故障录波器及行波测距装置技术规范 (.doc
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1、Q/CSG 110031-2012ICS 备案号:中国南方电网有限责任公司企业标准中国南方电网有限责任公司 发 布Q/CSG20XX-03-20 实施20XX-03-20 发布南方电网故障录波及行波测距装置技术规范(征求意见稿)Technical specification for fault recorder and travelling wave fault location device of CSGQ/CSG 110031-2016 I目 次前 言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14环境条件25故障录波装置技术要求36行波测距装置技术要求11附录A 故障录波HDR文件格式 (
2、规范性附录)13附录B 故障录波装置建模原则(规范性附录)22附录C 暂态录波的录波性质判断原则(资料性附录)24附录D 故障录波装置录波量接入原则(资料性附录)25附录E 故障录波DMF文件信息 (规范性附录)28附录F 行波测距HDR文件格式 (资料性附录)29附录G DDF文件格式 (参考性附录)32前 言为规范、指导南方电网110 kV及以上系统故障录波装置及行波测距装置选型配置,依据国家和行业的有关标准和规程,特制定本规范。本规范的附录为资料性附录。本规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出。本规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部归口并解释。本规范在起草的过程中得到了XXX、
3、XXX等单位的大力支持。本规范主要起草人: IIQ/CSG 110031-2012南方电网故障录波及行波测距装置技术规范1 范围1.1 本规范规定了南方电网公司范围内110kV及以上常规厂站故障录波装置和行波测距装置的技术标准和要求。直流换流站录波装置和行波测距装置参照执行。110kV以下录波装置参照执行。1.2 本规范适用于南方电网公司范围内110kV及以上常规变电站的故障录波装置和行波测距装置新建、改造工程。故障录波装置和行波测距装置的设计、施工、验收及运行维护应参照本规范执行。1.3 本规范与中国南方电网继电保护通用技术规范一起,构成故障录波装置和行波测距装置的全部技术要求。2 规范性引
4、用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而构成为本规范的条款。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规范,但鼓励根据本规范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规范。IEC 60255-24:2001 电力系统瞬态数据交换的通用格式(COMTRADE)IEEE Standard for Synchrophasors for Power Systems,(IEEE Std C37.118-2005),2005GB/T 22386-2008 电力系统暂态数据交换通用格式(IEC 60255-24,IDE)D
5、L/T 478-2013 继电保护和安全自动装置通用技术条件 DL/T 553-2013电力系统动态记录装置通用技术条件DL/T 667-1999 远动设备及系统 第5部分: 传输规约 第103篇: 继电保护设备信息接口配套标准(idt IEC 60870-5-103:1997)DL/T 860.7.2-2004/IEC 61850-7-2:2003 变电站通信网络和系统 第7-2部分:变电站和馈线设备的基本通信结构 抽象通信服务接口(ACSI)DL/T 860.8.1-2006/IEC 61850-8-1:2004 变电站通信网络和系统 第8-1部分:特定通信服务映射(SCSM)对MMS(I
