端：用于采集线路电流、电压、功率等电气参数，以及开关位置、设备状态等信息，上传至分布式保护装置，为保护与自愈决策提供数据支撑；c)控制终端：接收分布式保护装置指令，执行开关分合闸操作，反馈操作结果，具备手动/自动切换功能，确保故障隔离与供电恢复的精准执行；d)备用电源终端：为终端层设备提供备用供电，确保故障时设备正常工作，备用供电时间不低于2h。4.2通信层通信层是终端层设备之间、终端层与支撑层之间的信息传输载体，应满足实时性、可靠性、安全性要求，主要包括：a)通信设备：包括交换机、光模块、无线通信模块（4G/5G、微波、LoRa等），根据配电网现场环境选择合适的通信设备；b)通信链路：优先采用光纤通信链路，偏远地区或光纤部署不便的场景可采用无线通信链路，支持链路冗余配置，确保通信不中断；c)通信协议：采用DL/T860（IEC61850）标准协议，确保不同厂家、不同型号设备之间的兼容性，支持故障信息、控制指令的快速传输。4.3支撑层支撑层为系统提供监测、管理、运维支撑，不参与故障时的实时保护与自愈决策，主要包括：a)运维管理平台：实现分布式保护装置状态监测、参数配置、故障记录查询、运维记录管理等功能，支持远程运维；b)数据存储单元：存储系统运行数据、故障记录、运维记录等信息，存储期限不低于5年，重要数据存储期限不低于10年；c)时钟同步单元：为整个系统提供统一的时钟同步信号，确保各终端设备时间一致，时钟偏差不超过1ms，支持北斗、GPS双重同步。5技术要求5.1通用要求5.1.1可靠性：系统平均无故障工作时间（MTBF）不低于20000h，故障隔离与供电恢复过程中，不应出现误动、拒动现象；5.1.2实时性：故障检测时间不超过20ms，故障定位时间不超过50ms，故障隔离时间不超过200ms，非故障区域供电恢复时间不超过500ms；5.1.3兼容性：支持不同厂家、不同型号分布式保护装置、智能设备的接入，通信协议兼容DL/T860标准，具备良好的互操作性；5.1.4扩展性：系统架构应预留扩展接口，支持配电网新增线路、设备的接入，以及新功能的升级，无需大幅调整现有系统；5.1.5安全性：具备身份认证、数据加密、访问控制等安全措施，防止非法接入、数据篡改、指令伪造，确保系统安全稳定运行；5.1.6环境适应性：终端层设备应适应配电网现场环境，工作温度范围为-40℃~70℃，相对湿度范围为5%~95%（无凝露），具备抗电磁干扰、防尘、防水、防振动能力。5.2分布式保护技术要求5.2.1故障检测：分布式保护装置应能准确检测配电网相间短路、单相接地、线路过载等故障，检测精度符合DL/T478的相关要求，不应出现漏判、误判；5.2.2保护定值：保护定值可根据配电网运行方式灵活调整，支持远程定值修改与固化，定值修改过程应具备权限认证和记录功能；5.2.3协同保护：多个分布式保护装置之间应能协同工作，根据故障位置、故障类型，精准判断跳闸范围，避免越级跳闸，确保故障隔离的准确性；5.2.4重合闸设置：支持自动重合闸功能，重合闸次数、重合闸间隔可配置，瞬时性故障重合闸成功率不低于90%，永久性故障不应重复重合闸；5.2.5后备保护：具备后备保护功能，当主保护拒动时，后备保护应能在规定时间内动作，确保故障及时隔离，后备保护动作时间可配置。