110kV数字化变电站微机五防系统技术规范标准书.docx

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110kV数字化变电站微机五防系统技术规范标准书

设备编号：

GZDWSZHBG-11-01-064

贵州电网公司二级物资集中采购

（2011年）

第一批基建及技改工程项目二次设备

招标文件

第三册

110kV变电站微机五防系统（基建）（数字化）

技术规范书

招标人：

贵州电网公司

二○一一年三月

附件

1、系统功能及主要技术特点和参数表

2、技术性能偏差表

3、要求投标人提交的资料

附图：

1、电气主接线图

2、网络结构示意图

1.总则

1.1.投标人资格

投标方必须具有110kV及以上电压等级数字化变电站微机五防系统设计、制造经验，并有质检部门的认可文件、ISO-9001质量认证书或相当的认证文件、国家电力部门鉴定证书和生产许可证。

投标的设备必须提供在电力系统商业运行的良好记录，并提供电力行业检验检测机构出具的有效期内的型式试验报告。

投标人提供的设备必须是在国内生产制造，且投标设备须具有3套及以上110kV及以上电压等级数字化变电站应用的实际工程，且满足1套及以上1年成功运行经验的要求，并提供相应用户报告。

1.2.本设备技术规范书适用于110kV及以上电压等级数字化变电站微机五防系统设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.3.本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,投标方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。

1.4.如果投标方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议,则意味着投标方提供的设备（或系统）完全符合本技术规范书的要求。

如有异议,不管是多么微小,都应在报价书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。

1.5.本设备技术规范书所使用的标准如遇与投标人所执行的标准不一致时，按较高标准执行。

1.6.本设备规范书未尽事宜，由招投标双方协商确定。

1.7.投标人应按本规范书顺序逐条应答，并简要描述。

2.双方工作安排

2.1.双方职责

2.1.1.招标人职责

2.1.1.1.负责提出本规范书设备的现场布置图；

2.1.1.2.负责协调与本规范书设备互联的各个系统的接口工作；

2.1.1.3.负责提供各系统硬件设备与招标人设备之间的联接电缆、光缆；

2.1.1.4.负责本规范书设备的安装（场地准备、设备就位和电缆敷设）；

2.1.1.5.参加设计联络会、出厂验收，并负责现场验收。

2.1.2.投标人职责

投标人的职责将包括下列内容，但不仅限于此内容。

2.1.2.1.本规范书设备提供商负责协调进行整套微机五防系统的设计、制造、工厂验收、包装、运输到目的地、现场安装指导、调试及投运的技术服务（投标者应派出有资格的并征得买方认可的技术代表进行现场验收和系统调试）。

2.1.2.2.提供项目组织设计计划（包括图纸提交计划、设备制造调试进度和质量保证过程的一览表）及规范书中规定的其他资料。

2.1.2.3.提供型式试验和常规试验报告，以便确认供货设备能否满足本技术规范书所有的性能要求。

2.1.2.4.提供所有设备的设计、制造、安装及使用方面的说明书（包括所有技术资料、说明手册、证明文件、测试报告等）均须用中文书写；对于译自英文资料的，应附英文原件。

