DLZ 713500kV变电所保护和控制设备抗扰度要求.docx

1、DLZ 713500kV变电所保护和控制设备抗扰度要求500kV变电所保护和控制设备抗扰度要求 Immunity requirement for protection and control equipment in 500kV substation DL/Z 713-2000 前言 本指导性技术文件给出了500kV变电所保护、控制及通信设备在其电磁环境中的抗扰度要求，评定各种功能抗扰度性能的判据。满足本指导性技术文件规定的抗扰度要求的设备和系统，在实际的电磁环境下能正常地完成所设定的工作。 本指导性技术文件参照采用国际发供电联盟标准，考虑到500kV变电所保护、控制和通信设备抗扰度要求方面的

2、IEC标准尚处在委员会文件阶段，而且我国500kV变电所的电磁骚扰水平的数据还不够完整，故本文件作为指导性技术文件执行。 根据电力行业标准化指导性技术文件管理办法规定，本文件发布后3年内必须复审，以决定是否继续有效转化为电力行业标准或撤销。 本指导性技术文件目的是给采购及验收设备时提供技术依据。 本指导性技术文件的附录A、附录B、附录C均为提示的附录。 本指导性技术文件由国家电力公司电网建设部提出。 本指导性技术文件由中国电力企业联合会标准化中心归口。 本指导性技术文件起草单位：国家电力公司武汉高压研究所。 本指导性技术文件主要起草人：邬雄、梁旭明、王勤、孙竹森、郎维川、郝玉国、张禹方、万保权

3、、蒋虹、张广州。 本指导性技术文件委托国家电力公司武汉高压研究所负责解释。 1 范围 本指导性技术文件涉及500kV变电所的保护、控制及通信系统设备在其电磁环境中的抗扰度要求。 本指导性技术文件给出了评定各种功能抗干扰性能的判据。 本指导性技术文件给出的抗扰度要求适用于频率范围为0Hz1GHz内的电磁现象。所涉及的试验方法、试验仪器设备与配置以GB/T17626为依据。 变电所可能出现超过本指导性技术文件所规定抗扰度试验水平的电磁骚扰现象，在这种情况下应采取相应的减缓措施。500kV以下变电所可参照采用。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本指导性技术文件中引用而构成为本指导性技术文件

4、的条文。本指导性技术文件出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本指导性技术文件的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T4365-1995 电磁兼容术语 GB/T17626.1-1998 电磁兼容 试验和测量技术 抗扰度试验总论 GB/T17626.2-1998 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T17626.3-1998 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T17626.4-1998 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T17626.5-1999 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T1

5、7626.6-1998 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T17626.8-1998 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 GB/T17626.9-1998 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验 GB/T17626.10-1998 电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验 GB/T17626.11-1999 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验 GB/T17626.12-1998 电磁兼容 试验和测量技术 振荡波抗扰度试验 3 概述 高压变电所的电气设备在受到各种传导、辐射电磁骚扰的影响时，能够按规定的性能继续运行是

6、至关重要的。 在GB/T17626.1中对这些电磁现象进行了描述。有关电磁骚扰的来源和起因的资料在本指导性技术文件附录A中给出。 本指导性技术文件所规定的抗扰度要求是与这些设备所在的电磁环境相一致的。 有关抗扰度的技术要求是根据端口类型给出的。抗扰度等级是按照设备所处的电磁环境及设备的可靠运行经验选择的。 为了能够准确地表达试验结果和设备验收原则，本指导性技术文件对编写试验报告作了说明。 4 定义 电磁兼容和有关电磁现象的定义，在GB/T4365和其他有关的国家标准中给出。以下的定义适用于本指导性技术文件。 4.1 设备 equipment 供最终使用的具有特定设计功能的产品。 4.2 系统

7、system 为完成某一特定的工作任务，把若干台设备组合成具有单一功能的成套装置。 4.3 设施 installation 为完成某一特定的工作任务，把若干台设备或系统组合起来放置在一给定位置的成套装置。 4.4 端口 port 一给定设备与外部电磁环境的特定界面(见图1)。 4.5 外壳端口 enclosure port 设备的物理边界，电磁场通过这个边界可以向外辐射或侵入。 4.6 电缆端口 cable port 导线或电缆与设备相连接的端口，包括电源端口、信号端口和功能接地端口。 4.6.1 电源端口 power port 电源端口包括(见图2)： -装在一个柜内的设备的电源输入；该柜的

