智能变电站测试完整版.docx

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智能变电站测试完整版

智能变电站测试

二零一四年七月

智能变电站测试需求

11范围

根据国家电网网公司和南方电网公司有关基于智能变电站的继电保护、安全自动装置及相关设备（包括电子互感器、合并单元、智能终端、过程层网络、时间同步系统等）的规定，提出智能变电站测试需求。

12规范性引用文件

GB/T20840.7-2007电子式电压互感器

GB/T20840.8-2007电子式电流互感器

GB14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程

GB50171－1992电气装置安装工程盘，柜及二次回路结线施工及验收规范

DL/Z860.1-2004（IEC61850-1）变电站内通信网络和系统第1部分：

介绍和概述

DL/Z860.2-2006（IEC61850-2）变电站内通信网络和系统第2部分：

术语

DL/T860.3-2004（IEC61850-3）变电站内通信网络和系统第3部分：

总体要求

DL/T860.4-2004（IEC61850-4）变电站内通信网络和系统第4部分：

系统和工程管理

DL/T860.5-2006（IEC61850-5）变电站内通信网络和系统第5部分：

功能的通信要求和设备模型功能和设备模型的通信要求

DL/T860.6-2008（IEC61850-6）变电站内通信网络和系统第6部分：

变电站自动化系统配置描述语言变电站自动化系统结构语言

DL/T860.71-2006（IEC61850-7-1）变电站内通信网络和系统第7-1部分：

变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构－原理和模型

DL/T860.72-2004（IEC61850-7-2）变电站内通信网络和系统第7-2部分：

变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构－抽象通信服务接口（ACSI）

DL/T860.73-2004（IEC61850-7-3）变电站内通信网络和系统第7-3部分∶变电站和线路（馈线）设备基本通信结构－公用公共数据类

DL/T860.74-2006（IEC61850-7-4）变电站通信网络和系统第7-4部分：

变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构－兼容的逻辑节点类和数据类

DL/T860.81-2006（IEC61850-8-1）变电站通信网络和系统第8-1部分：

特定通信服务映射（SCSM）映射到MMS（ISO/IEC9506第1部分和第2部分）

DL/T860.91-2006（IEC61850-9-1）变电站通信网络和系统第9-1部分：

特定通信服务映射（SCSM）-通过单向多路点对点串行通信链路的采样值

DL/T860.92-2006（IEC61850-9-2）变电站通信网络和系统第9-2部分：

特定通信服务映射（SCSM）-通过ISO/IEC8802-3GB/T15629.3的采样值

DL/T860.10-2006（IEC61850-10）变电站通信网络和系统第10部分：

一致性测试网络

DL/T478-2001静态继电保护及安全自动装置通用技术条件

DL/T995-2006继电保护和电网安全自动装置检验规程

DL/T5136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定

DL/T667-1999继电保护设备信息接口配套标准

DL/T630-1997交流采样远动终端技术条件

DL/T621-1997交流电气装置的接地

DL/T5218-2005220～500kV变电所设计技术规程

Q/GDW161-2007线路保护及辅助装置标准化设计规范

Q/GDW175—2008变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范

Q/GDW383-2009智能变电站技术导则

Q/GDW393-2009110（66）kV～220kV智能变电站设计规范

Q/GDW394-2009330kV～750kV智能变电站设计规范

Q/GDW396-2009IEC61850工程继电保护应用模型

Q/GDW441-2010智能变电站继电保护技术规范

Q/GDWZ414-2010变电站智能化改造技术规范

Q/GDWZ410-2010高压设备智能化技术导则

Q/GDW424-2010《电子式电流互感器技术规范》

Q/GDW425-2010《电子式电压互感器技术规范》

Q/GDW426-2010《智能变电站合并单元技术规范》

Q/GDW427-2010《智能变电站测控单元技术规范》

Q/GDW428-2010《智能变电站智能终端技术规范》

