《智慧变电站技术规范+第4部分:数字化远传表计》(试行版).docx
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1、智慧变电站技术规范第4部分:数字化远传表计(试行版)国家电网有限公司2022年7月目次1范围22规范性引用文件23术语和定义34缩略语35组成与结构36工作条件47总体要求48通用技术要求59专项技术要求810监测模块1311集线器1312数据通信1413配置原则1514试验1515检验规则2416标志、包装、运输及贮存31附录A(规范性)典型SF6数字化密度表安装方式32附录B(规范性)典型互感器数字化油压计安装方式33附录C(规范性)MODBUS规范扩展数据交换协议:表计适配规范34附录D(规范性)帧校验规则52附录E(资料性)TLV数据类型表定义53附录F(资料性)表计状态量参量类型表5
2、4附录G(规范性)无线通信交互流程64附录H(资料性)表计数据记录组织格式76 I智慧变电站技术规范 第4部分:数字化远传表计(试行)1 范围本文件规定了数字化远传表计的组成与结构、工作条件、技术要求、监测模块、集线器、数据通信、配置原则、试验、检验规则、运输、包装、贮存的要求。本文件适用于35kV及以上电压等级变电站数字化远传表计的设计、制造、试验、验收和安装。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 4943.1信息技术设备安
3、全 第1部分: 通用要求GB/T 110232018高压开关设备六氟化硫气体密封试验导则GB/T 14537量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验GB/T 17626.10电磁兼容试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T 17626.11电磁兼容试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验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 1
4、7626.6电磁兼容试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验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 22065压力式六氟化硫气体密度控制器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 2423.3电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Cab:恒定湿热试验GB/T 2423.4电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Db:交变湿热(12h+12h循环)GB/T 34986产品加
5、速试验方法GB/T 4208外壳防护等级(IP代码)DL/T 1432.3变电设备在线监测装置检验规范 第三部分:电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置DL/T 1498.12016变电设备在线监测装置技术规范 第1部分:通则DL/T 634.5104远动设备及系统 第5104部分:传输规约采用标准传输协议集的IEC 608705101网络访问DL/T 860变电站通信网络和系统JB/T 104922011金属氧化物避雷器用监测装置标准JB/T 10692变压器用油位计JB/T 63022016变压器用油面温控器JB/T 9647变压器用气体继电器Q/GDW 11921.32018额定电
6、压72.5kV及以上SF6/N2混合气体绝缘金属封闭开关设备 第3部分:密度表技术规范Q/GDW 12020输变电设备物联网微功率无线网通信协议Q/GDW 12021输变电设备物联网节点设备无线组网协议Q/GDW 12082输变电设备物联网无线传感器通用技术规范Q/GDW 120832021输变电设备物联网无线节点设备技术规范Q/GDW 12184输变电设备物联网传感器数据规范Q/GDW 12186输变电设备物联网通信安全规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1数字化远传表计 digital remote meter一种同时具备变电站一次设备状态量就地监测和数字化数据上传功能的智能
7、监测仪表。主要包括:SF6数字化密度表、避雷器数字化泄漏电流表、变压器数字化油温计、变压器数字化油位计、变压器数字化气体继电器、互感器数字化油压计。3.2监测模块 monitoring module用以自动采集、接收和处理传感器发送的设备状态监测数据,进行设备状态量分析和预警的装置。3.3传感器 sensor一种将特定状态参量转化为可采集电信息的器件或装置,可内置或外置安装在设备本体或附近。4 缩略语下列缩略语适用于本文件。CMS:通信报文规范(Communication Message Specification)5 组成与结构数字化远传表计典型结构包括数字化感知单元、机械部分及监测模块,如