8、电源端口被认为是其中任何一个组件的电源端口； -相对一个柜的外部设备的电源输入；外部设备可以由该柜内设备或由一个外部电源进行供电/控制； -由设备向外供电，例如电力变流器。 4.6.2 信号端口 signal port 信号端口是与以下的连接有关的(见图3)。*采用特殊的减缓措施(如屏蔽),适用于1 外壳端口、电源端口及功能接地端口典型位置 H高压变电所的工作场区-如控制室，继电保护小室或开关场 P屏蔽区-如在控制室内的连接； 信号端口连接类型 I本地连接-如控制室内的连接； f现场连接-如开关场及继电保护小室内控制设备间的连接； h连接于高压设备-如与断路器，电压互感器，电流互感器等的连接；

9、 t连接至远方通信设备-如与电力线载波或远方通信设备的连接； p屏蔽区-如屏蔽室内的连接。 4.6.2.1 本地连接 local connections 是指在不严重的电磁环境下运行的电缆。根据性能规范和安装技术要求，凡满足下列条件之一者，都属于本地连接： -在控制室内，长度相对较短，例如几十米以内的电缆； -在同一建筑物内与通信有关的电缆。 4.6.2.2 现场连接 field connections 是指在未采取特殊措施(如屏蔽)的继电保护小室或通信室内的连接电缆。 4.6.2.3 连接至高压设备 connections to HV equipment 控制设备与断路器、电流互感器、电压互

10、感器等高压设备的连接。 4.6.2.4 连接至远方通信设备 telecommunication connections 与电力线载波系统或远方通信设备相连接，可以达到接地网边缘的通信电缆。 4.6.3 功能接地端口 functional earth port 不同于信号端口、控制端口和电源端口，用来与地连接，但不作为电气安全用的电缆端口。 5 电磁环境 在某些情况下，变电所应采取一些特殊的减缓措施(例如采用特殊的布线方式或在某些区域屏蔽等)，建立一个受保护的环境，从而降低对设备的抗扰度要求。 在变电所内，设备之间的连接采用屏蔽电缆或不屏蔽电缆。，对于屏蔽电缆，根据实际情况采用合理的接地方式。

11、6 抗扰度要求 下述的抗扰度要求是考虑了附录A所列举的电磁现象，并按照典型的实际电磁环境规定的。在表1表5中根据端口的类型给出了抗扰度试验要求。 对于外壳端口、电源端口和功能接地端口的抗扰度要求是根据其所在的位置确定的。 对于信号端口的抗扰度要求是根据其连接类型确定的(见图3)。 表1 外壳端口抗扰度要求 试验 电磁环境现象 参考标准 试验等级 试验值 备注 1.1 工频磁场 GB/T 17626.8 2 3A/m，连续 仅适用于CRT显示器 5 100 A/m，连续 1000A/m，1s 仅适用于装有磁场敏感元件的设备如霍尔元件、磁场传感器等 1.2 脉冲磁场 GB/T 17626.9 5

12、1000A/m 1.3 阻尼振荡磁场 GB/T 17626.10 3 100 A/m 适用于安装在开关场和继电保护小室的设备 1.4 射频辐射电磁场80MHz1000MHz GB/T 17626.3 3 10V/m1) 该试验等级容许在距离设备1m处使用便携式无线电设备 1.5 静电放电 GB/T 17626.2 3 6kV，接触放电2) 8kV，空气放电 1) 更严格的要求可根据所处环境的严酷性(如邻近广播站)给出。 2) 在户外严酷的静电环境中安装的设备应采用较高的试验值。 表2 信号端口抗扰度要求 试验 电磁环境现象 参考标准 连接方式1) 本地连接 1 现场连接 f 至高压设备 h 通

13、信设备 t 等级 试验值 等级 试验值 等级 试验值 等级 试验值 2.1 浪涌(冲击) 线对地线对线 GB/T 17626.5 2 1 1 kV 0.5 kV 3 2 2 kV 1 kV 4 3 4 kV 2 kV 4 3 4 kV-2) 2kV 2.2 阻尼振荡波 共模 差模 GB/T 17626.12 2 1 kV 0.5kV 3 2.5 kV 1 kV 3 2.5kV-3) 1kV 2.3 电快速瞬 变脉冲群 GB/T 17626.4 3 1kV 4 2 kV X4) 4 kV X4) 4 kV 2.4 射频场感应的传导骚扰 GB/T 17626.6 3 10V 3 10V 3 10

