QCSG1203020-2016 输电线路在线监测装置通用技术规范.pdf
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1、 南 Q/CSG 中 国 南 方 电 网 有 限 责 任 公 司 企 业 标 准 Q/CSG 12030202016 输电线路在线监测装置通用技术规范 General technical specification for online monitoring device on transmission lines 2017-01-09 发布 2017-01-10 实施 中国南方电网有限责任公司 发 布 Q/CSG1203021-2016 I 目 次 目 次.I 前 言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语、定义和缩略语.2 4 工作环境.3 5 设备技术要求.3 6 试验方法
2、.8 7 检验规则.14 8 标志、包装、运输与贮存.16 附录 A(规范性附录)南方电网公司输电线路状态监测系统通信规约(架空线路部分).18 附录 B(规范性附录)典型监测装置的主要技术指标.53 附录 C(规范性附录)平均无故障工作时间.58 Q/CSG1203021-2016 II 前 言 为规范输电设备在线监测系统的规划、设计、建设和运行管理,统一技术标准,促进在线监测技术的应用,提高电网的运行可靠性,特制定本标准。本标准由中国南方电网有限责任公司生产设备管理部归口。本标准主要起草单位:南方电网科学研究院、深圳供电局电力技术研究中心。本标准主要起草人:陈晓国、吕启深、王俊锞、黄荣辉、
3、李昊、裴慧坤、刘晓光。执行中的问题和意见,请及时反馈至中国南方电网有限责任公司生产设备管理部。Q/CSG 12030202016 1 输电线路在线监测装置通用技术规范 1 范围 本规范规定了输电线路在线监测装置的基本功能、技术要求、试验方法、检验规则及包装储运要求等。本规范适用于南方电网公司所属各单位的110kV及以上架空输电线路在线监测装置,35kV及以下电压等级输电线路可参照本规范执行。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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 4208 外壳防护等级
4、(IP代码)GB 4943.1 信息技术设备安全第1部分:通用要求 GB 6388 运输包装收发货标志 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2314 电力金具通用技术条件 GB/T 2317.2 电力金具试验方法第2部分:电晕和无线电干扰试验 GB/T 2317.3 电力金具试验方法第3部分:热循环试验 GB/T 2317.4 电力金具试验方法第4部分:验收规则 GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温 GB/T 2423.4 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法
5、 试验Db:交变湿热(12h12h循环)GB/T 2423.6 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Eb和导则:碰撞 GB/T 2423.10 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦)GB/T 3482 电子设备雷击试验方法 GB/T 3512 硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验 GB/T 6587 电子测量仪器通用规范 GB/T 9969 工业产品使用说明书总则 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验
6、 GB/T 17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T 17626.6 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T 17626.8 电磁兼容试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 GB/T 17626.9 电磁兼容试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验 GB/T 26264 通信用太阳能电源系统 DL/T 548-2012 电力系统通信站过电压防护规程 DL/T 1098 间隔棒技术条件和试验方法 DL/T 1247 高压直流绝缘子覆冰闪络试验方法 Q/CSG 12030202016
