南方电网故障录波器及行波测距装置技术规范.docx
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南方电网故障录波器及行波测距装置技术规范
ICS
备案号：
Q/CSG
k
中国南方电网有限责任公司企业标准
Q/CSG110031-2012
南方电网故障录波及行波测距装置
技术规范
TechnicalspecificationforfaultrecorderandtravellingwavefaultlocationdeviceofCSG
2012-04-26实施
2012-04-26发布
中国南方电网有限责任公司发布
1范围1
2规范性引用文件1
3术语和定义1
4故障录波装置技术要求2
5行波测距装置技术要求7
附录AHDR文件格式9
附录B故障录波装置建模原则19
附录C故障录波装置录波量接入原则21
为规范、指导南方电网110kV及以上系统故障录波装置及行波测距装置选型配置，依据国家和行业的有关标准和规程，特制定本规范。
本规范的附录为资料性附录。
本规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出。
本规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部归口并解释。
本规范在起草的过程中得到了广东省电力设计研究院、广东电网公司、广西电网公司、云南电网公司、贵州电网公司和海南电网公司的大力支持。
本规范主要起草人：
丁晓兵、庞学跃、刘玮、李一泉、邓小玉、刘千宽
南方电网故障录波及行波测距装置技术规范
1范围
1.1本规范规定了南方电网公司范围内110kV及以上常规厂站故障录波装置和行波测距装置的技
术标准和要求。
直流换流站录波装置和行波测距装置参照执行。
1.2本规范适用于南方电网公司范围内110kV及以上常规变电站的故障录波装置和行波测距装置
新建、改造工程。
故障录波装置和行波测距装置的设计、施工、验收及运行维护应参照本规范执行。
1.3本规范与《中国南方电网继电保护通用技术规范》一起，构成故障录波装置和行波测距装置的全部技术要求。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而构成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，但鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
IEC60255-24:
2001电力系统瞬态数据交换的通用格式（COMTRADE）
IEEEStandardforSynchrophasorsforPowerSystems，（IEEEStdC37.118-2005），2005
DL/T478-2010继电保护和安全自动装置通用技术条件
DL/T553-94220kV〜500kV电力系统故障动态记录技术准则
DL/T663-1999220kV〜500kV电力系统故障动态记录装置检测要求
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（idtIEC60870-5-103:
1997）
DL/T860.7.2-2004/IEC61850-7-2:
2003变电站通信网络和系统第7-2部分：
变电站和馈线设备
的基本通信结构抽象通信服务接口（ACSI）
DL/T860.8.1-2006/IEC61850-8-1:
2004变电站通信网络和系统第8-1部分：
特定通信服务映射
（SCSM）对MMS（ISO/IEC9506-1和ISO/IEC9506-2）及ISO/IEC8802-3的映射
DL/T860.10-2006/IEC61850-10:
2005变电站通信网络和系统第10部分：
一致性测试
DL/T873-2004微机型发电机变压器组动态记录装置技术条件
Q/CSG10011-2005中国南方电网220kV~500kV变电站电气技术导则
3术语和定义
3.1暂态录波
基于触发方式的电力系统故障动态记录，其起动和记录均有明确要求，以下简称录波。
3.2稳态录波
相对于暂态录波而言，有独立的硬件系统，上电即开始不间断录波，无记录死区，支持海量数据存储，可实现对规定时间段内历史数据的完全追溯。
3.3前置采集
在本规范中，指故障录波装置中采集模拟量信号和开关量信号的元件，包括模拟量传感器、A/D