14、V 3 10V 1) 连接方式见图3。安装在“屏蔽”区 P 的设备应遵守有关的通用标准或产品标准的规定。 2) 建议用波形为10/700s的冲击电压对打算与通信网络或远方设备连接的信号端口进行试验。 3) 仅适用于与电力线载波机的连接。 4) “X”是GB/T17626中的开放的等级，这里取4kV。 在以下的图表中，用带有方框的大写字母来区分设备安装的位置，用带有圆框的小写字母来表示不同的连接类型。 设备安装位置： H：控制室、继电保护小室或开关场； P：屏蔽区域。 表3 低压交流输入/输出电源端口扰抗度要求 试验 电磁环境现象 参考标准 试验等级 试验值1) 备 注 3.1 电压暂降 GB/

15、T17626.11 U30%1个周波 U60%50个周波2) 不适用于交流输出端口 3.2 电压短时中断 U100%5个周波 U100%50个周波2) 3.3 浪涌(冲击) 线对地线对线 GB/T17626.5 4 3 4kV 2kV 3.4 电快速瞬变脉冲群 GB/T17626.4 4 4kV 3.5 阻尼振荡波 共模 差模 GB/T17626.12 3 2.5 kV 1kV 3.6 射频场感应的传导骚扰 GB/T17626.6 3 10V 10V=140dB(V) 1) 对额定输入电流大于16A的设备，应限于对电子单元/模块等的电源端口进行试验。 2) 仅适用于直接与低压电源相连的电源端口

16、；如需要则直接由不间断电源供电。 表4 低压直流输入/输出电源端口扰抗度要求 试验 电磁环境现象 参考标准 试验等级 试验值1) 备 注 4.1 浪涌(冲击) 线对地 线对线 GB/T17626.53 22 kV 1 kV不适用于直流电源输出端口 4.2 电快速瞬变脉冲群 GB/T17626.444 kV 4.3 阻尼振荡波 共模 差模 GB/T17626.1232.5kV 1 kV 4.4 射频场感应的传导骚扰 GB/T17626.6310V 1) 对额定输入电流大于16A的设备，应限于对电子单元/模块等的电源端口进行试验。表5 功能接地端口抗扰度要求 试验 电磁环境现象 参考标准 试验等级

17、 试验值1) 备 注 5.1 电快速瞬态脉冲群 (容性耦合夹) GB/T17627.4 4 4 kV 适用于与安全接地分开的、专用的功能接地连接 5.2 射频场感应的传导骚扰 GB/T17627.6 3 10V 信号连接的类型： l：本地连接； f：现场连接； h：连接至高压设备； t：连接至远方通信设备； p：在屏蔽区内的连接。 按照表1表5给出的试验等级，根据GB/T17626的规定和可以重复的方式进行试验。 抗扰度要求与电磁现象的类型(低频的、高频的、传导的、辐射的)有关，这些电磁现象可能是连接的，也可能是单次的或重复多次的暂态现象，其出现率有高有低，如表6所示。 表6 若干类型的电磁现

18、象特性 连续的现象 经常出现的暂态现象 偶尔发生的暂态现象 慢的电压变化 交流供电电源 直流供电电源1) 谐波、谐间波1) 信号电压1) 直流电源中的纹波 工频电压 直流150kHz频率范围内的传导骚扰1) 射频场感应的传导骚扰 工频磁场 射频辐射电磁场 电压暂降(持续时间0.02s) 交流供电电源 直流供电电源 电压波动 电快速瞬变脉冲群 阻尼振荡波 阻尼振荡磁场 静电放电 电压暂降(持续时间0.02s) 交流供电电源 直流供电电源 供电中断 交流供电电源 直流供电电源 电源频率变化1),2) 浪涌(冲击) 短时工频电压 短时工频磁场 脉冲磁场 1) 技术指导性文件不包括该项抗扰度要求。 2