7、 2 DL/T 5154-2012 架空输电线路杆塔结构设计技术规定 DL/T 1508-2016 架空输电线路导地线覆冰监测装置 QJ/T 815.2 产品公路运输加速模拟试验方法 JB/T 9740.4-1999 低速风力机安装规范 Q/CSG1204009 中国南方电网电力监控系统安全防护技术规范 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语、定义 3.1.1 架空输电线路在线监测系统 监测架空输电线路设备本体、气象环境、通道状况等信息,定性或定量分析架空输电线路运行状况的应用系统。一般包括主站系统、监测装置以及主站系统与监测装置之间的通信网络。3.1.2 主站系统 实现输电架空线路设备本体、气
8、象环境、通道状况等信息的接收、存储、分析、统计、发布的信息系统。一般由前置接收机、应用服务器、数据库服务器、监测工作站、网络交换设备、通信设备以及数据库和主站软件系统等组成。3.1.3 监测装置 实现架空输电线路设备本体、气象环境、通道状况等信息的采集,并通过通信网络向主站系统传送数据的前端装置。一般由主控单元、通信模块、电源模块、各类型传感器等构成。3.1.4 传感器 用于架空输电线路本体、气象环境、通道状况等信息采集的元件。3.1.5 受控采集方式 装置按照主站系统发出的指令进行数据采集,并将数据上传到主站系统。3.1.6 自动采集方式 装置按照设定的采集间隔自动进行数据采集,并将数据上传
9、到主站系统。3.1.7 采集间隔 装置相邻两次采样操作起点时刻之间的时间间隔。3.1.8 无效数据 空数据、错误数据及严重背离实际的数据。3.1.9 数据缺测率 在统计时段内,缺测数据个数与应测得的数据个数之比,用百分率表示。3.1.10 平均无故障工作时间 Q/CSG 12030202016 3 监测装置两次相邻故障间的工作时间的平均值。3.1.11 装置运行状态 装置运行状态分为在线状态和休眠状态,其中在线状态指监测装置可按参数配置采集、传输数据,网络通信在线,可实时响应主站下发的指令;休眠状态指监测装置数据采集功能关闭,可以即时切换到在线状态。3.1.12 装置掉线 装置在非休眠状态下,
10、连续 15 个心跳周期内未上传任何数据主站。3.1.13 监测装置运行峰值功耗 装置工作时的最大瞬时功耗。3.1.14 监测装置运行在线采集功耗 装置处于在线状态,采集数据过程中的平均功耗。3.1.15 监测装置运行在线静态功耗 装置处于在线状态,各传感器监测功能单元均不工作时的平均功耗。3.1.16 监测装置运行休眠功耗 装置处于休眠状态的平均功耗。3.1.17 监测装置运行日耗电量 仅由蓄电池供电,装置全时在线,在要求的采集间隔下,运行 24 小时消耗的总电量。4 工作环境 a)工作温度:40+70;b)相对湿度:5%RH100%RH;c)大气压力:550hPa 1060hPa;d)抗风等
11、级:不低于线路本体抗风等级;e)装置(含太阳能板、蓄电池等)在狂风、暴雨、冰冻等恶劣自然环境及强电磁环境中运行,其工作稳定性、可靠性不应受到明显影响。5 设备技术要求 5.1 安全性能要求 a)装置不应影响输电线路的运行安全;b)装置与主站系统之间的信息通信应满足安全接入要求,监测装置的安全要求应符合 GB4943.1中的相关规定;c)安装在导地线上的各功能部件应能承受导地线的振动,不应对导地线有磨损或其他伤害,不应明显降低相间距离、对地距离和对杆塔的电气间隙,并满足设计要求;Q/CSG 12030202016 4 d)安装在绝缘子串上的各功能部件不应降低绝缘子串的绝缘特性和机械强度,且满足风
12、偏要求和对其它部件的安全距离,同时应能承受故障电流;e)安装在杆塔上的各功能部件应采取防振、防松措施,而且不应降低杆塔的机械强度;f)安装在杆塔基础上的各功能部件应采取防盗、防松、防水、防潮等措施,不应破坏杆塔基础的完整性。g)装置与主站及其通信回路均应符合 Q/CSG1204009 中对电力设备在线监测系统的安全防护要求。5.2 功能要求 5.2.1 数据采集 a)应能采集线路本体或气象或通道环境等信息;b)应能采集监测装置电源电压等表征电源性能的参量;c)对于无线通信方式,应能采集监测装置所在位置通信信号强度;d)应能采集监测装置各组成单元运行状态;e)装置应同时具备自动采集方式与受控采集