Q/GDW429-2010《智能变电站网络交换机技术规范》

Q/GDW430-2010《智能变电站智能控制柜技术规范》

Q/GDW431-2010《智能变电站自动化系统现场调试导则》

13系统测试及组成

系统测试

智能变电站应检验测试以下系统：

v采样值系统

v网络系统

v继电保护系统

v网络状态监测系统

v时间同步系统

测试系统组成

智能变电站系统测试可由以下主要设备组成：

1、带升压器的标准电压互感器

2、带升流器的标准电流互感器

3、合并单元测试仪及合并单元模拟器

4、IEC61850继电保护测试仪

5、继电保护测试仪和规约转换器

6、时间同步测试仪

7、故障录波及网络报文记录仪

8、IEC61850数字万用表

9、集成网络分析仪

10、模拟智能终端

测试系统测试示意图

14检验测试内容

装置常规检测

序号

测试项目

检验标准或要求

检验方法

装置电源检查

80%～110%额定电压，装置连续正常工作

装置所有插件均插入，按试验项目要求通入可调整电压的电源，进行装置的自启动试验，观察装置是否正常，如有测试孔需测试输出电压，检验其是否在允许范围内

装置通电自检

装置上电自检通过，装置键盘操作正常，打印机联机正常（如有），对时正确

重启装置，检查是否有异常报告。

检查装置键盘各按钮反应是否正常。

打印装置定值单（如有），检查输出正确无误码。

与GPS时钟对比，装置时钟正确

装置程序版本检查记录

装置程序版本正确

检查和记录装置各模块的程序版本、检验码和程序生成时间，与中调下达的程序版本核对，应符合要求

定值整定功能及定值核对（如有）

定值整定功能正常。

装置定值正确无误

试更改定值，功能正常，装置重启后检查定值不丢失。

检查装置切换定值区功能正常。

与调度部门下达的整定通知单核对，装置定值正常无误，记录定值单编号

装置硬开入量检查（如有）

装置对各开入量反应正确

采用短接端子或投退压板的方法改变装置的开入量状态，检查装置的状态显示是否正确

装置硬开出量检查（如有）

装置各开出量的出口正确

在装置开出试验菜单进行开出试验，检查各开出接点正常闭合。

试验前注意检查启动失灵等回路已与运行设备隔离

装置告警信号回路检查

装置信号回路正常

模拟装置动作和告警，检查装置面板指示正常，报告记录正确完整，相应的装置动作、异常告警等接点正确动作。

装置到就地监控的中央信号或通过计算机通信口给到就地监控系统的定值、装置告警信号、动作报告正确

采样值系统检验

采样值系统由电子式互感器和合并单元组成（Q/GDW431-2010）。

电子式电流、电压互感器

电子式互感器调试测试项目主要包括配置、通信、准确度、变比、角比差和极性。

序号

测试项目

要求

电子式电流互感器

准确度（幅值、相位、复合误差、最大峰值瞬时误差）

极性

变比

输出绝对延时

稳定性要求：

5次试验，最大与最小差值≤20μs；准确性要求：

<2ms

饱和特性

电子式电压互感器

准确度（幅值、相位）

极性

变比

输出绝对延时

稳定性要求：

5次试验，最大与最小差值≤20μs；准确性要求：

<2ms

核相

1路电源，两组母线电压幅值、相位和频率比较

定相

2路电源，两组母线电压幅值、相位和频率比较

电子式互感器供电电源切换

合并单元

序号

测试项目

要求

MU输入电流电压信号的同步检验

≤0.2ms

电压MU级联到电流MU时的电流电压同步检验

MU输出SV报文中电流电压数据的方向

合并单元的电流方向应与互感器一次电流一致，数字量输出帧中对应值中MSB等于0。

MU发送SV报文检验

丢帧率

<1‰

完整性

任意两帧SV报文的序号应连续

发送频率

SV报文的发送频率应与采样点频率一致

发送间隔离散度

间隔抖动≤10μs

品质位

正常：

异常：

错误标识

MU对时误差测试

对时误差

≤1μs

守时误差

≤4μs/10min

MU失步再同步性能检验

发送的SV报文采样序列号应连续，SV报文的间隔抖动应小于20000/N±20μs（N为每周波采样点数

MU检修状态测试

检修压板投入：

检修压板退出：

MU电压切换功能测试

电压并列功能测试

互联测试

10.1

采集数据光纤输入MU通信中断

相关保护测量正确告警，不误动

10.2

采集数据光纤输入MU通信异常（错误数据）

相关保护无异动

保护报光纤数据无效

10.12

大电流突变暂态测试

（1）突加大电流；

（2）大电流消失

网络系统检验

网络系统主要由交换机和各类通信介质组成。

交换机检验

交换机检验分别对以太网交换机和GOOSE网络交换机二种类型进行检验。

序号

测试项目

要求

交换机以太网端口测试

端口设置

速率

镜像

生成树协议检查

VLAN设置检查

GMRP设置检查

以太网交换机性能

1、实际工况下

2、网络负荷增加（50%）

3、网络风暴

GOOSE网络交换机性能

1、实际工况

2、网络负荷增加（50%）