19、) 独立系统的情况下，电源频率变化由“偶尔发生”转变成“经常出现”。 表7 各种功能的抗干扰性能判据(按功能的重要性降序排列) 功能1) 功能要求与电磁现象的类型的关系 连续的现象 经常出现的暂态现象 偶尔发生的暂态现象 评估级别 保护和远距离保护2) 在本标准的限值范围内，性能正常 A 在线处理和调节 计 监 暂时丧失，自恢复4) B 人-机界面 停止和复位5) C 报 警 短的延迟6)，短时间内指示错误 B 数据传输和通信3) 不丢失，位错率可能降低7) 短时丢失7) B 数据采集和存储 暂时降低4),8) B 测 暂时降低，自行恢复9) B 离线处理 暂时降低8) 暂时丧失和复位8) C

20、 监视 暂时降低 暂时丧失 B 自诊断 暂时丧失，自行恢复10) B 1) 对具有多功能以及并行功能(例如监视和监控)的设备，应采用与最重要的功能相关的性能判据。 2) 对使用电力线载波的远距离保护，在用高压隔离开关操作时的“正常性能”可能需要有合适的验证程序。 3) 在自动控制系统中用来作为对另一控制系统的辅助功能，例如实现相互配合。 4) 暂时失去数据采集和偏离预定的记录事件的时间是可以被接受的，但应保持正确的事件记录的顺序。 5) 允许由操作人员进行手动恢复。 6) 与紧急程度有关。 7) 短时的位错率下降可能对通信效率有影响，要强行自动恢复任何闭塞的通信。 8) 对存储的数据和处理精度

21、没有影响。 9) 对模拟式和数字式指示仪表的测量精度没有影响。 10) 在系统的诊断周期内。 安装在屏蔽区内与其他区域没有任何连接的设备，不需要遵守本指导性技术文件的抗扰度要求，但应遵守有关的通用标准或产品标准的规定。 7 试验条件 应该在符合受试设备(EUT)的正常工作且又在电磁骚扰最敏感的运行方式下进行试验。对于受试品位置的布置，既要考虑如何获得最大的敏感度，也要符合受试设备的典型应用和安装的实际情况。 如果不能对设备的每一种功能都进行试验，那么，应该选择最关键的运行方式。 根据GB/T17626，某些端口可以同时施加试验电压。 如果设备是某系统的一部分，或者可能与辅助设备相连，则应该接人

22、那些对于试验端口是必需的、而且有代表性的最少配置的辅助设备进行试验。 如果设备有大量相似的端口，则应选择足够数量的端口来模拟实际的运行状态，以确保试验包括所有不同类型的端部连接。 在设备说明书给出的技术规范中要求有保护装置或保护措施的，则应该连同这些保护装置和措施一起进行试验。 当产品标准要求本地连接的端口使用屏蔽电缆时，应该根据制造厂的技术规范对连接到设备的屏蔽电缆一起进行试验。 该规定也适用于本地连接的低电平信号端口或通过数据总线的连接。这些位置需要使用屏蔽电缆。 除在GB/T17626中另有说明外，应该在设备规定的温度、湿度和大气压力的运行范围内，在额定供电电压下进行试验。 在特殊情况下

23、，如由于设备或系统物理尺寸的缘故而不能在试验室进行抗扰度试验时，则可进行现场的电磁兼容检测。这些检测应通过适当的程序进行，以便不影响设备的可靠性。 8 性能判据 设备抗干扰性能是根据以下判据确定的。这些判据与表6中给出的电磁现象的特性(类型和出现率)以及设备的代表性功能密切相关的。 试验结果按受试设备的运行条件和功能规范分为如下四级抗扰度性能： A级：在本指导性技术文件给出的试验值内功能正常； B级：功能暂时降低或丧失，但能自行恢复； C级：功能暂时降低或丧失，但需操作者干预或系统复位； D级：在本指导性技术文件给出的试验值内，因设备(元件)或软件损坏，或数据丢失而造成不能恢复至正常状态的功能