8、图1所示。图1数字化远传表计典型功能结构图6 工作条件6.1 正常工作条件正常工作条件如下:a) 环境温度应符合表1;b) 环境相对湿度:5%95%(内部既不应凝露,也不应结冰);c) 大气压力:80kPa110kPa;d) 变压器数字化油位计使用地震加速度应满足:水平方向低于3m/s2,垂直方向低于1.5m/s2。表1 正常工作环境温度要求表计机械部分数字化感知模块监测模块SF6数字化密度表-40+60或-30+70-40+60或-30+70-2555避雷器数字化泄漏电流表-40+60或-30+70-40+60或-30+70-2555变压器数字化油温计-40+55-40+60或-30+70-
9、2555变压器数字化油位计-40+55-40+60或-30+70-2555变压器数字化气体继电器-30100-40+60或-30+70-2555互感器数字化油压计-4070-4070-25556.2 特殊工作条件当超出6.1中规定的工作条件时,由用户与供应商协商确定。7 总体要求数字化远传表计基本要求如下:a) 通过应用数字化远传表计实现对一次设备基础功能的扩展和运行状态的监测、预警;b) 数字化远传表计采集的数据应采用统一数据模型,数据和分析结果应通过统一通信协议上传至辅助应用主机(综合应用主机、服务网关机),表计节点信号连接至保护装置;c) 应采用传感单元直接采集被测状态参量的方式;d)
10、数字化远传表计宜考虑与主设备一体化设计,便于安装、拆卸、维护、校验及更换,并确保主设备的安全运行要求。8 通用技术要求8.1 结构和外观数字化远传表计外观和结构要求如下:a) 外表涂敷、电镀层应牢固均匀、光洁,不应有脱落、锈蚀、裂纹、孔洞等缺陷;b) 各部件应装配牢固,无松动现象,各部件及相应连线应有防松动措施;c) 输出接点端子应能牢靠地与外部接线。8.2 安全性能数字化远传表计的安全性能要求如下:a) 数字化远传表计不应改变被监测设备的连接方式,不应影响被测设备的密封性能和绝缘性能,不应影响现场设备的运行;b) 对于需从被监测设备接地线上获取信号的数字化远传表计,应不改变原有的接地性能,接
11、地引下线应可靠接地并满足相应的通流能力;c) 无线传感部分的安全应符合GB 4943.1的相关规定。8.3 供电电源性能数字化远传表计的取能方式优先采用有线供电或者“有线+电池”双模供电的方式,供电电源要求如下:a) PA类,以交流电压为工作电源的表计:AC 220(110%)V,频率50(15%)Hz;b) PB类,以直流电压为工作电源的表计:DC 220(110%)V、12V、024V,优先选用024V;c) PC类,电池供电或采用其他取能方式的表计,电池供电的表计电池性能应符合8.4要求。8.4 电池性能8.4.1 设计续航时间上报周期为5min时,电池设计续航时间应大于6年。8.4.2
12、 高温性能电池应能够承受85、8h的高温测试。测试过程中电池以标称最大可持续放电电流恒电流放电,电池不应出现膨胀、泄漏、冒烟、着火、爆炸等现象。8.4.3 低温性能电池应能承受-40、24h的低温测试,电池全过程输出电压不应小于表计最低工作电压。8.4.4 可充电电池过充、过放电对于表计中使用具有可充电能力的电池,在下列条件下,不应出现膨胀、泄漏、冒烟、着火、爆炸等现象:a) 充电至电池电压达到电池终止电压的1.5倍;b) 时间达到1h(或保护模块启动);c) 放电时间达到90min;d) 电池电压达到0V(或保护模块启动)。8.4.5 可充电电池寿命对于表计中使用具有可充电能力的电池,500
13、次完整充放后能量保持率应大于等于80%。8.5 可靠性数字化远传表计的设计使用寿命应不小于16年。8.6 绝缘性能8.6.1 绝缘电阻在正常试验大气条件下,数字化远传表计各独立电路与外露的可导电部分之间,以及各独立电路之间,绝缘电阻的要求应符合表2。表2 绝缘电阻要求额定工作电压UN绝缘电阻要求UN60V100MW(用250V绝缘电阻表测量)250UN60V100MW(用500V绝缘电阻表测量)注:与二次设备及外部回路直接连接的接口回路,绝缘电阻采用250UN60V的要求。8.6.2 介质强度数字化远传表计介质强度应满足以下要求:a) 在正常试验大气条件下,数字化远传表计各独立电路与外露的可导
14、电部分之间,以及各独立电路之间,应能承受频率为50Hz、历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象;b) 工频耐压试验电压值按表3规定选择,也可以采用直流试验电压,其值应为规定的交流试验电压值的1.4倍。表3 工频耐压试验电压要求额定工作电压UN交流试验电压有效值UN60V0.5kV250UN60V2.0kV注:与二次设备及外部回路直接连接的接口回路,绝缘电阻采用250UN60V的要求。8.6.3 冲击电压在正常试验大气条件下,数字化远传表计各独立电路与外露的可导电部分之间,以及各独立电路之间,应能承受1.2/50ms的标准雷电波的短时冲击电压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。当额定工
15、作电压大于60V时,开路试验电压为5kV;当额定工作电压不大于60V时,开路试验电压为1kV。8.7 电磁兼容性能8.7.1 抗扰度要求数字化远传表计的抗扰度应符合表4的要求。表4 电磁兼容性能要求端口试验项目依据标准试验等级性能要求适用供电电源类型外壳静电放电(ESD)GB/T 17626.24级B或APA、PB、PC类射频电磁场辐射GB/T 17626.33级APA、PB、PC类工频磁场GB/T 17626.85级APA、PB、PC类脉冲磁场GB/T 17626.95级APA、PB、PC类阻尼振荡磁场GB/T 17626.105级APA、PB、PC类交流电源电压暂降GB/T 17626.1