2.1.2.5.承担对招标方人员的培训和保证期内的技术服务。

2.1.2.6.承担与招标方设计单位、运行单位以及其他相关设备承包商的联络、协调及配合工作。

2.1.2.7.提供必要的备品、备件及专用工具，在投标书中需提供详细清单。

2.1.2.8.负责提供设备运行所需要的软件，如系统软件、支撑软件及招标人所要求的应用软件，所有软件均是最新版本的正版软件。

2.1.2.9.负责提供设备供电、接地、设备布置等所需要的资料。

2.1.2.10.负责与数字化变电站集成商配合完成微机五防系统与监控系统的通信互联联工作。

2.1.2.11.负责对招标人专业人员的技术培训（包括硬件、软件的维护及运行培训），并提供必要的工作场地。

2.1.2.12.负责提供供货范围内所有设备的文件资料和运行维护手册；

2.1.2.13.负责所提供设备的运输和保险。

2.1.2.14.负责所提供设备在保证期内的正常运行。

2.1.2.15.保质期以后应招标人要求，协助招标人对所供设备进行扩容升级、增加功能等工作，并优惠提供最新开发的应用软件。

2.1.2.16.投标的设备参数或配置接线有变化时，应及时书面通知招标人，否则由此引起的一切后果将由投标人承担。

3.技术要求

3.1.应遵循的主要标准

3.1.1.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基本条文，所有标准都可能会被修订，使用本规范书的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性，如引用标准条文重新修订时，以最新版本条文为准。

3.1.2.投标的设备应符合本技术规范书的要求，本技术规范书未明示的按照下述标准执行。

IEC870-5-101基本远动任务配套标准

IEC870-5-103继电保护设备信息接口配套标准

IEC870-5-104远动网络传输规约

GB/T17626-1998电磁兼容试验和测量技术

GB2887-2000计算机场地技术条件

GB/T15153-94远动设备及系统工作条件环境条件和电源

GB/T16435.1-1996远动设备及系统接口（电气特性）

GB/T17626.2静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.6射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.8工频磁场的抗扰度试验

GB50217-2007电力工程电缆设计规范

GB/T20840.7-2007电子式电流互感器

GB/T20840.8-2007电子式电压互感器

DL/T621-1997交流电气装置的接地

DL/T630-1997交流采样远动终端技术条件

DL/T634-1997远动设备及系统第5部分传输规约第101篇基本远动任务配套标准

DL/T667-1999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

DL/T5136—2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程

DL/T860变电站内通信网络和系统

Q/CSG11006-2009数字化变电站技术规范

Q/CSG10001-2004变电站安健环设施标准

调继〔2008〕4号中国南方电网公司继电保护反事故措施汇编

电生技[2010]19号贵州电网数字化变电站技术标准

贵州电网公司设备技术准则（2009版）

3.1.3.上述标准和规范仅规定了通用要求，只要投标人认为有必要并提请招标人认可，

即可超越这些标准，采用更好、更经济的设计和材料，使投标人的设备持续稳定地运行。

3.2.环境条件

3.2.1.外部空气温度

最高温度:

55℃

最低温度:

-10℃

3.2.2.最大相对湿度:

95%

3.2.3.海拔高度:

＜2000m（见具体工程）

3.2.4.地震烈度:

8度

水平加速度:

0.25g

垂直加速度:

0.125g

3.2.5.防护等级IP40

3.3.电源、接地与抗干扰

3.3.1.电源

交流电压：

220V（变化范围80%～120%额定电压值）

频率：

50Hz（频率47.5Hz～52.5Hz）

直流电压：

220V（变化范围80%～115%，纹波系数≤5%）

本技术规范书中所涉及的设备，包括装置、接口装置及接口设备等均需采用独立的直流-直流变换器供电直流供电，并要求：

直流电源消失时，装置不应误动，同时应有输出接点以起动告警信号。

直流电源回路出现各种异常情况（如短路、断线、接地等）时装置不应误动作。

直流电源电压在80～115%额定值范围内变化，直流电源波纹系数≤5%时，装置应正确工作。

拉合直流电源以及插拔熔丝发生重复击穿火花时，装置不应误动作。

每个装置都应配置具有B特性曲线的直流快速小开关，与装置安装在同一柜上。

装置直流电源异常，装置不应误动或拒动，并发出报警信号。

投标人的部分设备不能采用直流220V供电而只能采用交流220V供电时，投标人应特别说明，提出解决方案。

若需增加逆变电源，应包括在投标设备中，并提供逆变电源的说明材料。

3.3.2.接地

1）设备的保护接地、工作接地（也称逻辑接地）不应混接，工作接地应实现一点接地。

2）屏柜应设置专用的、与柜体绝缘的接地铜排母线，其截面不得小于100平方毫米。

3）当屏柜上布置有多个子系统插件时，各插件的工作接地点均应与插件箱的箱体绝缘，并分别引接至屏柜内专用的接地铜排母线。

4）当采用没有隔离的串行通信口从一处引接至另一处时，两处必须共用同一接地系统，若不能实现则需增加电气隔离措施。

5）所有屏柜柜体、打印机外设等设备的金属壳体应可靠接地。

6）屏蔽电缆的内屏蔽层在计算机侧一点接地，屏蔽电缆的外屏蔽层两端接地。

7）对交直流电源回路，应采用电磁隔离措施。

3.3.3.抗干扰

应有防止过电压的保护措施。

在雷击过电压及操作过电压发生及一次设备出现短路故障时，所有设备均不应误动作和损坏，并满足下列抗扰度试验等级要求。

（1）对静电放电符合GB/T17626-4-24级

（2）对辐射、无线电频率符合GB/T17626-4-33级（网络要求4级）

（3）对电气快速瞬变符合GB/T17626-4-44级

（4）对浪涌符合GB/T17626-4-53级

（5）对传导干扰、射频场感应符合GB/T17626-4-63级

（6）对电源频率磁场符合GB/T17626-4-84级

（7）对脉冲磁场符合GB/T17626-4-95级

（8）对衰减震荡磁场符合GB/T17626-4-105级

（6）对震荡波符合GB/T17626-4-123级（信号端）

4.设备技术要求

4.1.概述

投标人根据自身产品的结构，作出满足本技术规范书要求的系统配置。

本工程微机五防闭锁装置要求利用开放的接口和规范实现与变电站计算机监控系统接口，实现信息资源共享，以图形系统上的模拟元件直观地反映现场一次设备运行状态，并实时在五防主机的模拟图上实时显示。

本系统要求基于IEC61850通信规约平台上开发的，采用IEC61850标准从间隔层或过程层设备采集实时数据，数据采集具有独立性，摆脱了传统五防系统信号采集必须依赖于监控后台的局限，减少中间环节，避免在监控后台异常时，五防系统信号采集中断的情况。

五防系统与监控系统通信采用基于客户端/服务器的机制，实现了一个五防主机同时向多个监控后台提供虚遥信、遥控解闭锁等五防服务的功能。

根据IEC61850标准三层架构体系，将基于IEC61850标准的数字化变电站防误闭锁系统划分为三层，即站控层五防工作站，实现站控层防误；间隔层五防服务器，实现间隔层防误；过程层基于GOOSE通信的智能闭锁单元、过程层传统锁具实现设备强制闭锁等。