转换器、开关量的隔离通道等。
3.4分通道文件
是故障录波文件的一个子集，一般按照间隔进行划分，将同一被保护的一次设备（如线路、变压器、500kV高压并联电抗器）相关模拟量及开关量的独立组合生成新的录波文件，便于故障录波文件远程传输及分析。
3.5故障测距
确定输电线路故障位置的实用技术。
3.6行波测距装置
在厂站采集、处理行波信号，并给出测距结果的设备。
3.7行波测距误差
故障测距测量的故障点与实际故障点距离的绝对值。
4故障录波装置技术要求
4.1故障录波装置的配置原则
4.1.1录波装置的数量应根据变电站实际接入的模拟量和开关量规模进行配置。
4.1.2500kV变电站的录波装置应按照电压等级分类进行配置，500kV部分（含线路、断路器、电
抗器）、主变、220kV部分（含线路、母联、分段、旁路）应分别设置独立的录波装置。
500kV部分
宜按每两串设置一台录波装置，或按继电器小室分散设置录波装置。
主变部分宜按每两台（组）变
压器设置一台录波装置。
220kV部分宜根据变电站终期规模设置录波装置。
4.1.3220kV变电站的录波装置应按照电压等级分类进行配置，220kV部分（含线路、母联、分段、
旁路）、主变、110kV部分（含线路、母联、分段、旁路）应分别设置独立的录波装置。
220kV部分
宜按变电站终期规模设置录波装置，主变部分宜按每两台变压器设置一台录波装置，110kV部分宜
根据变电站终期规模设置录波装置。
4.1.4110kV变电站宜配置故障录波器，满足以下情况时应配置录波装置：
4.141三回及以上110kV出线的变电站；
4.1.4.2有电源以110kV电压上网的变电站；
4.1.4.3有多侧电源的变电站；
4.1.4.4枢纽站或带有重要负荷的变电站。
4.2故障录波装置的功能要求
4.2.1故障录波装置的记录量
4.2.1.1故障录波装置应能记录电流、电压、高频检波信号及开关量。
4.2.1.2故障录波装置应具有直流信号接入功能。
（1）故障录波装置应具有录取220V、110V直流量的功能，测量变电站站用直流母线正对地和负
对地电压，且通道输入阻抗不小于5兆欧。
（2）故障录波装置应能接入变送器输出的直流量。
4.2.2暂态录波功能
4.2.2.1故障录波装置应支持起动元件起动录波和手动起动录波，起动元件可整定。
4.2.2.2故障录波装置应能记录因系统故障、振荡等扰动引起的电流电压、高频检波信号及各输入开关量的变化波形。
4.2.2.3故障录波装置应有足够的起动元件，装置应在系统发生故障或振荡时可靠起动并开始录波，
在故障消除或系统振荡平息后，再经预先整定的时间停止记录。
装置的数据记录时间、记录方式及
采样速率应满足DL/T553—94第7章的要求。
4.2.2.4故障录波装置应能记录和保存从故障前至少40ms到停止记录时的电气量波形。
采样频率可
选，各路模拟量同时记录时，A、B段每模拟通道允许设定的最高采样率不小于10kHz。
4.2.2.5故障录波装置应支持生成分通道录波文件，技术原则如下：
（1）功能可投退，可根据需求选择是否生成分通道录波文件，支持按照分通道文件的方式进行存储和传输；
（2）投入该功能时，在录波单元生成本单元所有通道完整的录波文件同时，可根据预设定条件，按间隔生成分通道录波文件。
对于有保护动作（母差保护动作除外）的录波，录波单元应生成相应间隔的分通道录波文件并上送，多个间隔同时动作时应生成相应多个分通道文件。
分通道文件应包含间隔相关的电压通道、电流通道和开关量通道等。
4.226故障录波装置起动后应能提供简要的故障信息报告，包括：
故障元件、故障类型、故障时
刻、故障电流、起动量和故障测距结果。
本规范基于COMTRADE扩充了HDF类型录波文件，用于反
映故障信息，并记录分通道录波文件的线路和变压器参数，见附录Ao
4.227故障录波装置应具有记录动作序号的功能。
4.228故障录波装置应在不依赖后台管理机的情况下采用循环存储方式完成100次以上的录波起
动记录。
4.2.3稳态录波功能
4.2.3.1除前置采集部分共用外，暂态录波单元与稳态录波单元应分别采用独立硬件系统，一个录波单元的器件损坏不得影响另一个录波单元的正常运行。
4.2.3.2稳态录波的数据采集、记录、检索、传输均由嵌入式硬件系统完成，不依赖于后台管理机。
4.2.3.3稳态录波单元应可配置，稳态录波记录的通道应可定制。
4.2.3.4稳态录波单元最高采样率应不低于2kHz,采样率可设定。
在同时记录全部输入信号条件下，
