智能变电站硬件系统可靠性试验方案.docx

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智能变电站硬件系统可靠性试验方案

一、试验目的

本次试验目的是为考核新一代智能变电站硬件系统工作的稳定性，可靠性。

本次测试方案的内容主要从长期通电拷机试验、环境试验、介质强度试验、电磁兼容试验四个方面考虑。

以下列出的为主要的测试项目：

1.高温连续通电试验：

考核全部样品在高温条件下长期通电运行的稳定性。

2.最低运行温度试验：

考核抽取样品在最低工作允许温度时运行的稳定性。

3.最高运行温度试验：

考核抽取样品在最高工作允许温度时运行的稳定性。

4.交变湿热试验：

考核抽取样品在交变湿热环境下的绝缘性能，及试验后装置的外观及电气性能。

5.振动试验：

考核抽取样品在振动环境下，是否有紧固零件松动，机械损坏等现象。

6.介质强度试验：

考核抽取样品在规定试验电压下的绝缘性能。

7.冲击电压试验：

考核抽取样品在规定雷电冲击电压后的绝缘性能。

8.静电放电抗扰度试验：

考核抽取样品在规定严酷等级下的静电放电抗扰度能力。

9.电快速瞬变抗扰度试验：

考核抽取样品在规定严酷等级下的电快速瞬变抗扰度能力。

10.浪涌抗扰度试验：

考核抽取样品在规定严酷等级下的浪涌抗扰度能力。

二、试验对象

序号

名称

型号

数量

预计费用

供应商信息

采集器

100台

合并单元

50台

断路器智能接口单元

50台

线路保护装置

30台

母差保护装置

10台

变压器保护装置

10台

变压器保护装置

5台

变压器保护装置

10台

变压器保护装置

5台

线路保护装置

15台

电容器保护装置

5台

厂用变保护装置

5台

测控装置

10台

线路保护装置

30台

电容器保护装置

10台

厂用变保护装置

5台

母联保护装置

5台

线路保护装置

10台

变压器保护装置

5台

变压器保护装置

5台

所用变保护装置

5台

电容器保护装置

5台

电动机保护装置

10台

测控装置

10台

合计

405台

三、试验项目

试验样品共计405台，从样品硬件特征，将试验样品划分为7类，分别为：

采集器、合并器、智能接口单元、B系列保护装置、C系列保护装置、BIU系列保护装置、830系列保护装置。

兼顾试验成本、周期及试验的效果，将本次测试项目分为两种类型：

全部样品的试验项目及抽取样品的试验项目。

全部样品只进行连续通电试验，考核装置在高温条件下运行稳定性。

抽取样品进行环境试验、绝缘试验及电磁兼容试验。

重点考核装置在极限工作范围及电磁干扰环境下的稳定性以及装置的绝缘耐压性能。

1、全部样品的试验

⏹参考标准：

GB/T2423.2—2001电工电子产品环境试验第2部分：

高温试验方法

Q/XJ20.50—2009继电保护和安全自动装置通用技术要求

⏹试验项目：

连续通电试验

⏹严酷等级

温度：

+40℃±2℃，持续时间：

最低96h

⏹试验程序

具体试验程序见表1

⏹评判标准

评判标准见表2。

如有特殊试验项目用来判断装置状况可商定。

表1：

试验程序：

试验设备条件：

保证各试验样品之间的温度值偏差不能大于5℃或表面温度与环境温度之间偏差的5%，大者为准。

安装摆放及初始检测

按规定位置放入试验箱中，试验箱温度为室温。

外观检查，电气性能检测满足表2的评判标准。

温度调控及样品状态

将试验箱温度调控到符合严酷等级的温度值，并有足够的时间使样品达到稳定温度，试验过程中样品处于通电状态，无负荷条件（或加载商定的负荷条件），试验持续时间从试验箱达到规定试验温度时开始计算，应满足严酷等级的规定。