6、SO/IEC 9506-1和ISO/IEC 9506-2)及ISO/IEC 8802-3的映射DL/T 860.10-2006/IEC 61850-10:2005 变电站通信网络和系统 第10部分:一致性测试DL/T 873-2004 微机型发电机变压器组动态记录装置技术条件Q/CSG1203005-2015 南方电网电力二次装备技术导则Q/CSG1204014-2016 南方电网继电保护信息系统主站-子站IEC 61850规约工程实施规范3 术语和定义3.1 暂态录波基于触发方式的电力系统故障动态记录,其起动和记录均有明确要求,以下简称录波。3.2 稳态录波相对于暂态录波而言,宜具有独立的硬
7、件系统,上电即开始不间断录波,无记录死区,支持海量数据存储,可实现对规定时间段内历史数据的完全追溯。3.3 前置采集在本规范中,指故障录波装置中采集模拟量信号和开关量信号的元件,包括模拟量传感器、A/D转换器、开关量的隔离通道等。3.4 分通道文件是故障录波文件的一个子集,一般按照间隔进行划分,将同一被保护的一次设备(如线路、变压器、500kV高压并联电抗器)相关模拟量及开关量的独立组合生成新的录波文件,便于故障录波文件远程传输及分析。3.5 装置描述文件 device description file在本标准中为故障录波装置扩展的记录装置信息、定值信息、参数配置等相关信息的描述文件(以下简称
8、DDF文件),扩展名为.DDF。本标准规定了该文件的内容和格式。3.6 故障测距 确定输电线路故障位置的实用技术。3.7 行波测距装置 在厂站采集、处理行波信号,并给出测距结果的设备。3.8 行波测距误差行波测距测量的故障点与实际故障点距离的绝对值。4 环境条件4.1 正常工作大气条件a) 环境温度:-10+55;b) 相对湿度:5%95%(产品内部既不应凝露,也不应结冰);c) 大气压力:80kPa106kPa。4.2 正常试验大气条件a) 环境温度:+15+35;b) 相对湿度:25%75%;c) 大气压力:80kPa106kPa。4.3 基准试验大气条件a) 环境温度:+205;b) 相
9、对湿度:45%75%;c) 大气压力:80kPa106kPa4.4 贮存、运输环境条件a) 装置在运输中允许的环境温度-4070,相对湿度不大于85%;b) 在贮存中允许的环境温度-2555,相对湿度不大于85%,在不施加任何激励量的条件下,装置不出现不可逆变化。4.5 周围环境a) 电磁环境不允许有超过中国南方电网继电保护通用技术规范电磁兼容性能要求的干扰存在;b) 场地应符合 GB/T 9361-2011 中B 类安全要求;c) 使用地点不应出现超过 GB/T 11287 规定的严酷等级为I 级的振动;不发生GB/T 177422008规定的烈度为 度的地震;d) 使用地点应无爆炸危险的物
10、质,周围介质中不应含有能腐蚀金属、破坏绝缘和表面敷层的介质及导电介质,不应有严重的霉菌存在;e) 应有防雨、雪、风、沙、尘埃的措施;f) 接地电阻应符合 GB/T 2887-2000 中4.4 的要求;g) 工作位置应垂直安装于与地面垂直的立面。4.6 特殊环境当要求环境条件超出上述规定时,由供需双方在合同中规定。5 故障录波装置技术要求5.1 故障录波装置的配置原则5.1.1 录波装置的数量应根据变电站实际接入的模拟量和开关量规模进行配置。5.1.2 500kV变电站的录波装置应按照电压等级分类进行配置, 500kV部分(含线路、断路器、电抗器)、主变、220kV部分(含线路、母联、分段、旁
11、路)应分别设置独立的录波装置。500kV部分宜按每两串设置一台录波装置,或按继电器小室分散设置录波装置。主变部分宜按每两台(组)变压器设置一台录波装置。220kV部分宜根据变电站终期规模设置录波装置。5.1.3 220kV变电站的录波装置应按照电压等级分类进行配置, 220kV部分(含线路、母联、分段、旁路)、主变、110kV部分(含线路、母联、分段、旁路)应分别设置独立的录波装置。220kV部分宜按变电站终期规模设置录波装置,主变部分宜按每两台变压器设置一台录波装置,110kV部分宜根据变电站终期规模设置录波装置。5.1.4 110kV变电站宜配置故障录波器,满足以下情况时应配置录波装置:5