5.3自愈技术要求5.3.1故障定位：系统应能精准定位故障线段，定位误差不超过50m，支持故障位置可视化显示，便于运维人员现场排查；5.3.2故障隔离：应能自动断开故障区域两侧开关，隔离故障范围，避免故障扩大，隔离过程不应影响非故障区域供电；5.3.3供电恢复：故障隔离后，应能自动选择最优供电恢复路径，闭合联络开关或分段开关，恢复非故障区域供电，恢复过程中应避免电压骤升、骤降，确保供电质量；5.3.4自愈闭锁：当配电网出现过载、电压异常、设备故障等情况，不满足自愈条件时，应自动闭锁自愈功能，避免误操作，同时发出告警信号；5.3.5人工干预：支持人工干预功能，运维人员可根据现场情况，手动控制故障隔离、供电恢复过程，手动操作优先级高于自动自愈操作。5.4通信技术要求5.4.1传输速率：光纤通信速率不低于100Mbps，无线通信速率不低于10Mbps，确保故障信息、控制指令的实时传输；5.4.2传输延迟：终端层设备之间的信息传输延迟不超过50ms，终端层与支撑层之间的信息传输延迟不超过100ms；5.4.3误码率：通信链路误码率不高于10⁻⁶，误码率超标时应及时发出告警信号，并自动切换至备用通信链路；5.4.4冗余备份：通信链路应采用冗余配置，主链路故障时，备用链路应能在100ms内自动切换，确保通信不中断；5.4.5数据加密：采用AES加密算法对传输数据进行加密，防止数据被窃取、篡改，确保通信安全。6功能实现6.1分布式保护功能实现6.1.1故障检测功能：分布式保护装置通过采集线路电流、电压等参数，结合预设保护定值，判断是否发生故障，故障发生时立即启动故障处理流程；6.1.2协同判断功能：分布式保护装置之间通过通信链路交互故障信息（故障电流、故障电压、故障时间等），协同判断故障位置、故障类型，确定跳闸开关；6.1.3跳闸控制功能：根据协同判断结果，分布式保护装置向对应开关控制终端发出跳闸指令，控制开关分闸，隔离故障区域；6.1.4重合闸功能：故障跳闸后，分布式保护装置判断故障类型，若为瞬时性故障，延时执行重合闸操作，重合成功后恢复正常供电；若为永久性故障，不再执行重合闸，并发出告警信号；6.1.5故障记录功能：记录故障发生时间、故障位置、故障类型、故障参数、动作过程等信息，便于后续故障分析与运维。6.2自愈功能实现6.2.1故障定位实现：分布式保护装置根据故障时的电流、电压变化特征，结合相邻装置的故障信息，通过协同算法精准定位故障线段，将故障位置信息上传至运维管理平台；6.2.2故障隔离实现：故障定位完成后，分布式保护装置向故障区域两侧的开关控制终端发出跳闸指令，控制开关分闸，将故障区域与非故障区域隔离，隔离完成后反馈隔离结果；6.2.3供电恢复实现：故障隔离确认后，分布式保护装置协同分析非故障区域的负荷情况、供电路径，选择最优恢复路径，向对应联络开关、分段开关控制终端发出合闸指令，恢复非故障区域供电，恢复完成后监测供电质量；6.2.4自愈闭锁实现：系统实时监测配电网运行状态，当出现过载、电压异常、设备故障等情况，不满足自愈条件时，自动闭锁自愈功能，发出告警信号，等待人工干预；6.2.5手动干预实现：运维人员通过运维管理平台或现场操作终端，可手动启动/停止自愈功能，手动控制开关分合闸，干预故障隔离与供电恢复过程。6.3支撑层功能实现6.3.1运维管理功能：运维管理平台实现分布式保护装置状态监测、参数配置、故障记录查询、运维记录管理、报表生成等功能，支持远程运维与故障排查；6.3.2数据存储功能：数据存储单元存储系统运行数据、故障记录、运维记录等信息，支持数据查询、导出，确保数据可追溯；6.3.3时钟同步功能：时钟同步单元为整个系统提供统一的时钟同步信号，确保各终端设备时间一致，支持北斗、GPS双重同步，同步精度满足系统实时性要求；6.3.4告警功能：系统出现设备故障、通信异常、故障未隔离、供电恢复失败等情况时，及时发出声光告警、短信告警，通知运维人员及时处理。