Q／GDW 427-2010《智能变电站测控单元技术规范》及编制说明

智能变电站测控单元技术规范

Q / GDW 427 — 2010

ICS 29.240

Q/GDW

国家电网公司企业标准

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智能变电站测控单元技术规范

The technical specification for Control Unit Technical in smart Substation

2010-××-××发布

2010-××-××实施

国家电网公司 发 布

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智能变电站测控单元技术规范

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目 次

前言 ································································································································································ II 1 范围 ·························································································································································· 1 2 引用标准 ·················································································································································· 1 3 基本技术条件 ··········································································································································· 1 4 性能要求 ·················································································································································· 3 5 安装要求 ·················································································································································· 4 6 技术服务 ·················································································································································· 5 编制说明 ························································································································································ 7

I

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前 言

由于现行国家标准、行业标准、企业标准和IEC标准等未统一智能变电站测控单元技术要求等内容，为使智能变电站测控单元选型、设备采购等工作有所遵循，特编制本标准。

本标准提出的技术性能参数基于国内变电站中测控单元的设计、制造和运行经验。由于智能变电站技术仍处于发展阶段，本技术规范的相关技术原则将随着技术的发展与成熟逐步修订和完善。

本规范由国家电网公司基建部提出并解释。

本规范由国家电网公司科技部归口。

本规范主要起草单位：山东电力工程咨询院有限公司、中国电力工程顾问集团公司、江苏省电力设计院、河南省电力勘测设计院、四川电力设计咨询有限责任公司，四川电力试验研究院。

本规范参与起草单位：浙江省电力设计院、陕西省电力设计院、安徽省电力设计院、国网电力科学研究院、浙江电力试验研究院。

本规范主要起草人：信轲、张玉军、陈志蓉、曾健、李艳丽、黄萍、巫怀军、娄悦、杨珂、陈萍、潘峰、李琪林、黄国方、阮黎翔、江香云、雷宏、张立军。

II

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1 范围

本技术规范规定了智能变电站间隔层设备中测控单元的技术性能、功能要求以及技术服务等内容。 本规范适用于国家电网公司系统内智能变电站的新建工程，其它扩建、改建工程可参照执行。 2 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本规范书中引用而构成本规范书的条文。所示标准均应采用最新有效版本。

GB/T 2423 电工电子产品环境试验

GB 4208—1993 外壳防护等级（IP代码）

GB/T 7261—2008 继电器和继电保护装置基本试验方法

GB/T 13729—2002 远动终端设备

GB/T 14598.27—2008 量度继电器和保护装置第27部分：产品安全要求

GB/T 17626 电磁兼容 试验和测量技术

GB/T 19520.3—2004 电子设备机械结构 482.6mm（19in）系列机械结构尺寸插箱及其插件

DL/T 478 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件

DL/Z 713—2000 500kV变电所保护和控制设备抗干扰度要求

DL/T 720—2000 电力系统继电保护柜、屏通用技术条件

DL/T 860 变电站通信网络与系统

DL/T 1075—2007 数字式保护测控装置通用技术条件

DL/T 5149 220kV～500kV变电所计算机监控系统设计技术规程

Q/GDW 383—2009 智能变电站技术导则

Q/GDW 393—2009 110（66）kV～220kV智能变电站设计规范

Q/GDW 394—2009 330kV～750kV智能变电站设计规范

电力二次系统安全防护总体方案（国家电力监管委员会第34号文，2006年2月）

IEC 61588 Precision clock synchronization protocol for networked measurement and control systems 网络化测量同步系统精确的时钟同步协议

3 基本技术条件

3.1 使用环境条件

海拔高度：≤1000m；

环境温度： 5℃～＋45℃（户内）；

25℃～+55℃（户外）。

最大日温差：25K；

最大相对湿度：95%（日平均）

90%（月平均）；

大气压力：86kPa～106kPa。

抗震能力：水平加速度0.30g，垂直加速度0.15g；

注：以上环境条件可根据工程实际条件修改。

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3.2 主要技术指标

3.2.1 电源

a） 基本参数

1） 额定电压：DC220/110V；

2） 允许偏差： 20%～+15%；

3） 纹波系数：不大于5%。

b） 拉合直流电源以及插拔熔丝发生重复击穿火花时，装置不应误输出；直流电源回路出现各种异

常情况（如短路、断线、接地等）时，装置不应误输出。

c） 按GB/T7261—2008 中15.3的规定进行直流电源中断20ms影响试验，装置不应误动。

d） 将输入直流电源的正负极性颠倒，装置无损坏，并能正常工作。

e） 装置加上电源、断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降，装置均不应误输出或误发信号；当电源