采用循环方式存储的历史数据应不低于7天。
4.2.3.5稳态录波要求具有事件实时扰动标记功能，标记类型应可以投退，扰动标记应以事件方式通知上一级管理单元，并应生成扰动统计报表。
4.2.3.6稳态录波应支持按时间和按事件快速检索历史数据。
4.2.4故障录波装置的录波文件记录功能
4.2.4.1装置的录波文件分为稳态录波文件、暂态录波文件和分通道文件，其命名规则均应符合本规范要求。
4.2.4.2录波文件的记录格式应采用IEEEStdC37.111-1999（以下简称COMTRADE99
4.2.4.3本规范对COMTRADE标准的应用做出如下规定：
（1）关于采样段描述的约定：
如AB段有200个采样点/10000Hz,C段有1000个采样点/1000Hz,则CFG中（samp,endsamp）应描述为：
10000,200
1000,1200
即第二列参数（endsamp）表示累计采样点数，不是该段采样率下的采样点数。
（2）关于COMTRADE99版CFG中的时间表述（Date/timestamps）部分定义的时间记录格式为dd/mm/yyyy,hh:
mm:
ss.ssssss,记录的秒部分（即ss.ssssss用9个字符表示，其中小数点前两位表示秒，小数点后六位表示微秒。
（3）对于分通道文件，CFG文件中station-name由“变电站名（间隔名）”组成，正反括弧采用英文半角字符。
（4）DAT文件记录应采用BINARY格式。
（5）通道相别描述方式：
A=A相；B=B相；C=C相；N=N相；不区分大小写，但应使用半角字符。
4.2.4.4暂态录波文件的命名采用录波起动时刻（即触发时刻）+装置名的组合方式；分通道录波文
件的命名采用录波起动时刻（即触发时刻）+间隔名的组合方式。
稳态录波文件的命名采用录波记录
时刻+装置名的组合方式。
425故障录波装置的数据安全性
4.2.5.1故障录波装置的定值、告警记录、录波数据应具有掉电保持功能。
425.2按故障录波装置上的任意一个开关或按键不应丢失或抹去已记录的信息。
4.2.5.3起动录波后，录波装置掉电，故障录波装置应能可靠地保存从该次起动时刻开始到电源失去前的录波数据。
4.2.5.4故障录波装置在正常运行情况下不应出现死机现象。
4.2.6故障录波装置的录波数据传输功能
4.2.6.1可远方调阅、修改装置参数和起动录波。
4.2.6.2远方控制功能应具备权限管理。
4.2.6.3可远方按文件列表有选择地调用装置记录的录波数据。
4.2.6.4可远方查询装置的当前状态和历史记录（如自检报告、用户操作记录等）。
4.2.6.5故障录波装置的节电设置不得影响正常通信功能。
4.2.7告警信号
4.2.7.1故障录波装置操作面板上应有运行工况指示，至少包括装置运行、录波起动、装置异常和装置故障等指示灯。
4.2.7.2当地告警信号应不少于4对硬接点输出，分别为录波起动、装置失电、装置故障和装置异
常。
4.2.7.3通信口输出的告警信号至少包括：
装置和后台管理机通信中断、自检异常、GPS异常、录
波起动、PT/CT断线。
4.2.7.4告警信息的记录时间应精确到1毫秒。
4.2.8故障测距功能：
装置应自动识别故障线路并具备测距功能。
测距精度应不受故障位置、故障
类型、大地电阻率及一些较强干扰因素的影响，金属性短路单端测距误差w±2.5%。
4.2.9时间同步功能
4.2.9.1故障录波装置应具有时间同步功能。
新建变电站的故障录波装置应采用IRIG-B码（DC时
钟同步信号。
4.2.9.2在同步时钟信号中断的情况下，装置在24h内的守时误差应不大于1s。
4.2.10通信接口及传输规约：
装置应具备2个及以上独立的10M或100M工业以太网接口，通信规
约采用103规约或61850规约，具有完善的自我描述功能。
装置建模原则参见附录A。
4.2.11故障录波装置后台软件功能
4.2.11.1应采用图形化操作界面。
4.2.11.2应具有检索和导出稳态录波文件、暂态录波文件和分通道文件的功能。
4.2.11.3应有在线查看功能，可查看通道有效值、谐波、矢量、序分量、频率、功角等。
4.2.11.4应具有编辑、漫游功能，提供波形的显示、迭加、组合、比较、剪辑、添加标注等分析工具，可选择性打印，可灵活选择特定通道的波形复制于文本文档中，支持将录波文件中模拟量数据直接导出至表格文档中。
4.2.11.5应具有录波文件编辑功能，能按照定制的通道（如某一间隔的所有模拟量和开关量）
