功角测量装置PMU系统技术规范.docx

1、功角测量装置PMU系统技术规范功角相量测量装置技术规范书一 通用部分1总则1.1引言投标方应具有ISO9001质量保证体系认证证书，提供的相量测量、保护及故障信息管理子站、同步时钟在线监测装置应在国家或电力行业级检验检测机构通过型式试验、EMC试验等测试。投标方应提供设备近3年运行业绩表。1.1.1 本规范书提出了110kV升压站变电站内相角测量系统PMU的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。1.1.2 本规范书提出的是最低限度的要求，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。1.1.3 如果投标方没有以书面形式对

2、本规范书的条文提出异议，则表示投标方提供的设备完全符合本规范书的要求；如有异议，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。1.1.4 本规范书所使用的标准如遇与投标方所执行的标准不一致按较高的标准执行。1.1.5 本规范书经招、投标双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等效力。1.1.6 本招标文件技术规范中通用部分各条款如与技术规范专用部分有冲突时，以专用部分为准。1.2供方职责供方的工作范围将包括下列内容，但不仅仅限于此内容。1.2.1 提供标书内所有设备及设计说明书及制造方面的说明。1.2.2 提供国家或电力行业级检验检测机构出具的型式试

3、验报告，以便确认供货设备能否满足所有的性能要求。1.2.3 提供设备安装、使用的说明书。1.2.4 提供试验和检验的标准，包括试验报告和试验数据。1.2.5 提供图纸，制造和质量保证过程的一览表以及标书规定的其他资料。1.2.6 提供设备管理和运行所需有关资料。1.2.7 所提供设备应发运到规定的目的地。1.2.8 如标准、规范与本标书的技术规范有明显的冲突，则供方应在制造设备前，用书面形式将冲突和解决办法告知需方，并经需方确认后，才能进行设备制造。1.2.9 在更换所用的准则、标准、规程或修改设备技术数据时，供方有责任接受需方的选择。1.2.10 现场服务。1.2.11提供设备要满足国家在平

4、均海拔3000米规定的各项技术参数。2技术规范要求2.1使用环境条件2.1.1 设备储存温度：-2570；2.1.2 设备工作温度：-545；2.1.3 大气压力：86106kPa；2.1.4 相对湿度：595；2.1.5 抗地震能力：地面水平加速度0.3g，垂直加速度0.15g，同时作用。2.1.6 海拔：大于或等于3000m。2.2额定电气参数2.2.1 工作电源额定直流电源：220V；额定交流电源：220V。2.2.2 接入回路额定交流电流： 1A（测量TA）；额定交流电压：100V/（相电压）；额定频率：50Hz。2.3相量测量装置总的技术要求2.3.1 相量测量装置应用要求相量测量装

5、置可以组建电力系统实时动态监测系统，实时监测电网的运行状态，观测系统的稳定裕度，记录电压失稳、低频振荡等动态过程，实现电力系统安全预警，并逐步实现电力系统动态控制分析等高级应用。能够实现系统运行的长期实时数据记录。根据需要可实现与SCADA/EMS系统及安全自动控制系统的连接，实现对电力系统的动态过程进行控制。2.3.2 相量测量装置的软件、硬件及结构设计要求相量测量装置按照对系统进行实时控制的要求进行设计和制造。软件、硬件及结构设计遵循安全自动装置的技术要求。2.3.3 安全防护要求电力系统实时动态监测系统符合国家电力监管委员会颁布的电力二次系统安全防护总体方案规定的要求。2.3.4 装置至

6、少应满足表1中最新版本的规定、规范和标准的要求，但不限于表1中规范和标准。表1 相关规范和标准标 准 号标 准 名 称GB 191包装储运图示标志GB/T 2423（系列）电工电子产品环境试验GB 1208电流互感器GB/T 3047.1高度进制为20mm的面板、架和柜的基本尺寸系列GB 2900.1电工术语 基本术语GB/T 6593电子测量仪器质量检测规则GB/T 13730地区电网调度自动化系统GB/T 13729远动终端设备GB/T 3047.4高度进制为44.45mm的插箱、插件的基本尺寸系列GB 4208外壳防护等级（IP代码）GB 14285继电保护和安全自动装置技术规程GB/T

7、 15153.1远动设备及系统 第2部分：工作条件 第1篇：电源和电磁兼容性（idt IEC 870-2-1：1995）GB/T 15153.2远动设备及系统 第2部分：工作条件 第2篇：环境条件（气候、机械和其它非电影响因素）（idt IEC 870-2-2：1996）GB/T 16836度量继电器和保护装置安全设计的一般要求GB/T 17626.2电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验（idt IEC 61000-4-2：1995）GB/T 17626.3电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验（idt IEC 61000-4-3：1995）GB/T 17626.4电磁兼容