恢复正常后，装置应自动恢复正常运行。

f） 当正常工作时，装置功率消耗不大于30W；当装置动作时，功率消耗不大于60W。

3.2.2 绝缘性能

a） 绝缘电阻

在试验的标准大气条件下，装置的外引带电回路部分和外露非带电金属部分及外壳之间，以及电气上无联系的各回路之间，用1000V的直流兆欧表测量其绝缘电阻值，应不小于20M 。 b） 介质强度

1） 在试验的标准大气条件下，装置应能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击

穿闪络及元器件损坏现象；

2） 工频试验电压值按表3.2 1选择。也可以采用直流试验电压，其值应为规定的工频试验电

表3.2 1 工频试验电压值

3） 试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。

c） 冲击电压

在试验的标准大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路对地，以及回路之间，应能承受

1.2/50 s的标准雷电波的短时冲击电压试验。当额定绝缘电压大于60V时，开路试验电压为5kV；当额定绝缘电压不大于60V时，开路试验电压为1kV。试验后，装置的性能应符合4.3.1的规定。

3.2.3 耐湿热性能

装置应能承受GB/T2423.9规定的恒定湿热试验。试验温度为+40℃±2℃，相对湿度为（93±3）%，试验持续时间48h。在试验结束前2h内，用1000V直流兆欧表，测量各外引带电回路部分对外露非带电金属部分及外壳之间、以及电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻值应不小于1.5M ；介质强度不低于规定值的75%。

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3.2.4 抗干扰性能

抗电磁干扰能力要求满足IEC61850—3和GB/T17626等标准，并提供型式试验检测报告。抗干扰性能试验和要求见表3.2 2。

表3.2 2 抗干扰性能试验和要求

注：以上各项试验评价准则均采用A级。

3.2.5 结构、外观及其他

a） 机箱尺寸应符合GB/T 19520.3—2004的规定，高度宜采用6U机箱。

b） 装置的不带电金属部分应在电气上连成一体，并具备可靠接地点。

c） 装置应有安全标志，安全标志应符合GB 14598.27—2008中的规定。

d） 金属结构件应有防锈蚀措施。

4 性能要求

4.1 一般技术要求

4.1.1 装置应具备高可靠性，所有芯片选用微功率、宽温芯片，装置GOOSE信息处理时延应小于1ms，MTBF时间大于50000小时，使用寿命宜大于12年。

4.1.2 装置应是模块化的、标准化的、插件式结构；大部分板卡应容易维护和更换，且允许带电插拔；任何一个模块故障或检修时，应不影响其它模块的正常工作。

4.1.3 装置电源模块应为满足现场运行环境的工业级产品，电源端口必须设置过电压保护或浪涌保护器件。

4.1.4 装置内CPU芯片和电源功率芯片应采用自然散热。

4.1.5 配置的软件应与系统的硬件资源相适应，宜配置必要的辅助功能软件，如定值整定辅助软件、在线故障诊断软件、故障记录分析软件、调试辅助软件等。

数据库应考虑具有在线修改运行参数、在线修改屏幕显示画面等功能。软件设计应遵循模块化和向上兼容的原则。软件技术规范、汉字编码、点阵、字型等都应符合相应的国家标准。

4.1.6 网络通信介质宜采用多模1310nm型光纤或屏蔽双绞线，接口宜统一采用ST光纤接口以及RJ45电接口。

4.1.7 在任何网络运行工况流量冲击下，装置均不应死机或重启，不发出错误报文，响应正确报文的延时不应大于1ms。

4.1.8 装置的SOE分辨率应小于2ms。

4.1.9 装置控制操作输出正确率应为100%，遥控脉冲宽度可调。

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4.2 功能要求

4.2.1 测控单元应具有交流采样、测量、防误闭锁、同期检测、就地断路器紧急操作和单接线状态及测量数字显示等功能，对全所运行设备的信息进行采集、转换、处理和传送。其基本功能包括：

a） 采集模拟量、接收数字量并发送数字量；

b） 应具有选择 返校 执行功能，接收、返校并执行遥控命令；接收执行复归命令、遥调命令； c） 宜具有合闸同期检测功能。

d） 应具有本间隔顺序操作功能。

e） 宜具有事件顺序记录功能；

f） 应具有功能参数的当地或远方设置。

g） 遥控回路宜采用两级开放方式抗干扰。

4.2.2 测控单元应按照DL/T860（IEC61850）标准建模，具备完善的自描述功能，与变电站层设备直接通信。

4.2.3 测控单元与过程层设备之间的通信应满足IEC 61850—9—2、IEC61850—9—1、IEC 60044—8及GOOSE协议中规定的数据格式，具有识别协议中的数据有效性判断，实时闭锁，并能将告警事件上送。