将录波文件中的数据进行组合生成新的录波文件，并符合COMTRADE标准。
4.2.11.6应具有谐波分析、序分量分析、矢量分析等功能，能将记录的电流、电压及导出的阻抗和各序分量形成向量图，并显示阻抗变化轨迹。
4.2.11.7应具有故障的计算分析功能，能计算频率、有功功率、无功功率、功率因数、差流、过激磁和阻抗等导出量。
4.2.11.8应有修改定值功能。
4.2.11.9应有本地硬盘维护功能。
4.2.11.10应支持权限管理。
4211.11应具备显示装置当前时间功能。
4212故障录波装置硬件要求
4.2.12.1录波单元应采用嵌入式硬件平台。
4.2.12.2非易失存储器宜采用平均写技术，循环擦写次数不低于10万次。
4.2.12.3模拟量输入信号应进行电气隔离。
开关量输入信号应进行光电隔离，电源使用直流110V
或220V。
4.2.12.4模数转换部分采用16bitA/D。
4.2.12.5后台管理机主板要求：
采用低功耗CPU嵌入式免风扇设计；对外通信采用独立板载
以太网口；板载内存；主板的电磁抗干扰要求等同装置本体；具备USB接口，支持数据直接导出至
USB设备。
4.3故障录波装置的技术性能要求
4.3.1记录量的配置
4.3.1.1模拟量（包括交流量、直流量和高频检波量）：
最大配置不少于80路。
4.3.1.2开关量：
最大配置不少于160路。
4.3.2起动元件性能要求
4.3.2.1起动元件分为主起动元件和辅助起动元件，起动元件均能整定定值。
主起动元件包括电压突变起动、电压越限起动、负序电压越限起动、零序电压越限起动、电流突变起动、电流越限起动、负序电流越限起动、零序电流越限起动、开关量变位起动。
其它均为辅助起动元件。
装置出厂前默认所有辅助起动元件不判起动。
4.3.2.2主起动元件技术要求
①主起动元件技术性能
序号
起动元件
功能要求
性能要求
1
电压突变起动
可按通道设定是否起动暂态记录；
起动值可按通道设定
相电压突变量整定值不小于5%Un、零序电压突变量整定值不小于2%Un时，动作值误差应不超过整定值的£0%
2
电压越限
起动
可按通道设定是否起动暂态记录；
电压越限起动值应分高限和低限，可按通道设定
整定值在（90%〜110%）UN范围时，动作值误差应不超过整定值的±5%
电压W0.5UN的时间连续超过3s时，宜自动退出电压越低限起动判据
3
负序电压越限起动
可设定是否起动暂态记
录；可设定越限起动值
整定值不小于3%Un时，动作值误差应不超过整定值的±10%
4
零序电压
越限起动
可设定是否起动暂态记
录；越限起动值可设定
整定值不小于3%Un（Un为57.7V）时，动作值误差应不超过整定值的±10%
5
电流突变
起动
可按通道设定是否起动暂态记录；起动值可按通道设定
相电流突变量整定值不小于10%In、零序电流突变量整定值不小于10%In时，动作值误差应不超过整定值的塑0%
6
电流越限
起动
可按通道设定是否起动暂态记录；越限起动值可按通道设定
整定值不小于110%In时，动作值误差应不
超过整定值的±5%
序号
起动元件
功能要求
性能要求
7
负序电流越限起动
可设定是否起动暂态记
录；越限起动值可设定
整定值不小于10%In时，动作值误差应不超过整定值的犬％
8
零序电流
越限起动
可设定是否起动暂态记
录；越限起动值可设定
整定值不小于10%In时，动作值误差应不超过整定值的犬％
9
开关量变位起动
可设定是否起动暂态记录
外部开关量触点闭合（或断开）时间大于
2ms,应自动起动暂态记录
4.323辅助起动元件技术要求
②辅助起动元件技术性能
序号
起动类型
功能要求
性能要求
1
三次、五次、七次谐波电压起动
可设定三次、五次、七次谐波电压型判据是否起动暂态记录；三次、五次、七次谐波电压型判据起动值可设定
判据动作值误差应不超过整定值的芳％
2
直流越限
起动
-
动作值误差应不超过整定值±10%
3
差流越限
起动
差流包括横差和纵差两个部分，差流越限起动元件接入的电流组数最大不得小于3组，差流越限起动能补偿不冋的接线方式、不冋电压等级电流组形成的不平衡电流
差流越限整定值不低于10%In时，动作值
误差应不超过整疋值的±%
4
手动起动、远方起动
应具有通过面板（屏体）按键或键盘起动暂态记录的功能；应具有通过已建立连接的远方计算机起动暂态记录功能
5
频率越限及频率变化率起动
-
频率低限起动范围40Hz〜49.9Hz,整定值为49.5Hz时，动作值误差应不超过±）.02Hz；频率高限起动范围50.1Hz〜55Hz,整定值为