13、方式;f)根据采集参量的变化特征可设定采集间隔。5.2.2 对时 a)应具备网络对时功能。应能够接收主站系统的对时命令,宜每天对时一次,对时误差应不超过20s;走时误差应优于0.5s/24h;b)应具有断电保护功能,时钟 24h 内正常走时。5.2.3 数据处理 宜具备数据合理性检查分析功能,能对数据进行预处理,自动识别并剔除无效数据。5.2.4 数据存储 装置应具备数据存储功能,非视频类数据应循环存储至少90天。5.2.5 远程更新、配置和调试 a)应具备远程查询参数、设置参数、数据召唤、远程复位、远程对时等功能;b)应具备密码认证和远程程序升级的功能,程序升级应具备向下兼容性,且更新机制与
14、方式可靠;c)应具备自检、自诊断和自恢复功能,并可把自检信息传输到主站系统;d)宜能通过短距离无线调试工作模式,在现场对装置各数据传感器进行实时控制和调试;e)应具备休眠功能,并支持休眠状态下唤醒;装置缺省为无休眠;f)应具备收发短信的功能。5.2.6 电源管理 a)应具备自动浮充电能、过压保护、欠压保护、过流保护和温度补偿等功能;b)宜具备电量与负载分级管理功能,可根据当前电量、功耗等,按重要性分级调整监测装置工作模式;c)应具备监测电源性能的功能,并向主站系统上传相关信息。5.3 通信方式及规约 Q/CSG 12030202016 5 d)监测装置与主站系统之间通信方式可选用无线网络通信、
15、光纤通信、卫星通信。e)监测装置与主站系统之间应用层数据传输规约应满足附录 A 南方电网公司输电线路状态监测系统通信规约(架空线路部分)要求。5.4 测量有效性 监测装置的测量范围和准确度等技术指标应满足国家或行业相应标准要求,具体的技术指标应在专项技术规范中规定,典型监测装置的主要技术指标应满足附录 C 要求。5.5 电气性能 5.5.1 电晕和无线电干扰 应满足GB/T 2317.2中规定的相应电压等级的架空输电线路金具的电晕熄灭电压和无线电干扰水平要求。5.5.2 导线电流耐受性能 对安装在导线上的监测装置,应能满足GB/T 2314规定的不低于导线最大承载电流的波动而无损坏。5.5.3
16、 温升性能 对安装在导线上的监测装置,其夹具及表面的温升不应超过导线的温升。5.5.4 雷击性能 在电源机箱任一电源进线与地之间施加波形为 1.2/50s、峰值为 6kV 的冲击电压全波,在相同极性下,试验 10 次,每次间隔 5s,应无飞弧或击穿现象。试验结束后,监测装置应能正常工作。5.6 电磁兼容性能 5.6.1 静电放电抗扰度 应满足 GB/T 17626.2 中规定的试验等级为 4 级的静电放电抗扰度要求。5.6.2 射频电磁场辐射抗扰度 应满足 GB/T 17626.3 中规定的试验等级为 3 级的射频电磁场辐射抗扰度要求。5.6.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度 应满足 GB/T176
17、26.4 中规定的试验等级为 4 级的电快速瞬变脉冲群抗扰度要求。5.6.4 浪涌(冲击)抗扰度 应满足 GB/T17626.5 中规定的试验等级为 4 级的浪涌(冲击)抗扰度要求。5.6.5 射频场感应的传导骚扰抗扰度 应满足GB/T17626.6中规定的试验等级为3级的射频场感应的传导骚扰抗扰度要求。5.6.6 工频磁场抗扰度 应满足GB/T 17626.8中规定的试验等级为5级的工频磁场抗扰度要求。Q/CSG 12030202016 6 5.6.7 脉冲磁场抗扰度 应满足 GB/T 17626.9 中规定的试验等级为 5 级的脉冲磁场抗扰度要求。5.7 环境适应性 5.7.1 低温性能
18、应满足 GB/T 2423.1 中 6.6.1 规定的温度为-40、持续时间 72h 的低温试验要求。5.7.2 高温性能 应满足 GB/T 2423.2 中 15.1 规定的温度为+70、持续时间 72h 的高温试验要求。5.7.3 交变湿热性能 应满足 GB/T 2423.4 中 7.3 规定的温度为+55,相对湿度大于 90%RH,持续时间 12h;温度为 25,相对湿度大于 95%,持续时间 12h 的交变湿热试验要求。5.7.4 低温覆冰性能 监测装置应能满足在环境温度为-100,环境湿度为 90%RH 以上,且装置表面全面覆冰,保持时间 24 小时的覆冰试验要求。5.8 机械性能
19、5.8.1 振动性能 在非工作状态下,非包装状态的监测装置应能满足 GB 6587.4 中第 1 部分规定的严酷等级的正弦振动:a)频率范围:塔上监测装置 5Hz55Hz,线上监测装置 10Hz150Hz;b)峰值加速度:10m/s2;c)扫频循环次数:5 次;d)危险频率持续时间:10min。5.8.2 垂直振动疲劳性能 安装在导地线上的监测装置应能满足 GB/T 2423.10 中 5.1、5.2 和 5.3.2.2 中规定的承受振幅 A=0.5mm、频率 f25Hz50Hz、振动次数 N=1107次的垂直正弦振动。5.8.3 碰撞性能 在非工作状态下,非包装状态的监测装置应能承受如下严酷