系统架构见图1。

4.2.微机五防系统的组成和适用范围

4.2.1.变电站五防系统应由三层构成，分别是站控层防误、间隔层测控装置防误以及现场布线式单元电气闭锁。

所有操作均应经防误闭锁，并有出错报警和判断信息输出。

1）站控层防误系统即微机五防系统，由五防主机、电脑编码器（含电脑钥匙）、电脑锁具三大部分组成。

2）间隔层测控装置间应具备直接通信功能，且不依赖于站控层设备。

测控装置闭锁逻辑所需的信号应能由相关测控装置准确快速提供，通过互锁GOOSE实现，并充分考虑通信中断及逻辑关联测控装置检修时防误功能的安全实现。

互锁GOOSE信息可通过站控层或过程层网络进行传输。

3）现场布线式单元电气闭锁实现对本间隔电动操作的隔离开关和接地开关的防误操作功能。

4.2.2.适用于断路器、隔离开关和各电气网门等的操作闭锁。

4.2.3.断路器采用直流电气编码锁，与控制开关同装一面屏；隔离开关、高压开关柜和各电气网门亦应安装五防锁，五防锁就地安装。

各类手动隔离开关、接地刀闸、临时接地线、网/柜门的闭锁：

采用机械编码锁实现闭锁（闭锁接地线时须同时加装地线桩）。

4.2.4.HGIS、GIS采用挂锁或直流电气编码锁。

4.3.微机五防功能和技术要求：

4.3.1.五防功能：

1）防止误分、合断路器

2）防止带负荷拉、合隔离开关

3）防止带电合接地开关

4）防止带接地开关合隔离开关

5）防止误入带电间隔

4.3.2.具备五防数据库组态、五防接线图绘制、五防权限设置、操作票编辑、执行、管理功能、工作票管理功能。

4.3.3.可进行五防模拟操作。

在模拟操作时,微机五防系统检验操作票是否正确。

错误操作时,发出语音信号,并可咨询正确操作步骤,防止各种误操作的产生。

4.3.4.具备所有设备的防误操作规则，并充分应用自动化系统中电气设备的闭锁功能实现防误闭锁。

自动化系统遥控应经过五防规则校验，如果不满足五防规则，应提出五防规则校验结果报告，指出哪些规则不满足，并禁止遥控；如果满足五防规则，自动化系统下发遥控命令到装置。

4.3.5.能实时、准确采集自动化系统的遥信，保证与实际一次设备状态的一致性。

4.3.6.程序的编制力求简单、可靠、实用，具有自动校验功能，必须有效防止“走空程”（操作过程中漏项），当自动化系统控制失灵时应具备解除闭锁的应急措施。

4.3.7.微机五防系统应对正确的操作步骤（操作票）自动存贮,并可把正确的操作票输出并存贮到电脑钥匙中去,同时打印操作票。

4.3.8.电脑钥匙要求操作人员按票解锁,对于违反五防规定或与操作票不符的操作,实现强制闭锁,通过其内部固化的闭锁逻辑来判断错误操作的类型,并以语音提示及液晶显示方式警告操作人员,同时指出正确的操作项目。

电脑钥匙具有口令设置、试听语音、调节液晶对比度、背光、电池电量显示、锁编码检查、中止当前的操作票等功能。

电脑钥匙与锁具应顺畅配合，无卡涩现象，保证能在符合条件时顺利开锁，单次开锁成功率：

≥99％；每张操作票向电脑钥匙传票时间应小于5秒。

4.3.9.应具有智能解锁功能。

4.3.10.电脑钥匙能够记录（随时或追忆）操作人员在现场倒闸操作的情况,包括操作开始时间、结束时间、已完成的、未执行的倒闸操作,未遂的误操作等,并可备份为文件或打印成册。

4.3.11.操作全过程中均有五防术语语音提示,指导运行人员正常操作,使操作简单直观。

4.4IEC61850五防服务器功能模型

1.

2.

3.

4.

4.1.

4.2.

4.3.

4.4.

4.4.1.实时数据采集

防误闭锁系统从监控系统获得全站SCD文件，通过MMS服务直接从测控装置获取五防逻辑需要的实遥信遥测数据。

4.4.2.虚遥信服务

间隔层五防服务器作为61850服务器通过MMS服务为监控系统提供网门、地线、手动刀闸等手动设备的虚遥信。

4.4.3.站控层解闭锁服务

五防请求解锁映射为五防工作站通过间隔层五防服务器向对应控制点进行一次控制模型为1的一般安全型直控操作，如果控制点允许解锁，则五防工作站对解锁请求作肯定应答，否则为否定应答。

站控层五防工作站接受监控系统通过MMS服务发出的解锁请求命令，经唯一操作权判断，逻辑闭锁判断，实时逻辑判断条件满足后，通过间隔层五防服务器发出GOOSE解锁命令解锁过程层智能闭锁单元，开放智能操作单元的遥控回路（也支持常规操作回路）。

针对程序化操作时部分功能放到间隔层测控装置实现而引发的防误闭锁问题，可在站控层网络通过GOOSE服务实现，测控装置配置一个解锁请求GOOSE控制块和一个解锁应答GOOSE控制块，解锁请求GOOSE控制块用于测控装置向间隔层五防服务器发送解锁请求，间隔层五防服务器接收到解锁请求GOOSE报文中对应解锁点有解锁请求时，经唯一操作权判断，逻辑闭锁判断，实时逻辑判断条件满足后，发送解锁应答GOOSE报文，解锁相应闭锁元件，测控装置接收到解锁应答GOOSE报文，判断解锁后完成该点的顺控操作，同时间隔层五防服务器通过GOOSE解锁命令解锁过程层智能闭锁单元，开放智能操作单元的遥控回路（也支持常规操作回路）。