3、网络风暴

通信故障恢复时网络性能

设备软件和通信报文检查

序号

测试项目

要求

SCD文件

SCD文件CRC校验码

设备

CPU型号

保护程序版本号

保护程序CRC校验码

通信程序版本号

通信程序CRC校验码

配置文件

配置文件CRC校验码

CID文件版本号

CID文件CRC校验码

设备过程层SV通信

GOOSE通信源MAC地址

目的MAC地址

VLANID

APPID

优先级

设备过程层GOOSE通信

源MAC地址

目的MAC地址

VLANID

APPID

优先级

设备站控层MMS通信

IP地址

子网掩码

站控层GOOSE通信

源MAC地址

目的MAC地址

VLANID

APPID

优先级

GOOSE报文

发送报文的帧数

发送报文的时间间隔

点对点通信接口和网络通信接口的内容

对点对通信接口的发送报文应完全映射到网络通信接口

继电保护系统检验

继电保护系统主要由保护装置、测控装置、安全自动装置、智能终端和故障录波装置组成。

继电保护装置检验

继电保护装置主要有线路保护、变压器保护、母线保护、母联保护、高压并联电抗器保护、3/2接线断路器保护和短引线保护。

装置检验测试项目

序号

测试项目

要求

根据SCD文件检查各种继电保护装置信息传输的正确性

动作信息

告警信息

状态信息

录波信息

定值信息

继电保护应用模型测试

各种信息描述名称

离线获取模型和在线召唤模型两者应该一致

数据类型

定值描述范围

继电保护发送给站控层网络信息的正确性测试

动作信息

告警信息

保护状态信息

录波信息

定值信息

继电保护通讯功能测试

TCP/IP访问连接

≥16个客户端

报告实例

≥10

远方投退压板

修改定值

切换定值区

设备复归

远方召唤最近八次录波报告

继电保护设备上送信息测试

采样值

开关量

压板状态

设备参数

定值区号及定值

自检信息（包括硬件损坏、功能异常、与过程层设备通信状况）

异常告警信息

保护动作事件及参数（故障相别、跳闸相别和测距）

录波报告信息

装置硬件信息

装置软件版本信息

装置日志信息

开关量变位信息

保护动作事件信息

交流量精度检查

输入电流、电压的零漂、幅值、相位、频率精度检验

不同间隔电流、电压信号的同步性能

采样值测试

1）品质位无效

2）畸变

3）传输异常（包括延时不稳定等）

4）叠加直流的采样

通信断续测试

MU与保护装置之间的通信断续测试

智能终端与保护装置之间的通信断续测试

检修状态测试

1）SV

2）GOOSE

开入开出实端子信号测试

虚端子信号检查

配置

一致性

整定值的整定及检验

定值设置

整组试验

通过数字化测试设备给保护装置加入电流、电压及相关的GOOSE开入，并通过接收保护的GOOSE开入确定保护的动作行为，保护整组测试方案完全同常规保护（参照DL/T995-20066.7节）

80%额定工作电源下保护整组传动试验

保护同步测试

时钟对时测试

合并单元异常告警闭锁

装置光纤通道报警

GOOSE断链、网络重载

双AD不一致测试

通信功能测试（如网络异常、网络风暴等）

保护整组联动测试

保护整组联动测试主要测试从保护装置出口至智能终端，最后直至开关回路整个跳、合闸回路的正确性；保护装置之间的启动失灵，闭锁重合闸等回路的正确性。

在测试整个回路的同时，还需对回路中保护出口软压板、智能终端硬压板、装置的检修压板的作用进行分别验证。

此外，还需在80%直流电源情况下验证保护动作、开关跳闸的可靠性。

1、线路保护整组联动

1）500kV线路保护整组联动

待补充

2）220kV线路保护整组联动

220kV线路第一套保护整组联动测试表

故障类型

保护装置

智能终端

母线保护

操作电源1

操作电源2

结果

GOOSE跳闸出口软压板

GOOSE重合闸出口软压板

GOOSE启动失灵出口软压板

检修压板

A相跳闸出口硬压板

B相跳闸出口硬压板

C相跳闸出口硬压板

重合闸出口硬压板

检修压板

√

220kV线路第二套保护整组联动测试表

故障类型

保护装置

智能终端

母线保护

操作电源1

操作电源2

结果

GOOSE跳闸出口软压板

GOOSE重合闸出口软压板

GOOSE启动失灵出口软压板

检修压板

A相跳闸出口硬压板

B相跳闸出口硬压板

C相跳闸出口硬压板

重合闸出口硬压板

检修压板

√

3）110kV线路保护整组联动

110kV线路保护整组联动测试表

故障类型

保护装置

智能终端

操作电源

结果

GOOSE跳闸出口软压板

GOOSE重合闸出口软压板

检修压板

跳闸出口硬压板

重合闸出口硬压板

检修压板

√

2、母线保护整组联动

测试母线保护每条支路的GOOSE跳闸出口软压板的正确性、验证母线保护与线路保护的闭锁重合闸软回路、母线保护与智能终端之间以及母线保护与线路保护之间的检修压板的对应关系。