16、13类B或APA类电快速瞬变脉冲群GB/T 17626.44级B或APA类浪涌(冲击)GB/T 17626.54级B或APA类射频场感应的传导骚扰GB/T 17626.63级APA类直流电源电快速瞬变脉冲群GB/T 17626.44级B或APB类浪涌(冲击)GB/T 17626.54级B或APB类射频场感应的传导骚扰GB/T 17626.63级APB类I/O信号/控制(包括功能接地端口的连接线)电快速瞬变脉冲群GB/T 17626.44级B或APA、PB、PC类a射频场感应的传导骚扰GB/T 17626.63级APA、PB、PC类aa 若数字化远传表计不含I/O信号/控制线缆,则无需开展该试验
17、。8.7.2 抗扰度性能判据抗扰度性能判据如下:a) 试验过程中,在技术要求限值内功能或性能正常,可判定为A级;b) 试验过程中,功能或性能暂时降低或丧失,但能自行恢复,可判定为B级;c) 试验过程中,功能或性能暂时降低或丧失,但需要人工干预或系统复位才能恢复,可判定为C级;d) 试验过程中,出现设备(元件)或软件损坏(存储数据丢失)、功能丧失、性能下降,即使人工干预或系统复位也不能恢复,可判定为D级。8.8 环境适应性能数字化远传表计的环境适应性能应符合表5中规定的要求。表5 环境适应性能要求环境性能依据标准应能承受的严酷等级低温GB/T 2423.1温度40、持续时间2h的低温试验要求高温
18、GB/T 2423.2温度70、持续时间2h的高温试验要求表5(续)环境性能依据标准应能承受的严酷等级恒定湿热GB/T 2423.3温度(402),相对湿度(933)%,持续时间48h的恒定湿热试验要求交变湿热GB/T 2423.4温度+25至+55 湿度95%RH,试验循环次数2次(每个循环24h)8.9 机械性能数字化远传表计的机械性能应符合表6要求。表6 机械性能要求机械性能依据标准应能承受的严酷等级振动GB/T 11287级(表壳内不充油);级(表壳内充油)冲击GB/T 14537级碰撞GB/T 14537级8.10 外壳防护性能表计的外壳防护性能应符合GB/T 4208中规定的IP6
19、5级要求。8.11 无线通信性能对于采用无线传输方式的数字化远传表计,数字化感知模块应满足Q/GDW 12082对无线通信性能的要求,并具备Q/GDW 12082规定的发射机检测模式;监测模块应满足Q/GDW 12083对无线通信性能的要求,并具备Q/GDW 12083规定的发射机和接收机检测模式。9 专项技术要求9.1 SF6数字化密度表9.1.1 功能要求SF6数字化密度表功能要求如下:a) 应具备实时监测压力、气体温度并计算SF6气体密度(P20)的功能;b) 应具备低压、闭锁、超压报警功能,宜具备密度下降、液化、异常等报警功能;c) 应具有数据远传功能,数据通信应满足第12章要求;d)
20、 应具备SF6监测数据本地存储、密度(P20)就地显示(在失电时,仍可通过人工方式获取并直接抄录数据)、信号远传等功能,应能够即时上传,宜具备表计本体存储不少于10000条测量记录(内容至少包括:月日时分、压力、温度、密度、报警信息)并可导出功能,数据记录组织格式见附录H;e) 宜具备通信异常、自检故障等本地指示功能;f) 应具备长期稳定工作能力,具有断电不丢失存储数据和复电自恢复、自复位的功能,宜具备自校验功能;g) 应配备三通阀,具备免拆卸校验条件,充气接口、表计接口主要参数应符合图2,一次设备接口以一次设备为准。充气接口应采用黄铜材质,密度表安装方式见附录A。a)表计接口b)充气口图2典
21、型三通阀结构图及主要参数9.1.2 性能要求SF6数字化密度表性能要求如下:a) 应满足第8章要求;b) SF6数字化密度表数字化感知单元的基本误差应满足表7要求;c) SF6数字化密度表数字化感知单元的回差应不大于基本误差限的绝对值;d) SF6数字化密度表数字化感知单元如有接点输出功能,其设定点偏差应满足表7的要求,切换差应为量程的0.2%3%;e) SF6数字化密度表机械部分的基本误差、回差、指针偏转的平稳性、轻敲位移、设定点偏差、切换差、温度补偿、静压、交变压力应满足GB/T 22065中相应条款规定的要求;f) SF6/N2混合气体数字化密度表机械部分的基本误差、回差、指针偏转的平稳
22、性、轻敲位移、设定点偏差、切换差、温度补偿、静压、交变压力应满足Q/GDW 11921.32018中5.45.15所规定的要求;g) 现场显示与远传的SF6气体的密度值之差在额定值、报警值、闭锁值处应符合表8要求:h) SF6数字化密度表的密封性能用绝对漏气率表示,其值应不大于110-9Pam3/s。表7 SF6数字化密度表数字化感知单元的基本误差要求状态量测量范围误差限值压力0MPa1MPa(绝对压力)0.5%F.S.温度-4060或-30+701P20(20时压力)0MPa1MPa(绝对压力)1.0%F.S.表8 现场显示与远传数据一致性要求精确度等级20(%FS)其它温度(%FS)1.0
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