中间检测（如有必要）

试验样品不应从试验箱中取出，外观及电气性能应满足评判标准，如要进行试验项目待确定。

恢复

达到规定时间后，进行恢复程序，样品（通电状态）在标准大气条件下进行恢复足够时间，恢复时间至少为1h。

最后检测

按相关技术规范及评判标准对试验样品进行外观及电气性能检测。

表2：

评判标准

异常状况

有异常告警信息，液晶不显示，电源不工作，相关功能插件运行异常。

正常状况

无异常告警信息，液晶正常显示，电源工作正常，相关功能插件运行正常。

2、抽取样品的试验

⏹参考标准：

GB/T2423.1—2001电工电子产品环境试验第2部分：

低温试验方法

GB/T2423.2—2001电工电子产品环境试验第2部分：

高温试验方法

GB/T2423.4—93电气继电器第5部分：

交变湿热试验方法

GB-T11287-2000电气继电器第21部分量度继电器和保护装置的振动冲击碰撞和地震试验第1篇振动试验

Q/XJ20.50—2009继电保护和安全自动装置通用技术要求

GB/T7261—2008继电保护和安全自动装置基本试验方法

⏹样品数量：

根据装置的硬件特点将样品划分为７类，每类选取2台装置共计1４台。

表3：

装置分类

类型

采集器

合并器

智能接口单元

B系列保护装置

C系列保护装置

BIU系列保护装置

830系列保护装置

型号

数量

2台

⏹试验项目：

环境试验：

具体见项目2.1

绝缘试验：

具体见项目2.2

电磁兼容试验：

具体见项目2.3

2.1、环境试验

⏹试验项目：

最低运行温度试验、最高运行温度试验、交变湿热试验、振动试验。

试验按最低运行温度试验、最高运行温度试验、交变湿热试验、振动试验顺序进行

2.1.1、最高、低运行温度试验

⏹严酷等级：

各装置试验严酷等级如表4

⏹试验程序：

具体试验程序见表5

⏹评判标准

在试验中及试验后应满足相关产品标准规定。

表4：

高低温严酷等级

样品

严酷

等级

70℃±2℃

85℃±2℃

55℃±2℃

-40℃±2℃

-10℃±2℃

-25℃±2℃

16h或24h

表5：

试验程序：

安装摆放及初始检测

按规定位置放入试验箱中，试验箱温度为室温。

对样品外观和产品标准规定的其他试验项目进行检验。

温度调控及样品状态

将试验箱温度调控到符合严酷等级的温度值，并有足够的时间使样品达到稳定温度，试验过程中样品应施加产品标准规定的激励量或特性量。

试验持续时间从试验箱达到规定试验温度时开始计算，应满足严酷等级的规定。

中间检测

在试验结束前应按产品标准规定的试验项目，在试验箱内进行试验，并与试验前的试验结果进行比较。

恢复

达到规定时间后，进行恢复程序，在标准大气条件下进行恢复足够时间，恢复时间至少为2h。

若2h后产品表面凝露（低温试验后）未完全消失，应增加恢复时间至凝露消失，才能进行其他项目试验。

最后检测

按相关技术规范及评判标准对试验样品进行外观及电气性能检测。

2.1.2交变湿热试验

⏹严酷等级：

试验温度：

低温：

25℃±3℃；高温温度：

见表6

试验持续时间：

每周期24h，共2个试验周期。

⏹试验程序：

各试验项目试验程序规定见表7。

⏹评判标准

在试验中及试验后应满足相关产品标准规定

表6：

高低温严酷等级

样品

严酷

55℃±2℃

40℃±2℃

表7：

试验程序：

环境设置及初始检测

按规定位置放入试验箱中，试验箱温度为25℃±3℃，相对湿度提高到不低于95%。

按产品标准规定进行外观检查和有关电气性能试验。

试验过程及样品状态

按照图1所示试验周期进行试验，试验过程中样品处于不施加任何激励量及特性量状态，。

绝缘检测