4.4.4.SNTP时钟同步服务

IEC61850五防服务器作为SNTP客户端，从SNTP服务器获取时钟同步信息，保证IEC61850五防服务器与系统时钟同步，并向五防系统其它设备进行对时。

4.4.5.过程层电动设备强制闭锁

为防止过程层网络GOOSE报文错误或监控系统未经五防服务器解锁直接操作智能电动开关设备而可能导致的误操作，在过程层上设置支持GOOSE服务的智能闭锁单元，实现防误闭锁的强制性要求，智能闭锁单元通过将常开接点串接于一次设备遥控跳合闸回路实现强制闭锁，智能闭锁单元只有在接收到五防服务器的允许解锁GOOSE消息，才驱动常开接点闭合，解锁相关设备。

4.4.

4.5.五防工作站应能与变电站计算机监控系统通过站控层网络连接，满足DL/T860标准，微机五防系统与变电站计算机监控系统应能相互校验执行站内的五防操作；微机五防系统与变电站计算机监控系统应能在其中之一系统故障的情况下,独立执行站内的五防操作。

4.6.设备对位

微机防误闭锁装置系统通过串口与变电站计算机监控系统实行单向通讯，接收监控系统的电气设备实时信息，在主机显示器上的模拟元件直观地反映系统和设备的工作状态。

运行人员利用电脑钥匙对电气设备操作完毕，将电脑钥匙插回传输口，通过电脑钥匙反馈现场信息（状态）给系统主机，检测显示器上各元件的状态是否与实际设备的运行状态一致，若不一致时则告警并显示设备名称，提示操作人员进行对位，电脑钥匙与主机之间采用IrDA红外方式进行通讯，保证显示屏上设备状态与现场一致。

4.7.五防模拟操作

运行人员在对电气设备进行实际操作前先在主机显示器上进行模拟操作，在模拟操作时，微机五防系统检验操作顺序和流程是否正确，如有错误操作时，发出语音信号，防止各种误操作的产生。

系统同时可起到仿真培训的作用。

4.8.系统级“黑匣子”记录功能

系统具有“黑匣子”功能，不仅电脑钥匙可对本身操作任务的执行情况的进行实时记录，通过防误主机进行的操作也必须可以记录，即系统可实现对使用防误系统整个过程的用户操作信息进行实时记录，便于追忆分析，事故分析等工作。