8、 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（idt IEC 61000-4-4：1995）GB/T 17626.5电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验（idt IEC 61000-4-5：1995）GB/T 17626.6电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度（idt IEC 61000-4-6：1996）GB/T 17626.12电磁兼容 试验和测量技术 振荡波抗扰度试验（idt IEC 61000-4-12：1996）GB/T 18700.1设备及系统 第6部分 与ISO标准和ITU-T建议兼容的远动协议 第503篇 TASE.2服务与协议 （idt IEC 6

9、0870-6-503 ）GB/T 18700.2设备及系统 第6部分 与ISO标准和ITU-T建议兼容的远动协议 第802篇 TASE.2数据模型（idt IEC 60870-6-802）GB 50116火灾自动报警系统设计规范DL 476电力系统实时数据通信应用层协议DL 630交流采样远动终端技术条件DL/T 634.5104远动设备及系统 第5104部分：传输规约 采用标准传输文件集的IEC 60870-5-101网络访问（IEC 60870-5-104）DL/T 667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/T 720电力系统继电相量测量柜、屏

10、通用技术条件DL/T 890.301能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第301篇 公用信息模型（CIM）-基础部分（IEC 61970-301）DL/T 5003电力系统调度自动化设计技术规程DL/T 5136火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程ANSI/IEEE C37.111电力系统暂态数据交换通用格式IEEE std 1344电力系统同步相量标准IEC 61970-301能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第301篇 公用信息模型（CIM）-基础部分电力系统实时动态监测系统技术规范2.3.5 在雷击过电压、一次回路操作、系统故障及其他强干扰作用下，不应误动和拒动。装置快速

11、瞬变干扰试验、高频干扰试验、辐射电磁场干扰试验、冲击电压试验和绝缘试验应至少符合IEC标准。装置调试端口应带有光电隔离。2.3.6 相量测量柜与其他设备之间，应采用光电耦合或继电器触点进行连接，不应有电的直接联系。2.3.7 相量测量柜中的插件应接触可靠，并且有良好的互换性，以便检修时能迅速更换。2.3.8 装置应具有直流电源快速小开关，与装置安装在同一柜上。装置的逻辑回路应由独立的直流/直流变换器供电。直流电压消失时，装置不应误动，同时应有输出接点以启动告警信号。应有监视直流回路电压消失的告警信号继电器。直流电源电压在80115额定值范围内变化时，装置应正确工作。在直流电源恢复（包括缓慢的恢

12、复）到80UN时，直流逆变电源应能自动启动。直流电源波纹系数小于或等于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。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。2.3.9 应提供标准的试验插件及试验插头，以便对各套装置的输入和输出回路进行隔离或能通入电流、电压进行试验。另外，对每面柜的出口跳闸、闭锁重合闸等输入、输出回路应在柜面上有隔离措施，以便在运行中分别断开。隔离及试验部件应考虑操作的方便性，隔离压板标签栏位置应安装在隔离件本体或隔离件下部。2.3.10 装置的出口回路、主要电路、装置异常及交、直流消失等应有经常监视及自诊断功能

13、，以便在动作后启动告警信号、远动信号、事件记录等。2.3.11 装置中跳闸出口回路动作信号及启动中央信号的接点应自保持，在直流电源消失后应能维持动作。只有当运行人员复归后，信号才能复归，复归按钮装在屏上的适当位置，以便于操作。用于远动信号和事件记录信号的接点不应保持。2.3.12 装置中任意一元件损坏时，装置不应误动作。2.4相量测量装置的功能2.4.1 基本功能相量测量装置由相量测量单元、数据集中处理单元、通信附件、人机维护单元等组成。相量测量单元利用同步时钟作为数据采样的基准时钟源，对220kV及以上电压等级线路电压、电流、母线电压、主变压器高中压侧电压、电流以及接入的开关量等进行同步测量

14、，并将采集数据实时传送至主站。2.4.2 人机接口装置应提供人机接口，供人机维护单元接入，通过人机维护单元可以实现数据显示、参数配置、定值整定、故障分析、历史 曲线查看、装置的运行状态显示等功能。2.4.3 实时监测功能1） 能同步测量安装点的三相电压和三相电流，计算三相基波电压相量、三相基波电流相量、正序基波电压相量、正序基波电流相量、频率和频率变化率；2） 能计算所接入装置线路的有功功率、无功功率；3） 能采集接入装置开关量的状态信息；4） 能对时钟同步状态、扰动、装置运行状态等在动态数据中进行标识。2.4.4 动态数据记录功能1） 能连续记录所测电压电流基波正序相量、三相电压基波相量、三