24、降低或丧失。 如果一个系统执行若干项功能，那么，应该采用与各项功能相关的性能判据。 在某些功能并行的情况下(例如监控和监视)，则应根据表7给出的降序排列的性能判据的顺序选择与最关键的功能相关的性能判据。 如果设备在整个试验期间显示出抗扰性能，并且在试验结束后，受试设备满足表7中的功能要求，则表明试验合格。 附录B给出了电磁现象对设备和系统的功能影响的概况。 9 试验结果和试验报告 制造商应该提供试验报告来证实保护和控制设备符合本指导性技术文件给出的抗扰度要求。 试验结果应出自在具有满足功能要求所必需的配置条件下对设备所进行的试验。 应该对具有代表性的设备，包括各种类型的分单元、模块(硬件和软件

25、)等进行全部项目的试验，以便最终投入运行的设备满足各种功能的需要。 试验报告应清楚地标明受试设备的型号、出厂编号和系列号。 在试验报告中应准确地记录试验期间受试设备的布置和运行方式。 试验报告应明确地说明对每一特定的电磁现象所采用的试验程序与GB/T17626标准中给出的试验程序的一致性。 符合以上条件的，可以认为所给出的试验结果是有效的。 附录A 关于电磁现象及其典型的来源和起因 表A1 电磁现象来源和起因 有关的电磁现象(参考GB/T 17626.1) 来 源 和 起 因 低频传导 谐波 具有非线性电压/电流特性的负荷：静止变频器、周波变流器、感应电动机、电焊机等 谐间波 信号电压 低压供

26、电网中的信号电压 电压波动 负荷的变化和负荷的接入、切除，阶跃电压变化 交流电压暂降、短时中断和电压变化 供电网络故障和开关操作 电源频率变化 大量切负荷、切机所产生的罕见的故障状态，其最终的频率变化超过正常允许的频率变化范围 直流电压暂降、短时中断和电压变化 供电电源故障和开关操作，蓄电池充电不足 直流电源的纹波 交流整流、蓄电池充电 0150kHz(包括电源频率)范围内的传导骚扰 电力电子设备、滤波器漏电流、电源频率下的故障电流的感应等 高频传导 冲击100/1300s 熔丝熔断 冲击1.2/50s 电压 8/20s 电流 电力网故障、雷击 冲击10/700s 雷电对通信线路的影响 振荡波

27、：振铃波 开关操作现象、雷电的间接影响 电快速瞬变脉冲群 操作感性负荷、继电器触点抖动、操作SF6电器设备 振荡波：阻尼振荡波 用隔离开关操作高压回路 射频场感应的传导骚扰 射频发射机的辐射 静电放电 通过操作人员、器具等的静电放电 磁 场 工频磁场 电源回路、接地回路及电力网中的电流 脉冲磁场 接地线和接地网络中的雷电流 阻尼振荡磁场 用隔离开关操作中压和高压回路 射频辐射电磁场 射频发射机的辐射 附录B 电磁骚扰对设备和系统功能的影响 B1 电磁骚扰对安装在高压变电所的设备和系统的影响及后果，是与特定的控制系统所执行的各种功能相关的。 在评估这些影响及后果时，需要对变电所的设备和系统的主要

28、功能加以鉴别。 下列功能是与设备和系统有特别联系的： -保护和远距离保护； -在线处理和调节； -计量； -监控； -人-机界面； -报警； -数据传输和通信； -数据采集和存储； -测量； -离线处理； -监视； -自诊断。 设备和系统一般都同时具有几种功能。 B2 电磁骚扰对设备的影响可能限于一种功能或不可预见的数种功能，这与电磁骚扰的类型(传导的、辐射的、低频的、高频的)以及所涉及的设备端口有关。因此，可以把电磁骚扰对设备和系统的总影响描述成对所包含的各种功能的可能影响的集合。 下面对不同功能以及由于电磁骚扰可能引起的性能降低作了简要说明。 B2.1 保护和远距离保护 保护是指对异常状态的检测和合理的控制。保护设备在遭受到电磁骚扰时，不应降低其控制的准确性和反应的快速性，如： -失去保护功能，这是一种包含有损坏电力系统设备在内的，具有严重后果的状态； -保护延迟动作，其后果是使电力系统的设备受到过电压的作用。 任何保护功能的性能降低都是不允许的。因此，对电磁骚扰的抗扰度要求(应留有适当的裕量)是实现保护系统的电磁兼容性的根本。 B2.2 在线处理和调节 在线处理和调节系统是指按照控制/遥控系统或操作人员所规定的工作状态进行工作的过程，考虑了有关运行