7性能指标7.1保护性能指标7.1.1故障检测时间：≤20ms；7.1.2保护动作时间：相间短路故障≤50ms，单相接地故障≤100ms；7.1.3重合闸成功率：瞬时性故障≥90%；7.1.4保护定值误差：≤±5%；7.1.5误动率：≤0.1次/年，拒动率：≤0.05次/年。7.2自愈性能指标7.2.1故障定位误差：≤50m；7.2.2故障隔离时间：≤200ms；7.2.3供电恢复时间：≤500ms（非故障区域）；7.2.4自愈成功率：≥95%（满足自愈条件时）；7.2.5供电恢复后电压偏差：≤±5%。7.3系统性能指标7.3.1平均无故障工作时间（MTBF）：≥20000h；7.3.2系统响应时间：≤100ms；7.3.3通信链路切换时间：≤100ms；7.3.4时钟同步精度：≤1ms；7.3.5备用电源供电时间：≥2h。8试验方法8.1试验条件8.1.1环境条件：试验环境温度为15℃~35℃，相对湿度为45%~75%，无电磁干扰、无振动、无灰尘，电源电压稳定；8.1.2试验设备：试验设备应符合相关标准要求，精度等级不低于0.5级，包括继电保护测试仪、电流/电压发生器、通信测试仪、时钟同步测试仪等；8.1.3试验准备：试验前应检查系统接线正确性、设备状态完整性，确保系统正常运行，做好试验记录准备工作。8.2保护功能试验8.2.1故障检测试验：模拟配电网相间短路、单相接地、线路过载等故障，检测分布式保护装置的故障检测准确性、检测时间，记录试验结果；8.2.2协同保护试验：模拟不同位置故障，检测多个分布式保护装置的协同判断能力、跳闸范围准确性，验证无越级跳闸现象；8.2.3重合闸试验：模拟瞬时性故障、永久性故障，检测重合闸动作的准确性、重合闸成功率、重合闸间隔，记录试验结果；8.2.4后备保护试验：模拟主保护拒动场景，检测后备保护的动作时间、动作准确性，验证后备保护功能有效性。8.3自愈功能试验8.3.1故障定位试验：模拟不同线段故障，检测系统的故障定位准确性、定位时间，验证定位误差是否符合要求；8.3.2故障隔离试验：模拟故障场景，检测系统的故障隔离时间、隔离准确性，验证故障区域是否被有效隔离；8.3.3供电恢复试验：模拟故障隔离完成后，检测系统的供电恢复时间、恢复路径合理性、供电质量，验证供电恢复成功率；8.3.4自愈闭锁试验：模拟过载、电压异常、设备故障等场景，检测系统是否能自动闭锁自愈功能，是否发出告警信号。8.4系统性能试验8.4.1可靠性试验：通过长期运行试验，统计系统平均无故障工作时间（MTBF），验证系统可靠性；8.4.2实时性试验：检测系统故障检测、故障定位、故障隔离、供电恢复的时间，验证系统实时性；8.4.3通信性能试验：检测通信链路的传输速率、传输延迟、误码率、链路切换时间，验证通信性能；8.4.4时钟同步试验：检测各终端设备的时钟同步精度，验证时钟同步功能有效性；8.4.5环境适应性试验：将终端层设备置于不同温度、湿度环境下，检测设备工作状态，验证环境适应性。8.5试验结果判定试验结果应符合本文件第7章性能指标要求，所有试验项目均合格，则判定系统试验合格；若有一项试验项目不合格，应排查原因并整改，重新试验直至合格。9验收标准9.1验收条件9.1.1系统安装、调试完成，所有设备运行正常，无故障告警；9.1.2系统试验全部合格，试验记录完整、准确；9.1.3设备说明书、试验报告、运维手册等资料齐全；9.1.4运维人员已完成培训，具备系统操作、运维能力。