50.5Hz时，动作值误差应不超过±0.02Hz
0.5s内频率变化率df/dt大于整定值时，录波应起动
6
1.5s内电流变差10%起动
-
以0.4In（频率为50Hz）为基准电流，在此基础上叠加一个0.04In（频率可调）的电流，使合成后的电流振荡周期为3s时，装置应在第一个振荡周期内可靠起动，动作值误差应不超过30%
序号
起动类型
功能要求
性能要求
7
过激磁起动
-
过激磁整定值（U/f）不低于1.1时，动作值误差应不大于整定值的芳％
4.4接入原则
441同一被保护的一次设备（如线路、变压器、母线、500kV高压并联电抗器）的相关模拟量与
开关量宜接入同一录波装置中，录波量参见附录A。
4.4.2220kV及以上电压等级模拟量必须录波，并宜按照电压互感器、电流互感器装设位置不同分别接入。
4.4.2.1安装在不同位置的每一组三相电压互感器，其三相电压和开口三角电压均应单独录波。
442.2变压器应录取各侧的电压、电流、公共绕组零序电流和中性点零序电流。
500kV高压并联
电抗器应参照变压器选取模拟量录波。
4.4.2.3220kV及以上电压等级3/2、4/3及角形接线，均应单独录取断路器电流。
220kV电压等级双母接线方式应单独录取母联、分段断路器电流。
4.4.2.4录波装置电流回路应采用电流互感器保护级二次绕组。
录波装置与保护装置、安稳装置共用一组电流互感器绕组时，录波装置宜接于保护装置、安稳装置之后。
4.4.3接入录波装置的开关量应包括保护出口、通道收发信以及开关变位等信息。
4.4.3.1主变保护各侧的出口跳闸及动作信号接点，均应接入录波装置。
4.4.3.2传送闭锁式命令的专用收发信机的收信输出、保护的发（停）信信号，传送允许式命令和远跳命令设备的接点信号均应接入录波装置。
443.3对于220kV及以上电压等级的分相断路器，每相断路器分、合闸位置均应分别接入录波装置，宜采用断路器辅助接点接入。
4.4.3.4操作箱中的手跳、三跳、永跳继电器的接点宜接入录波装置。
4.4.4安稳控制系统、备自投、低周低压减载等安全自动装置动作出口信号接点宜接入录波装置。
4.4.5直流母线对地电压模拟量宜接入录波装置进行录波。
4.4.5.1每段直流母线对地电压仅接入一台录波装置进行录波，无需在不同的故障录波器重复录波。
4.4.5.2220kV及以上变电站，不同段直流母线应分别接入不同故障录波器进行录波，直流母线对
地电压模拟量和录波装置工作电源共用一组直流电源，两者在故障录波屏通过直流断路器分开供电。
5行波测距装置技术要求
5.1行波测距装置的配置原则
5.1.1线路长度超过20km的500kV交流线路、超过40km的220kV线路或多单位维护的220kV及以上线路应配置行波测距装置。
5.1.2其它巡线困难的220kV及以上线路宜装设行波测距装置。
5.1.3直流线路应配置线路行波故障测距装置。
5.2行波测距装置的功能要求
5.2.1行波测距装置应具有多种起动方式，各起动方式可由用户选择，并可远方修改。
5.2.2行波测距装置应具有在线硬件和软件自动检测功能。
当装置异常时，应能发出告警信号。
5.2.3行波测距装置应具备自复位功能。
在因干扰造成程序走死时，应能通过自复位电路自动恢复
正常工作。
5.2.4行波测距装置应具备掉电报警功能，并具备保存电源中断前所采数据的能力。
5.2.5行波测距装置应能自动给出故障测距结果，在当地和远方都能显示。
5.2.6行波测距装置应具备通信管理功能，以便实现装置设定管理和远方投退装置。
5.2.7行波测距装置具有对时功能，对时精度1卩S。
528通信接口及传输规约：
装置应具备2个及以上独立的10M或100M以太网接口，通信规约采
用103规约或61850规约，具有完善的自我描述功能。
5.2.9行波测距装置应具有远传功能，根据设定的条件自动向调度端上传测距数据和分析报告。
5.2.10告警信号
5.2.10.1行波测距装置面板上应有运行工况指示，至少包括装置运行、起动和装置故障等指示灯。
5.2.10.2行波测距装置异常和告警信号（无源接点）应能提供给监控系统。
5.2.10.3当地告警信号应不少于3对硬接点输出，分别为装置起动、装置失电、装置故障。
5.2.10.4通信口输出的告警信号至少包括：
装置和后台管理机通信中断、自检异常、GPS异常
等。
5.2.11行波信号获取
对交流线路，行波测距装置直接接入CT二次
升级会员 