12、.1.4.1 三回及以上110kV出线的变电站;5.1.4.2 有电源以110kV电压上网的变电站;5.1.4.3 有多侧电源的变电站;5.1.4.4 枢纽站或带有重要负荷的变电站。5.2 故障录波装置的功能要求5.2.1 故障录波装置的记录量5.2.1.1 故障录波装置应能记录电流、电压、直流量、高频检波信号、开关量、网络异常事件及网络报文等。5.2.1.2 故障录波装置应具有直流信号接入功能。 (1)故障录波装置应具有录取220V、110V直流量的功能,测量变电站站用直流母线正对地和负对地电压,直流模拟采集回路宜采用隔离放大器,装置的直流量记录延时不应大于1ms,且通道输入阻抗不小于5兆欧
13、。 (2)故障录波装置应能接入变送器输出的直流量。5.2.2 暂态录波功能5.2.2.1 故障录波装置应支持起动元件起动录波和手动起动录波,起动元件可整定。5.2.2.2 故障录波装置应能记录因系统故障、振荡等扰动引起的电流电压、直流量、高频检波信号及各输入开关量的变化波形。5.2.2.3 故障录波装置应有足够的起动元件,装置应在系统发生故障或振荡时可靠起动并开始录波,当完成B时段记录且无新的自动启动条件被满足,经不小于0.1s延时后自动停止。装置的数据记录时间、记录方式及采样速率应满足DL/T 5532013第5.3章节的要求。5.2.2.4 故障录波装置应能记录和保存从故障前至少100ms
14、到停止记录时的电气量波形。采样频率可选,各路模拟量同时记录时,A、B段每模拟通道允许设定的最高采样率不小于10kHz。5.2.2.5 故障录波装置应支持生成分通道录波文件,技术原则如下: (1)功能可投退,可根据需求选择是否生成分通道录波文件,支持按照分通道文件的方式进行存储和传输;装置默认投入该功能; (2)投入该功能时,在录波单元生成本单元所有通道完整的录波文件同时,可根据预设定条件,按间隔生成分通道录波文件。对于有保护动作(母差保护动作除外)的录波,录波单元应生成相应间隔的分通道录波文件并上送,多个间隔同时动作时应生成相应多个分通道文件。分通道文件应包含间隔相关的电压通道、电流通道和开关
15、量通道等。5.2.2.6 故障录波装置起动后应能提供简要的故障信息报告,数据的输出方式: a)断路器因故障跳闸时,应能生成故障信息简表,内容至少包括:故障元件及相别、跳闸相别、故障距离(线路故障)、各保护由故障开始到给出跳闸信号的动作时间、断路器跳闸时间、故障后第一周波的故障电流有效值和母线电压有效值,对于线路故障,还应包括:断路器重合闸时间、再次故障相别及跳闸相别、各保护动作时间、再次跳闸时间、再次故障后第一周波的故障电流有效值和母线电压有效值。 b)记录数据传输格式:记录数据传输格式应符合GB/T 22386的规定。 本规范扩充了HDR类型录波文件,用于反映故障信息,见附录A 。5.2.2
16、.7 故障录波装置应具有记录故障序号的功能。5.2.2.8 故障录波装置应在不依赖后台管理机的情况下采用循环存储方式,存储介质宜为失电保持的静态存储器,各路采集量同时工作时,完整的数据记录次数不小于2500次录波起动记录。装置应能备份存储不少于200次的判断为有电网故障的触发记录全通道文件5.2.3 稳态录波功能5.2.3.1 除前置采集部分共用外,暂态录波单元与稳态录波单元宜分别采用独立硬件系统,存储介质应独立配置,暂态录波单元与稳态录波单元之间互不影响。5.2.3.2 稳态录波的数据采集、记录、检索、传输均由嵌入式硬件系统完成,不依赖于后台管理机。5.2.3.3 稳态录波单元最高采样率应不
17、低于2kHz,采样率可设定。在同时记录全部输入信号条件下,采用循环方式存储的历史数据应不低于7天。5.2.3.4 稳态录波要求具有事件实时扰动标记功能,标记类型应可以投退,扰动标记应以事件方式通知上一级管理单元,并应生成扰动统计报表。5.2.3.5 稳态录波应支持按时间和按事件快速检索历史数据。5.2.4 故障录波装置的录波文件记录功能5.2.4.1 装置的录波文件分为稳态录波文件、暂态录波文件和分通道文件,文件命名应采用装置名、逻辑设备名称、故障序号、故障时间及录波性质等组合方式,具体见附录B。5.2.4.2 录波文件的记录格式应采用GB/T 22386定义的格式(以下简称COMTRADE9