15、相电流基波相量、频率、频率变化率、有功功率、无功功率以及开关量状态信号等信息。2） 当装置监测到电网扰动时，装置能结合时标建立事件标识，并向主站发送告警信息。3） 记录的动态数据应有足够的安全性。不应因直流电源中断而丢失已记录的数据；不应因外部访问而删除记录数据；不应提供人工删除和修改记录数据的功能。4） 当装置工作电源消失时，应能将停电时刻前所记录的动态数据完整存储。2.4.5 暂态数据记录功能1） 当装置监测到电网扰动时，装置能启动暂态数据记录功能，记录扰动过程中各模拟量通道采样点值以及开关量状态等信息。2） 记录的暂态数据应有足够的安全性。不应因直流电源中断而丢失已记录的数据；不应因外部

16、访问而删除记录数据；不应提供人工删除和修改记录数据的功能。3） 当装置工作电源消失时，应能将停电时刻前2s，停电时刻后3s所记录暂态数据完整存储。2.4.6 通信功能1） 向主站实时传送动态数据、装置的状态信息；2） 向当地厂站监控系统传送装置的状态信息；3） 接收并响应主站下发的命令、参数、参考点相量等；4） 接收并响应主站的动态记录数据和暂态记录数据的召唤命令；5） 与各主站的通信应不相互干扰。2.4.7 异常监视装置具有在线自动检测功能，在正常运行期间，装置中的单一部件损坏时，能发出装置异常告警信号。2.4.8 自恢复措施装置设有自恢复电路，在正常情况下，装置不出现程序异常出错的情况，在

17、因干扰而造成程序异常出错时，能通过自复位电路自动恢复正常工作。2.4.9 信号隔离措施装置的所有引出端子不允许同装置的CPU及A/D工作电源系统有电气联系。针对不同回路，可以分别采用光电耦合、继电器转接、带屏蔽层的变换器磁耦合等隔离措施。2.4.10 告警信号TV/TA断线、直流电源消失、装置故障、通信异常、时钟同步信号异常时，相量测量装置发出告警信号，以便现场运行人员及时检查、排除故障。TV/TA断线、直流电源消失、装置故障告警信号在失去电源的情况下不能丢失。2.5相量测量装置的主要技术性能相量测量单元及数据集中处理单元应采用专用装置，硬件结构应采用模块化设计，各模块应具有良好的扩展性，操作

18、系统应采用嵌入式多任务实时操作系统，数据存储应采用冗余存储。2.5.1 实时监测相量测量装置的采样频率在电网额定频率为 50Hz时4800Hz。相量测量单元采样过程中，数据采样的脉冲必须由同步时钟的同步/基准脉冲信号锁定（每秒测量的相量次数应是整数），相量对应的时标在每秒内均匀分布。装置实时传送的动态数据时标与数据输出时刻之时间差，不大于50ms，装置按时间顺序逐帧、均匀、实时传送动态数据，传送的动态数据中应包含整秒时刻的数据。动态数据的实时传送速率可以整定，至少具有25、50、100次/s的可选速率。当电力系统发生下列事件时装置应能建立事件标识：1） 频率越限；2） 频率变化率越限；3） 幅

19、值越上限，包括正序电压、正序电流、负序电压、负序电流、零序电压、零序电流、相电压、相电流越上限等；4） 幅值越下限，包括正序电压、相电压越下限等；5） 线性组合，包括线路功率振荡等； 6） 同步时钟信号丢失、异常以及同步时钟信号恢复正常时。2.5.2 动态数据记录1） 装置动态数据的记录速率至少为100次/s；2） 装置动态数据的保存时间不少于14天；3） 装置按照电力系统实时动态监测系统技术规范中的格式存储实时记录动态数据。2.5.3 暂态数据记录装置应具备暂态录波功能。暂态录波数据的输出格式应符合ANSI/IEEE C37.111（COMTRADE）的要求。暂态录波记录长度应满足故障前不少