4.9.电脑钥匙

（1）电脑钥匙外型设计应美观、合理、便于单手握持,彩屏。

（2）无限编码，编码系统采用全球唯一码。

（3）无线采码，电脑钥匙采码为非接触式。

（4）可以接收多张操作票。

（5）“黑匣子”功能：

记录并浏览操作票及操作信息，掉电后数据能够保存10年。

（6）具有清票、自学、记忆、锁编码检查、中止当前的操作票、跳步、实时时钟、电池电量检测、自诊断等功能。

（7）可对多种锁具进行解锁及检测操作：

◆机械编码锁

◆电编码锁

◆验电器

◆状态检测器

（8）系统具有多种先进的数据传输模块，如高速红外IrDA模块、无线GSM通讯模块、无线超霸模块（SRC）等，可根据需要具体选配。

（9）具备多种语音（普通话及多种方言）提示功能。

（10）友好的人机界面设计及在线帮助系统，使用方便、简单。

（11）多维键盘输入，操作灵活。

（12）智能电源监控技术（APC），保证系统低功耗运行，延长电池使用寿命。

（13）支持GB5007-85规定的全部汉字库。

（14）耐超低温、高对比度、多行汉显液晶显示屏。

（15）具备EL背光照明，光线均匀、柔和，方便夜间操作。

（16）超大容量记忆体，并可根据需要扩充。

（17）具有灵活的手动、自动操作模式切换功能

（18）基于拥有自主知识产权的实时操作系统（RTOS）开发。

系统稳定、功能扩展方便。

（19）采用全新的解锁机构，操作简单、方便，使用寿命长。

4.10.电脑钥匙与锁具应顺畅配合，无卡涩现象，保证能在符合条件时顺利开锁，单次开锁成功率：

≥99％（即连续开锁100次，成功开锁次数应在99次以上）；每张操作票向电脑钥匙传票时间应小于5秒（50项操作任务内）。

4.11.电脑钥匙具有口令设置、试听语音、调节液晶对比度、背光、电池电量显示、锁编码检查、中止当前的操作票等功能。

4.12.电脑钥匙与电脑的通信应可靠、灵活、快捷，每套电脑钥匙应通过多通信接口、转换开关、网络接口等形式实现与两台主机的通信；电脑钥匙的电池宜采用便拆卸结构，并能提供备用电池和充电座。

4.13.电脑钥匙应具备自动验证实际开锁步骤后（如通过检测回路电流、电脑钥匙机械按钮接触等），方可执行到下一操作流程。

4.14.进线回路根据工程具体情况配置高压带电显示装置，并与微机五防系统配合完成相应防误功能。

4.15.户外的锁具应具备足够的抗干扰和防潮防锈能力，并满足在温度介于－10℃～＋70℃之间以及在沿海盐雾腐蚀环境下长期稳定运行的要求。

4.16.技术要求：

·工作电流：

静态≤15mA开锁时的最大电流≤200mA

·识别编码锁个数：

1000把

·一次接收操作内容：

256项

·操作回路电流：

300mA～5A

·操作回路电压：

～220V—～110V

·抗电强度：

≥1500V

·抗射频干扰强度：

≤50db（uV/m）

·平均无故障时间：

≥10000h

5.柜体技术要求

5.1.柜内所安装的元器件应有型式试验报告和合格证。

屏柜包括所有安装在屏上的插件、插箱及单个组件，应满足防震要求。

插件、插箱应有明显的接地标志。

所有元件和布线应排列整齐，层次分明，便于运行、调试、维修和拆装。

5.2.柜体下方应设有接地铜排和接地端子。

5.3.柜体防护等级IP40级，选用高强度钢组合结构，无风扇散热，保证柜内温度小于45度。

5.4.直流电源的正负极和交流电源的输入端子不应布置在相邻的端子上。

5.5.屏柜上所有设备均应有铭牌或标签框，以便于识别。

5.6.柜体尺寸为宽800mm、深600mm（或800mm）、高2260mm，屏体结构为屏前、后开门、垂直自立、柜门内嵌式的柜式结构，前门应配置带锁、带玻璃的单开门（门开启角度不小于135°）；正视屏（柜）体，前玻璃门的旋转轴布置在屏的左侧，门把手在右边；后门为带锁的双开门；门在开闭时，不应造成装置误动作。

屏（柜）内应设有横向及竖向导线槽，所有设备安装的位置都应方便外部电缆、光缆从屏（柜）的底部进入。

5.7.每面柜体必须装两根铜的接地母线，铜母线的最小截面积为100mm2，其中一根接地母线与外壳可靠绝缘，屏柜上装置的接地端子应用截面不小于4mm2的多股铜线和此接地铜排相连。

另一根接地母线应连接到主框架的前面，侧面和背面。

接地铜排末端应装好可靠的压接端子，以备接到变电站的接地网上。

所有柜上的接地线与接地铜排的连接应至少用两个螺丝。

5.8.屏柜须有足够的支撑强度，应提供说明书，以保证能够正确起吊、运输、存放和安装设备，且应提供地脚螺栓孔。

5.9.安装于同一屏内的双重化配置的设备应使用不同回路的直流工作电源。

屏上的所有设备单元分别配置独立的电源空气开关。

5.10.柜体颜色为：

计算机灰（国际标准编号为RAL7035）。

6.试验验证要求

6.1.概述

投标方提供的设备在工厂内应通过完善的、严格的测