4.2.4 测控单元应支持通过GOOSE协议实现间隔层防误闭锁功能。

4.2.5 测控单元应至少带有2个独立的GOOSE 接口、2个独立的SMV采样值接口、2个独立的MMS 接口。若采样值与GOOSE共网传输，则应至少带有2个独立的GOOSE/SMV采样值接口、2个独立的MMS 接口。装置可带有 1个本地通信接口（调试口），此通信接口也可与装置的MMS接口复用。

4.2.6 装置应具有在线自动检测功能，并能输出装置本身的自检信息报文，与自动化系统状态监测接口。

4.2.7 装置应能发出装置异常信号、装置电源消失信号、装置出口动作信号，其中装置电源消失信号应能输出相应的报警触点。装置异常及电源消失信号在装置面板上宜直接有LED指示灯显示。

4.2.8 装置的主要动作信号和事件报告，在失去直流工作电源的情况下不能丢失。在电源恢复正常后，应能重新正确显示并输出。

4.2.9 为方便装置的正常运行维护，应具备当地信息显示功能，应能实时反映本间隔一次设备的分、合状态，应有该电气单元的实时模拟接线状态图。

4.2.10 测控单元应能设置所测量间隔的检修状态。

4.2.11 测控单元仅保留检修硬压板，在有操作界面的情况下，可取消操作把手。

4.2.12 装置应具备接收IEC61588或B码时钟同步信号功能，装置的对时精度误差应不大于±1ms。 5 安装要求

5.1 安装地点

适用于户内柜或户外柜等封闭空间内安装。

5.2 防护等级

装置应采用密闭壳体，当安装在户内柜时，防护等级IP40；当安装在户外控制柜内时，防护等级应达到IP42。

5.3 对安装柜体的要求

5.3.1 屏（柜）上各测控单元应有隔离措施，以便根据不同运行方式的需要断开或连接。

5.3.2 测控系统中任一设备故障时，均不应影响其它设备的正常运行工作。

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6 技术服务

6.1 应提供的技术文件

6.1.1 产品的鉴定证书和满足本规范技术要求的电力设备质检中心出具的产品型式试验质检报告。

6.1.2 产品的ISO9000（GB/T1900）质量保证体系文件，能够证明该质量保证体系经过国家认证并且正常运转。

6.1.3 模型一致性说明文档，包括装置数据模型中采用的逻辑节点类型定义、CDC数据类型定义以及数据属性类型定义，文档格式采用DL/T860.73和DL/T860.74中数据类型定义的格式。

6.1.4 协议一致性说明文档，按照DL/T860.72附录A提供协议一致性说明，包括ACSI基本一致性说明、ACSI模型一致性说明和ACSI服务一致性说明三个部分。

6.1.5 协议补充信息说明文档，包含协议一致性说明文档中没有规定的装置通信能力的描述信息，如支持的最大客户连接数，TCP_KEEPLIVE参数，文件名的最大长度以及ACSI实现的相关补充信息等。

6.2 应提供的资料

6.2.1 装置的方框原理图及其说明；

6.2.2 装置及其元件的原理接线及其说明（包括手动控制回路、操作原理接线、电气闭锁原理接线等）。

6.2.3 装置布置和安装接线图，包括设备尺寸和安装尺寸，光纤网络设备的连接及其安装要求等。

6.2.4 其他资料和说明手册，主要包括:

a） 装置的装配、运行、检验、维护、零件清单、推荐的部件以及型号等方面的说明；

b） 试验设备及专用工具的说明和有关注意事项；

c） 装置的正常试验、运行维护、故障诊断的说明。

6.3 技术配合

包括以下项目：

a） 现场安装/投运的合作和管理。

b） 负责协助接入全站过程层网络系统。

c） 提供设备的现场验收、测试方案和技术指标。

d） 其它约定配合工作。ICS

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《智能变电站测控单元技术规范》

编 制 说 明

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目 次

一、编制背景 ················································································································································ 9

二、编制主要原则及思路 ····························································································································· 9