20、于2s，故障后不少于3s，其他应满足DL/T 553中规定。暂态文件存储个数不应低于1000个。2.5.4 通信要求2.5.4.1 通道要求相量测量装置与主站通信通道带宽不低于2M，宜采用电力系统调度数据网进行数据传输。2.5.4.2 与主站通信的底层传输协议在网络通信方式下底层传输协议采用TCP/IP协议。2.5.4.3 与主站通信的应用层协议相量测量装置与主站通信的应用层协议符合电力系统实时动态监测系统技术规范的要求。与主站，当地交互参照电力系统实时动态监测系统数据传输协议。2.5.4.4 与当地监控系统的通信相量测量装置向当地厂站监控系统传送装置的状态信息时宜采用符合相关国标、行标的标准

21、。2.5.4.5 通信接口相量测量单元具有不少于两个100M网络接口和不少于两个RS-232/RS-485接口，数据集中器具有不少于4个100M网络接口和不少于两个RS-232/RS-485接口，接入主站数量不少于4个。2.5.4.6 相量测量装置内网应采用工业级以太网进行组网，以太网交换机应通过电力行业质量检验测试中心的检测。2.5.5 时钟同步2.5.5.1 基准时钟源相量测量单元应具有采用全站统一时钟系统对时接口，要求统一时钟的对时精度优于1s，守时精度1h内不超过55s。对时信号类型采用IRIG-B（DC）码。对时信号采用光纤传输，光纤连接器采用820nm多模光纤接口。2.5.5.2

22、相位延迟的校正相量测量单元内部造成的任何相位延迟必须被校正。2.5.5.3 守时要求当接收授时信号丢失或者异常时，相量测量装置应能维持正常工作，并建立事件标识。要求在失去同步时钟信号60min以内，在额定频率下，相量测量单元采集的相位误差小于1。2.5.6 测量元件的准确度2.5.6.1 基波电压、电流相量测量精度在额定频率时基波电压、电流相量幅值测量误差极限：0.2。在额定频率时基波电压、电流相量相角测量误差应满足表1及表2的规定。表1 基波电压相量相角测量的相对误差要求输入电压0.1UNU0.5UN0.5UNU1.2UN1.2UNU2UN相角测量误差极限0.50.20.5表2 基波电流相量

23、相角测量的误差要求（测量TA）输入电流0.1INI0.2IN0.2INI0.5IN0.5INI2IN相角测量误差极限10.50.5基波频率影响：基波频率偏离额定值为1Hz时，要求幅值测量误差改变量小于额定频率时测量误差极限值的50，相角测量误差改变量小于或等于0.5；基波频率偏离额定值为3Hz时，要求幅值测量误差改变量小于额定频率时测量误差极限值的100，相角测量误差改变量小于或等于1。谐波影响：叠加10的13次及以下次数的谐波电压，基波电压幅值测量误差要求相同，角度误差改变量小于或等于0.5。2.5.6.2 有功功率、无功功率测量精度在4951Hz频率范围内，有功功率和无功功率的测量误差极限

24、：0.5。2.5.6.3 频率测量精度1） 测量范围：45Hz55Hz；2） 测量误差：不大于0.01Hz。2.5.6.4 交流电流接入要求为了保证对电力系统稳态和动态参数的测量精度，装置的交流电流回路接入测量TA回路。2.6过载能力1） 交流电流回路：1.2倍额定电流，连续工作；3倍额定电压，允许工作10s； 6倍额定电流，允许时间为1s。2） 交流电压回路：1.2倍额定电压，连续工作；1.4倍额定电压，允许工作10s；2倍额定电压， 允许工作1s。3） 直流电流回路：1.2倍额定输入，连续工作；2倍额定输入，允许工作10s；10倍额定输入，允许工作1s。4） 过载能力的评价标准：装置经受过

25、电流或过电压后，无绝缘损坏、液化、炭化或烧焦等现象。2.7直流电源影响在试验的标准大气条件下，直流电源在80115额定值范围内变化时，装置能可靠工作。直流电源纹波系数小于或等于2时，装置应正确工作。在瞬时接通、瞬时断开直流电源，直流电源缓慢上升或缓慢下降时，装置均不误发信号，当直流电源恢复正常后，装置自动恢复正常工作。2.8功率消耗1） 交流电压回路：每相0.5VA。2） 交流电流回路：当IN5A时，每相小于或等于1VA；当IN1A时，每相小于或等于0.5VA；2.9电磁兼容性2.9.1 辐射电磁场抗扰度装置能承受GB/T 17622.3中规定的严酷等级为级的辐射电磁场干扰试验。2.9.2 快