18、9)。5.2.4.3 本规范对COMTRADE99标准的应用做出如下规定:a) 关于采样段描述的约定:如AB段有200个采样点/10000Hz,C段有1000个采样点/1000Hz,则CFG中(samp,endsamp)应描述为:10000,2001000,1200即第二列参数(endsamp)表示累计采样点数,不是该段采样率下的采样点数。b) 关于COMTRADE99版CFG中的时间表述(Date/time stamps)部分定义的时间记录格式为dd/mm/yyyy, hh:mm:ss.ssssss,记录的秒部分(即ss.ssssss)用9个字符表示,其中小数点前两位表示秒,小数点后六位表示
19、微秒。c) 对于分通道文件,CFG文件中station-name 由“变电站名(间隔名)”组成,正反括弧采用英文半角字符。d) DAT文件记录应采用BINARY格式。e) 通道相别描述方式:A=A相;B=B相;C=C相;N=N相;不区分大小写,但应使用半角字符。5.2.5 网络报文连续存储5.2.5.1 装置应能连续完整记录站控层网络通信的MMS报文。5.2.5.2 报文存储介质应与暂态录波数据及稳态录波数据独立。5.2.5.3 报文数据应能按照先进先出的原则自动循环存储。5.2.5.4 装置应能保留不少于最近15天的连续记录的MMS报文。5.2.6 异常网络报文处理5.2.6.1 当监测到网
20、络报文出现异常时,应启动异常网络报文记录,异常报文包括但不限于MMS报文格式错误、碎包报文和CRC错报文。5.2.6.2 能够实时监视网络中节点的增加和删除、报文流量、帧速、通信状态等,给出预警信息或异常启动报文记录。监测到流量异常、网络风暴、通信超时、通信中断时应启动告警、节点突增时应启动异常报文记录。5.2.6.3 能够实时监视网络中节点的增加和删除、报文流量、帧速、通信状态等,给出预警信息。监测到流量异常、网络风暴、通信超时、通信中断时应启动告警。节点突增时应启动异常报文记录。5.2.6.4 当监测到保护装置输出信息出现以下情况时,应启动异常网络报文记录。a) 保护启动、差动保护动作、接
21、地/相间距离I、II、III段动作等保护动作信息变位。b) 模拟量采集错、CPU异常、开出异常等告警变位。c) PT断线、CT断线、长期有差流等告警变位。5.2.6.5 异常网络报文事件记录应不少于10000条。5.2.7 装置连续报文与异常报文记录文件输出格式应采用PCAP等格式,文件命名应采用装置名、逻辑设备名称、文件序号、数据起始时间、压缩方式IED名_逻辑设备名_异常序号_故障时间_压缩格式等组合方式,具体见附录B。5.2.8 故障录波装置的数据安全性5.2.8.1 故障录波装置的定值、告警记录、录波数据、装置连续报文与异常报文记录等应具有掉电保持功能。5.2.8.2 通过操作装置上的
22、任意开关、按键或装置提供的软件界面,不应删除、修改已存储的记录数据,不得造成已存储记录数据的破坏。5.2.8.3 装置应能保存直流电源消失前记录的信息。5.2.8.4 故障录波装置在正常运行情况下不应出现死机现象。5.2.9 故障录波装置的记录数据传输功能5.2.9.1 支持远方调阅装置参数、录波及网络报文记录等;且调阅录波数据过程中如遇通道中断,装置应具备续传功能。5.2.9.2 支持远方按DDF文件格式(参照附录G)调阅装置的装置信息、定值信息、参数配置等相关信息。5.2.9.3 装置应能远方修改定值及有关参数。 5.2.9.4 远方控制功能应具备权限管理。5.2.9.5 支持远方按文件列
23、表有选择地调阅装置记录的录波数据。a) 装置应支持通过“/COMTRADE/”文件目录召唤命令上送触发记录全通道文件列表。b) 装置应支持通过“/COMTRADE_SPLIT/”文件目录召唤命令上送分通道文件列表。c) 装置应支持通过“/COMTRADE_SRCD/”文件目录召唤命令上送连续记录文件列表。d) 装置应支持通过“/COMTRADE_BKUP/”文件目录召唤命令上送备份录波文件列表(调取故障性录波)。e) 装置应支持通过“/COMTRADE/NEWEST_录波条目数/” 、“/COMTRADE_SPLIT/NEWEST_录波条目数/”、“/COMTRADE_SRCD/NEWEST_
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