3、主变压器保护整组联动

故障类型

保护装置

高压侧智能终端

中压侧智能终端

低压侧智能终端

母线保护

结果

高

中

低

检修压板

GOOSE跳闸出口

GOOSE启动失灵出口

GOOSE跳闸出口

A相跳闸出口

B相跳闸出口

C相跳闸出口

检修压板

跳闸出口

检修压板

跳闸出口

检修压板

4、备自投整组联动

5、低频低压减载整组联动

智能终端检验

序号

测试项目

要求

智能终端动作时间测试

GOOSE跳闸命令动作时间

<7ms

GOOSE合闸命令动作时间

<7ms

传送开关位置信号测试

<15ms

SOE精度测试

<2ms

智能终端检修测试

闭锁逻辑测试

驻留时间测试？

智能操作箱单体测试

序号

测试项目

要求

动作时间测试

GOOSE跳闸命令动作时间

<7ms

GOOSE合闸命令动作时间

<7ms

传送开关位置信号测试

<15ms

SOE精度测试

<2ms

智能终端检修测试

闭锁逻辑测试

驻留时间测试？

测控装置检验

序号

测试项目

要求

故障录波器检验

序号

测试项目

要求

采集量检查

整定试验

故障测距

GOOSE断链检查

时间同步测试

安全稳定装置检验

序号

测试项目

要求

采集量检查

合并单元异常告警闭锁

装置通道报警

整定试验

整组试验

80%额定工作电源下整组传动试验

时间同步测试

备自投装置检验

序号

测试项目

要求

采集量检查

装置通道报警

整定试验

整组试验

80%额定工作电源下整组传动试验

时间同步测试

网络监测系统检验

网络监测系统主要由网络报文记录分析装置和网络通信实时状态检测设备组成。

网络报文记录分析装置测试

序号

测试项目

要求

网络通信实时状态检测设备测试

序号

测试项目

要求

时间同步系统检验

序号

测试项目

备注

主时钟时间同步准确度

1、脉冲、IRIG-B码准确度、上升沿

2、SNTP、PTP准确度

1、网络正常负载

2、网络风暴

3、误码及错误码

4、主钟之间切换

时钟扩展装置时间同步准确度

1、脉冲、IRIG-B码准确度、上升沿

2、SNTP、PTP准确度

1、网络正常负载

2、网络风暴

3、误码及错误码

4、主钟之间切换

主时钟自守时和恢复

主时钟源主备切换功能

间隔层综合功能测试

序号

测试项目

要求

常规四遥功能测试

同期功能测试

间隔层防误闭锁功能测试

时间同步准确度测试

事件顺序记录分辨率测试

其他功能测试

6.1

开关量防抖功能测试

6.2

模拟量死区设定功能测试

6.3

模拟量滤波功能测试

6.4

BCD解码功能测试

6.5

通信监测功能测试

性能指标监测

7.1

模拟量测量综合误差

≤0.5%

7.2

测控装置模拟量量程裕度

≥20%

7.3

电网频率测量误差

≤0.01Hz

7.4

有功、无功功率测量误差

≤1%

7.5

事件顺序记录分辨率（SOE）

≤2ms

7.6

遥测信息响应时间

≤3s

7.7

遥信变位响应时间

≤2s

7.8

事故时遥信变位传送时间

≤0.5s

7.9

遥控、遥调命令响应时间

≤2s

7.10

设备对时精度

≤1ms

7.11

非电气量变送器输出

4~20mA

变电站级测试

变电站级测试根据智能变电站电气接线，可进行如下试验项目：

1、暂态实验

在被保护线路末端模拟单相接地、两相接地、两相短路、三相短路和三相短路接地故障，距离保护的暂态超越不应大于5%。

2、区内金属性故障

在保护线路出口、中点、末端各点模拟单相接地、两相接地、三相短路和三相短路接地故障。

各种故障分别模拟瞬时故障和永久故障。

3、区外故障

在相邻线路两端模拟单相接地、两相接地、三相短路和三相短路接地故障。

各种故障均模拟瞬时故障。

4、转换性故障

在被保护线路内部的同一故障点模拟经不同时限的转换性故障；在被保护线路与相邻线路之间模拟相近故障点之间的异名相转换性故障；在被保护线路与相邻线路之间模拟跨线相间故障。

5、经电阻接地故障

在被保护线路内部两端及中点模拟各种带电阻的单一故障；在相邻线路模拟各种带电

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