9.2验收内容9.2.1设备验收：检查终端层、通信层、支撑层设备的型号、规格、安装质量，验证设备是否符合设计要求；9.2.2功能验收：验证分布式保护功能、自愈功能、支撑层功能是否正常实现，是否符合本文件技术要求；9.2.3性能验收：核查系统试验报告，验证系统性能指标是否符合本文件第7章要求；9.2.4资料验收：检查设备说明书、试验报告、运维手册、接线图等资料是否齐全、准确。9.3验收判定所有验收内容均符合要求，判定系统验收合格，出具验收报告；若有一项验收内容不合格，应限期整改，重新验收直至合格。10运维管理10.1运维原则10.1.1及时性：及时对系统设备进行巡检、维护、故障处理，确保系统正常运行；10.1.2规范性：运维操作应严格按照运维规程开展，做好运维记录，确保运维过程可追溯；10.1.3全面性：全面覆盖系统各层设备，不得遗漏运维内容，确保系统整体可靠性；10.1.4安全性：运维过程中应采取安全防护措施，防止误操作导致设备故障、系统停运或人身安全事故。10.2运维内容10.2.1日常巡检：定期对终端层、通信层、支撑层设备进行巡检，检查设备运行状态、接线情况、通信链路状态，及时发现并处理异常；10.2.2设备维护：定期对设备进行清洁、校准、固件升级，检查备用电源状态，确保设备性能稳定；10.2.3故障处理：接到系统告警信号后，及时排查故障原因，采取针对性措施处置，恢复系统正常运行，做好故障处理记录；10.2.4数据维护：定期对系统运行数据、故障记录、运维记录进行备份、清理，确保数据存储安全、可用；10.2.5参数维护：根据配电网运行方式变化，及时调整保护定值、自愈参数，确保系统功能适配运行需求，做好参数变更记录。10.3运维周期10.3.1日常巡检：每周至少1次；10.3.2设备校准：每半年至少1次；10.3.3固件升级：每年至少1次，或根据厂家通知及时升级；10.3.4数据备份：每月至少1次；10.3.5全面维护：每年至少1次。10.4运维记录10.4.1运维记录应包括巡检时间、巡检人员、巡检内容、设备状态、异常情况及处置结果等内容；10.4.2故障处理记录应包括故障发生时间、故障现象、故障原因、处置措施、处置结果、处置人员等内容；10.4.3运维记录应及时、准确、完整，不得遗漏、涂改、伪造，确保运维过程可追溯；10.4.4运维记录应与设备档案、试验报告关联归档，存储期限不低于5年，重要运维记录存储期限不低于10年。11培训与考核11.1培训11.1.1应定期组织运维人员开展配电网分布式保护自愈系统相关培训，培训内容包括本文件、相关标准、系统构成、功能实现、操作方法、故障处理、运维规程等；11.1.2培训应结合实际案例，采用理论讲解、实操演练、案例分析等方式，提升运维人员的系统操作、故障处理、运维管理能力；11.1.3新上岗、转岗的运维人员，应经培训合格后，方可独立开展系统相关工作。11.2考核11.2.1建立系统运维考核机制，定期对运维人员的操作规范性、故障处理及时性、运维记录完整性等进行考核；11.2.2考核结果应与运维人员的绩效挂钩，对考核合格的人员，继续从事相关工作；对考核不合格的人员，应进行再培训，直至考核合格；11.2.3定期开展专项检查，考核系统运维工作质量，及时发现问题并整改，提升系统运维管理水平。12附则12.1本文件由中国电力企业联合会负责解释。12.2本文件实施后，如国家相关标准、行业标准发生更新，应按照最新标准执行。12.3本文件自2024年12月01日起实施。附录A（规范性附录）配