26、速瞬变抗扰度装置能承受GB/T 17622.4中规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰试验。2.9.3 振荡波抗扰度装置能承受GB/T 17622.12中规定的严酷等级为级的1MHz和100kHz的脉冲群干扰试验。2.9.4 静电放电抗扰度装置能承受GB/T 17622.2中规定的严酷等级为III级的静电放电试验。2.9.5 浪涌（冲击）抗扰度装置能承受GB/T 17622.5中规定的试验等级为III级的浪涌（冲击）抗扰度试验。2.9.6 射频场感应的传导骚扰抗扰度装置能承受GB/T 17622.6中规定的试验等级为III级的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。2.10绝缘性能装置的绝缘性能满足GB/T

27、 15153.1中6的要求。2.11 同步时钟在线监测装置本电站已配置GPS对时系统1套，主时钟需双重化配置，包含GPS及北斗主时钟，优先采用北斗对时系统。本期需配置1台同步时钟在线监测装置，实现二次设备的对时监测，并将监测信息上送调度端；时间监测装置满足调度数据网双平面接入要求，与监测系统主站通讯采用104协议，时间监测装置通过光纤或RS-485接口（IRIG-B(DC)码）监测时间同步装置（主时钟及扩展装置等）的时间精度。时间同步装置具备频率测量、自身运行状态和异常告警信息的输出功能，通过时间监测装置实现省调对时间同步装置运行工况的监测和管理，监测信息包括时钟装置的时钟、锁定卫星数量、同步

28、或失步状态、GPS主备用情况、失电情况、电网频率以及其它涉及装置运行情况的信息等。时间监测装置通过网络方式（NTP协议）实时监测功率预测服务器的时间信息，支持通过网络、串口、IRIG-B(DC)码等方式监测监控系统、测控、PMU、电能量远方终端等设备与系统的时间信息并上传主站系统。2.12柜结构的技术要求2.12.1 屏体要求满足国家电网继电相量测量柜、屏制造规范。2.12.2 内部配线的额定电压为 1000V，应采用防潮隔热和防火的交联聚乙烯绝缘铜绞线，其最小等效截面不小于 1.5mm2，但对于 TA和TV的等效截面应不小于 2.5mm2。导线应无划痕和损伤。卖方应提供配线槽以便于固定电缆，

29、并将电缆连接到端子排。卖方应对所供设备的内部配线、设备的特性和功能的正确性全面负责。所有连接于端子排的内部配线，应以标志条和有标志的线套加以识别。 2.12.3 所有端子采用额定值为 1000V、10A的压接型端子。电流回路的端子应能接不小于4mm2的电缆芯线。TA和TV的二次回路应提供标准的试验端子，便于断开或短接各装置的输入与输出回路；对所有装置的跳闸出口回路应提供各回路分别操作的试验部件或连接片，以便于必要时解除其出口回路。一个端子只允许接入一根导线。端子排间应有足够的绝缘，端子排应根据功能分段排列，并加入可进行标注的隔离件，至少留有 10的备用端子，且可在必要时再增加。端子排间应留有足

30、够的空间，便于外部电缆的连接。断路器的跳闸或合闸回路端子、直流电源的正、负极不应布置在相邻的端子上，便于外部电缆的连接。屏上跳闸回路应采用能接4mm2截面电缆芯的端子，并且跳闸回路的公共端子应采用多个端子的连接方式，以保证一个端子只允许接入一根电缆芯。屏上电源回路应采用能接4mm2截面电缆芯的端子，并且要求正、负极之间应有端子隔开。2.12.4 屏面上信号灯和复归按钮的安装位置应便于运行监视、操作和维护。2.12.5 屏上的所有设备（包括继电器、控制开关、熔断器、空气开关、指示灯及其他独立安装的设备），均应有便于识别铭牌或标签框。2.12.6 柜所有空气开关应设在门外。2.12.7 柜上设备应

31、采用嵌入式或半嵌入式安装和背后接线。2.12.8 对于必须按制造厂的规定才能进行更换的部件和插件，应有特殊的符号标出。3试验3.1试验要求3.1.1 卖方提供的设备试验标准应符合IEC及国标、行标的有关规范，并提供型式试验、出厂试验及现场投运试验三种类型试验报告。3.1.2 卖方提供的每一种型式的产品都应提供型式试验报告和报告结论证明。3.1.3 卖方提供的每一套设备出厂之前都应按规范要求、国家和行业标准以及工厂规定的调试大纲进行出厂检查、性能试验，试验报告应随产品提供。当需做动态模拟试验时，模拟系统的接线和参数由卖方与买方在试验前协商确定，按实际系统参数进行动模试验。3.2性能试验3.2.1 装置内部所有元器件性能正确性试验及所