20、等级的碰撞:a)脉冲持续时间:16ms;b)每方向的碰撞次数:1000 次;c)峰值加速度:98m/s2。5.9 可靠性要求 5.9.1 基本要求 a)监测装置的平均无故障工作时间(MTBF)不应低于 25000h;b)监测装置的使用寿命不应少于 8 年,其中蓄电池的使用寿命不应低于 3 年;Q/CSG 12030202016 7 c)运行状态下,每日数据缺测率应不大于 1%,监测装置各传感器每日无效数据率应不大于 3%。5.9.2 电源要求 a)电源模块一般包括能量采集单元、蓄电池和控制器等;b)在输电线路杆塔上,宜采用太阳能板加蓄电池等供电方式,电源模块应满足监测装置在当地环境条件下连续工
21、作要求;c)在输电线路导地线上,宜采用感应取能或电池供电等方式,电源模块应满足监测装置在当地环境条件下连续工作要求;d)杆塔上电源模块宜配置独立的充放电控制器,电源模块标称电压宜为 DC+12V;e)杆塔上电源模块宜采用分体式设计,蓄电池及充放电控制器宜安装在独立的机箱内;f)电源机箱单体质量不应超过 30kg;g)持续无光照且无其他电力补充的条件下,蓄电池应至少可以维持监测装置正常运行 30 天的供电;对于视频类装置,蓄电池应至少可以维持监测装置每天 1 小时正常运行,持续 15 天。5.9.3 功耗要求 5.9.3.1 非视频类监测装置整体功耗 a)监测装置整体应采用低功耗设计;b)峰值功
22、耗:25W;c)在线状态下采集功耗:3.5W;d)在线状态下静态功耗:1.0W;e)休眠状态功耗宜不超过 0.6W;f)监测装置日耗电量:2.5Ah。5.9.3.2 视频类监测装置整体功耗 a)监测装置整体应采用低功耗设计;b)峰值功耗:30W;c)在线状态下采集功耗:12W;d)在线状态下静态功耗:3W。5.10 外观及结构 a)监测装置应遵循简单、可靠、适用的原则,采用标准化、模块化、小型化以及低功耗设计,并满足输电线路户外自然环境下长期可靠运行的要求;b)外观应整洁、无损伤,结构上应针对现场安装过程的起吊、固定工作进行设计;c)外壳为单层结构时,防护等级应满足 GB4208 中规定的 I
23、P65 要求。外壳为双层结构时,外层防护等级应满足 GB4208 中规定的 IP54 要求,内层防护等级应满足 IP65 要求;d)监测装置单体重量应尽量减轻(不宜超过 30kg),安装位置在导线上的部分,单体重量不超过2.5kg;e)监测装置的金属构件应采用耐腐蚀材料,非金属构件应采用耐老化材料;f)应具有永久标识,铭牌、文字及符号应简明清晰;g)应满足防腐蚀、防霉菌、防潮湿、防盐雾要求,并具有防止动物影响的措施;h)各零部件及相应连接线应有防松措施,无机械损伤;i)监测装置外接数据线应采用屏蔽线,数据线与电源线均应采用保护措施;所有引线均应采用专用金具固定在线路本体上,并采取适当的防松措施
24、;j)电源和信号插口应采用防水航空插头,应具备防误插设计;Q/CSG 12030202016 8 k)监测装置的外观和结构应与相应线路构件相匹配,便于安装和维护,且安装时应避免对线路本体造成不必要的改变或损伤。6 试验方法 6.1 试验条件 除另有规定外,各项检验应在如下试验条件下进行:a)环境温度:+15+35;b)相对湿度:25%RH75%RH;c)大气压力:550hPa1060hPa。6.2 功能检验 6.2.1 试验方法 按照现场配置方式组成架空输电线路在线监测系统,给监测装置通电,施加相应信号,分项检测监测装置是否具备本标准要求的各项功能,应进行以下接口测试:a)测试监测装置的数据输
25、出接口及一致性;b)测试监测装置的查询功能、配置功能及一致性;c)测试监测装置的运行状态监测功能、报警功能及远程升级功能等。6.2.2 判定准则 a)监测装置应具备本标准 5.2 中规定的功能;b)应用层数据传输规约应符合附录 A南方电网公司输电线路状态监测系统通信规约(架空线路部分)要求。6.3 测量有效性试验 6.3.1 试验方法 a)计量设备:所有用于检验的计量设备均应按国家计量检定规程(JJG)的要求定期进行校准/检定;b)检验方法:对技术指标应按照国家计量检定规程(JJG)的规定方法进行各项检验。6.3.2 判定准则 测量范围、准确度等技术指标应满足本标准附录 B 及专项技术规范中规
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