三、与其他标准的关系 ································································································································· 9

四、主要工作过程 ········································································································································· 9

五、规范的结构和内容 ································································································································10 8

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为加快建设统一坚强智能电网，提高智能变电站建设效率和效益，规范智能变电站关键技术、设计和工程应用，推动和指导新建工程设计和建设工作，根据公司《智能电网第一阶段重点项目实施方案》、《关于下达智能电网试点工程项目计划的通知》（国家电网智能［2009］909号文）的安排，由公司基建部牵头，组织山东电力工程咨询院有限公司、中国电力工程顾问集团公司、江苏省电力设计院、河南省电力勘测设计院、四川电力设计咨询有限责任公司，四川电力试验研究院等单位，开展了《智能变电站测控单元技术规范》的制定工作。

一、编制背景

1. 公司对智能电网、智能变电站建设设计提出的要求。

2. 变电站自动化领域中自动化、计算机信息与通信技术快速发展，国内外数字化变电站和无人值班变电站积累一定的设计、运行成果和经验，国际上即将颁布IEC61850第二版，IEC60044—7和IEC60044—8标准为智能变电站建设设计提供了有力技术支撑。

3. 现行国家标准、行业标准、企业标准和IEC标准等未统一智能变电站测控单元技术要求等内容，不能适应智能变电站建设要求，为使智能变电站测控单元选型、设备采购等工作有所遵循，特编制本标准。

二、编制主要原则及思路

1. 按照《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则》（GB/T 1.1—2000）、《关于印发<国家电网公司技术标准管理办法>的通知》（国家电网科（2007）211号〕和《电力企业标准编制规则》（DL/T 800—2001）的有关要求，开展本规范制定工作。

2. 本规范依据《智能变电站技术导则》（Q / GDW 383 — 2009）、《110（66）kV～220kV智能变电站设计规范》（Q / GDW393— 2009）、《330kV～750kV智能变电站设计规范》（Q / GDW394 — 2009）、IEC61850、IEC60044—7和IEC60044—8等有关要求，进一步细化，并充分总结吸收国内外数字化变电站和无人值班变电站设计、运行成果和经验、以及通用设计等公司标准化成果。

3. 作为公司企业标准，使公司系统内智能变电站测控单元选型、设备采购等工作有所遵循。

三、与其他标准的关系

1. 本规范引用了《智能变电站技术导则》（Q/GDW 383 — 2009）、《110（66）kV～220kV智能变电站设计规范》（Q/GDW393— 2009）、《330kV～750kV智能变电站设计规范》（Q/GDW394— 2009）等的有关规定。

2. 本规范应用了《变电站通信网络和系统》（DL/T 860）、《远动终端设备》（GB/T 13729—2002）、《数字式保护测控装置通用技术条件》（DL/T 1075—2007）以及《220kV～500kV变电所计算机监控系统设计技术规程》（DL/T 5149）的有关规定。

3. 智能变电站设计除应执行本标准外，尚应严格执行强制性国家标准和行业标准，应符合现行的国家标准、行业和企业有关标准的规定。

四、主要工作过程

1. 2009年8月14日，在西安组织召开《智能变电站测控单元技术规范》研究编制工作启动会，成立了编写工作组。会议拟出编制大纲、工作计划，并讨论通过；

2. 2009年8月～9月，按照编制大纲和工作计划，编制标准初稿，并经编写组内部讨论后形成初稿修改稿；

3. 2009年10月15日，编写组在北京对初稿内容进行了详细讨论，确定技术规范的内容框架；

4. 2009年11月17日，编写组按照修改意见，修改完善形成征求意见稿；

5. 2009年12月14日，将征求意见稿发给各网省公司和顾问集团广泛征求意见；

6. 2009年12月14日～12月26日，编写组汇总梳理征求意见稿反馈意见，认真讨论，修改完善后形成送审稿；

7. 2009年12月30日，在北京召开国家电网公司智能变电站测控单元等技术规范的评审会议，对

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送审稿进行了评审，提出了专家评审意见；

8. 2010年01月08日，编写组根据评审意见修改完善形成报批稿。

五、规范的结构和内容

本规范针对智能变电站的特点，重点规范了测控单元的主要技术指标、一般技术要求、基本性能、功能要求、安装、防护等级等。

本规范的主要结构及内容如下：

1. 前言

2. 目次

3. 正文，共设六章：范围、引用标准、基本技术条件、性能要求、安装要求、技术服务。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zl3m.html