在试验结束前即低温阶段在试验箱室内测量绝缘电阻和进行介质强度试验试验电压，介质强度试验电压为规定值的75%由产品标准或技术条件规定的其他试验电压值。

恢复及最后检测

试验后，在标准大气条件下进行恢复足够时间，恢复时间至少为2h。

若2h后产品表面凝露（低温试验后）未完全消失，应增加恢复时间至凝露消失，才能进行其他项目试验。

图1：

一个试验周期

2.1.3振动耐久性试验

⏹试验项目：

振动耐久性试验

⏹严酷等级

试验严酷等级见表8

⏹试验程序：

各试验项目试验程序规定见表9

⏹评判标准

试验后应不发生紧固零件松动机械损坏等现象有关性能应满足产品标准的要求

表8：

严酷等级

等级

位移振幅mm

加速度幅值m/s2

每个轴方向的扫描循环次数，次

0.075

10.0

表9：

试验程序

振动耐久性试验

产品应牢固地固定在振动试验台上。

产品振动耐久试验应在三个相互垂直的方向即上下前后左右进行试验。

试验期间产品不加激励量或特性量触点回路不监测。

试验结束后应对产品进行外观检查并测试有关性能

2.2绝缘性能试验

参考标准：

GB/T14598.3—2006电气继电器第5部分：

量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验

Q/XJ20.50—2009继电保护和安全自动装置通用技术要求

⏹试验项目：

绝缘电阻测量、介质强度试验、冲击电压试验

⏹试验回路：

1）每个电路和可接近的导电部分之间，每个独立电路的端子连接在一起；

2）独立电路之间，每个独立电路的端子连接在一起。

⏹试验等级

各试验项目试验等级规定见表10，根据装置企标具体试验等级选择见表7

⏹试验程序：

各试验项目试验程序规定见表11。

⏹评判标准

各试验项目评判标准见表12。

表10：

试验等级

试验项目

试验等级

绝缘电阻测量

500±10%V的直流电压。

介质强度试验

试验电压的峰值为500V（额定绝缘电压≤63V）或2kV（额定绝缘电压>63V）

冲击电压试验

标准雷电波1.2/50µs（见GB/T14598.3—2006中6.1.3），试验电压的峰值为1kV（额定绝缘电压≤63V）或5kV（额定绝缘电压>63V）

表11：

试验程序

试验项目

试验程序

绝缘电阻测量

测量电压应直接施加于产品端子。

应在施加（500±10%）V的直流电压达到稳态值并至少5s之后再确定绝缘电阻。

介质强度试验

被试电路各部位应能承受频率为50Hz的工频耐压试验，历时1min，各部位不应出现绝缘击穿或闪络现象。

也可采用直流试验电压，其值应为规定的工频试验电压值的1.4倍

冲击电压试验

规定试验部位施加冲击电压

表12：

评判标准

试验项目

评判标准

绝缘电阻测量

施加直流500V时的绝缘电阻不应小于100MΩ。

介质强度试验

被试电路各部位应能承受频率为50Hz的工频耐压试验，历时1min，各部位不应出现绝缘击穿或闪络现象。

冲击电压试验

产品承受冲击电压试验后，其主要性能指标应符合企业产品标准规定的出厂试验项目要求。

试验过程中，允许出现不导致绝缘损坏的闪络，

2.2.5电磁兼容试验

⏹参考标准：

GB/T14598.20—2007电气继电器第26部分：

量度继电器和保护装置的电磁兼容要求

GB/T14598.18—2007电气继电器第22-5部分：

量度继电器和保护装置的电气骚扰试验－浪涌抗扰度试验

GB/T14598.14—1998量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2部分:

静电放电试验

GB/T14598.10—2007电气继电器第22-4部分:

量度继电器和保护装置的电气骚扰试验——电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验

Q/XJ20.50—2009继电保护和安全自动装置通用技术要求

⏹试验项目：

本次试验由于条件限制只进行静电放电抗扰度试验、电快速瞬变抗扰度试验、浪涌抗扰度试验试验。

⏹试验端口

根据GB/T14598.20《量度继电器和保护装置的电磁兼容要求》，将被测装置按端口进行划分，对各端口分别进行试验。

试验端口定义及试验项目选择见表４，装置具体试验端口划分见表13、14。

⏹试验等级

各试验项目试验等级规定见表15，装置具体试验等级选择见表16

⏹试验程序

各试验项目试验程序规定见表17。

⏹评判标准

如果被试装置在整个试验期间均满足其抗扰度要求，并且在试验结束后仍符合相关的性能要求，则试验结果合格。

具体项目内容见表18，各装置工作状态评判标准待确定。

表13：

试验端口及试验项目选择

试验端口

具体端口定义

试验项目选择

静电放电抗扰度试验

电快速瞬变抗扰度试验

浪涌抗扰度试验

外壳端口

装置的实际边界辐射或传导电磁场的界面接口。

√

通信端口

连接到装置并用来传送低能量、弱电信号的通信和/或控制系统的界面接口。

√

输入端口

为了完成其功能，装置输入激励量和控制量的界面接口。

例如，电流、电压变换器、状态量和模拟量的输入等。

√

输出端口

反映继电保护装置产生预定变化的界面接口。

例如，触点、光耦合装置、模拟量输出等。

√

电源端口

装置的交流电源、直流辅助电源的输入界面接口。

√

功能接地端口

为了装置电气安全，从设备上的端子接到地的一个界面接口。

√

表14：

装置具体试验端口

　　装置

端口

外壳端口

信号灯

USB口

信号灯

液晶、键盘

USB口、信号灯

液晶及键盘

USB口、信号灯

液晶及键盘

USB口

液晶及键盘、信号灯

通信端口

电以太网口

串行通讯口

电以太网口

GPS校时口

串行打印口

电以太网口

GPS校时口

电以太网口

GPS校时口

电以太网口

串行通讯口

输入端口

／

直流输入

开入回路

保护电流输入

保护电压输入

开入回路

小信号输入

开入回路

保护电流输入

保护电压输入

开入回路

输出端口

／

继电器出口

扩展开出

信号出口

操作回路

扩展开出

信号出口

操作回路

信号出口

电源端口

电源输入口

功能接地端口

装置屏蔽地

表15：

试验等级规定

试验项目

严酷等级

静电放电抗扰度试验

具体规定见GB/T14598.14-1998量度继电器和保护装置的电气骚扰试验静电放电试验中表1规定

电快速瞬变抗扰度试验

具体规定见GB/T14598.10-1996电器继电器第22部分：

第4篇：

量度继电器和保护装置的电气骚扰试验电快速瞬变脉冲群抗扰度试验表1

浪涌抗扰度试验

具体规定见GB/T14598.18-2002电器继电器第22部分：

第4篇：

量度继电器和保护装置的电气骚扰试验浪涌抗扰度试验表1

表16：

装置具体试验等级选择

　　装置

端口

静电放电抗扰度试验

IV级

III级

电快速瞬变抗扰度试验

Ａ级

浪涌抗扰度试验

IV级

III级（电源IV级）

表17：

试验程序

试验项目

试验程序

静电放电抗扰度试验

试验时应将辅助记录量和负载加在相应的回路上，其量值应与各种额定条件相等。

输入激励量值应尽可能地接近临界状态，但不能超过静电放电干扰所要求的变差值。

电快速瞬变抗扰度试验

试验应在规定的基准条件下进行，试验时被试产品应施加额定的辅助激励量，同时施加的输入激励量应为两倍规定动作值误差的范围内变化，当电快速瞬变/脉冲群信号电压以共模方式依次施加于每一端口，检验产品是否产生误动或拒动现象，同时还应检测装置的其他功能部分工作是否正常。

试验将每一极性施加的时间最少为1分钟

浪涌抗扰度试验

试验应在规定的基准条件下进行，被试产品的动作时间的整定值应整定为最小值，试验时辅助激励量应施加额定值，输入激励量应为规定误差的两倍之内。

试验应分别在线对线和线对地之间进行，当在线对地之间进行试验时，应逐次对每一线路和地之间进行试验。

表18：

验收标准

功能

验收准则

保护

在规定限值内功能正常

命令与控制

在规定限值内功能正常

测量

试验期间性能暂时下降，试验后自行恢复，存储数据不丢失

人机接口和可视报警

试验期间性能暂时下降或功能丧失，试验后自行恢复，存储数据不丢失

数据通信

误码率可能增加啊，但传输数据不丢失

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