GBT15145-94微机线路保护装置

中华人民共和国国家标准 微机线路保护装置 通用技术条件 GB/T 15145—94  General specification for microprocessor-based transmission line protection equipment 国家技术监督局1994-07-07批准 1995-01-01实施 1 主题内容与适用范围 本标准规定了微机型高压及超高压输电线路继电保护装置(以下简称为微机保护装置)的基本技术要求、试验方法及检验规则等。 本标准适用于110kV及以上中性点直接接地系统输电线路微机型继电保护装置。 2 引用标准 GB2887 计算站场地技术条件 GB6162 静态继电器及保护装置的电气干扰试验 GB7261 继电器及继电保护装置基本试验方法 GB9361 计算机场地安全要求 DL478 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件 SD286 线路继电保护产品动态模拟技术条件 3 技术要求 3.1 工作环境条件 a.环境温度：-5～+40℃ b.相对湿度：5%～95% c.大气压力：86～106kPa 3.2 仲裁试验大气条件 a.环境温度：20±2℃ b.相对湿度：60%～70% c.大气压力：86～106kPa 3.3 正常试验大气条件 a.环境温度：+15～+35℃ b.相对湿度：45%～75% c.大气压力：86～106kPa 3.4 贮存、运输极限环境温度 装置的贮存、运输及安装允许的环境温度为-25～+70℃，在不施加任何激励量的条件下，不出现不可逆变化。温度恢复后，装置性能符合第3.10条、第3.11条的规定。 3.5 周围环境 装置的使用地点应无爆炸危险、无腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌、无剧烈振动源，不允许有超过发电厂变电站范围内可能遇到的电磁场存在。有防御雨、雪、风、沙、尘埃及防静电措施。场地应符合GB9361规定。接地电阻应符合GB 2887第8章要求。 3.6 电源 3.6.1 交流电源 a.额定电压：单相220V，允许偏差-15%～+10% b.频率：50Hz，允许偏差±0.5Hz c.波形：正弦，波形畸变不大于5% 3.6.2 直流电源 a.额定电压：220V、110V b.允许偏差：-20%～+10% c.纹波系数：不大于5% 3.7 主要技术参数 3.7.1 额定参数 a.交流电流：5A、1A b.交流电压：100V、100/3V c.频率：50Hz d.直流电压输入：220V、110V直流电压输出：+5V、±15V(±12V)、+24V (直流电压输出允许偏差及纹波系数由企业标准规定) 3.7.2 功率消耗 a.交流电流回路：当IN=5A时，每相不大于1V.A 当IN=1A时，每相不大于0.5V·A b.交流电压回路：当额定电压时，每相不大于1V·A c.直流电源回路：当正常工作时，不大于50W 当保护动作时，不大于80W 3.7.3 过载能力 a.交流电流回路：2倍额定电流，连续工作10倍额定电流，允许10s 40倍额定电流，允许1s b.交流电压回路：1.1倍额定电压，连续工作 c.直流电源回路：80%～110%额定电压，连续工作 产品经受过载电流电压后，应无绝缘损坏，并符合第3.10条、第3.11条的规定。 3.7.4 测量元件特性的准确度 a.刻度误差：不大于±2% b.温度变差：在工作环境温度范围内，不大于±3% c.综合误差：不大于 ±5% 3.8 整套装置的主要功能 3.8.1 微机保护装置应具有独立性、完整性、成套性，在一套装置内应含有高压输电线路必须的能反应各种故障的保护功能。 3.8.2 整套微机保护装置应有主保护、后备保护模块组成，各种原理的保护性能都应分别满足相应的国家标准或行业标准。 3.8.3 微机保护装置应具有测量故障点距离的功能。 3.8.4 微机保护装置应具有在线自动检测功能。装置中任一元件损坏时，不应造成保护误动作，且能发出装置异常信号。 3.8.5 微机保护装置应设有硬件闭锁回路，只有在电力系统发生故障，保护装置起动时，才允许开放跳闸回路。 3.8.6 微机保护装置应设有自复位电路，在因干扰而造成程序走死时应能通过自复位电路自动恢复正常工作。但在进行抗高频干扰试验时，不允许自复位电路工作。 3.8.7 微机保护装置应设有当地信息输出接口，通过辅助设备输出保护动作顺序和时间，故障类型和故障点距离。辅助设备可以用交流市电供电，在失去电源时，不能丢失待输出的数据。 3.8.8 微机保护装置应设有通信接口，以便向远动设备或上位机传递保护动作顺序和时间、故障类型和故障点距离、故障前后各输入模拟量的采样数据。 3.8.9 微机保护装置的所有引出端子不允许同装置弱电系统(指CPU的电源系统)有电的联系。针对不同回路，可以分别采用光电耦合、继电器转接、带屏蔽层的变压器磁耦合等隔离措施。 3.8.10 微机保护装置的实时时钟信号及其他主要动作信号在失去直流电源的情况下不能丢失，在电源恢复正常后应能重新正确显示并输出。 3.8.11 装置应具有自动对时功能。 3.9 各种保护功能的主要技术要求 3.9.1 主保护 由微机保护与远方保护通道设备构成的线路纵联保护担任主保护。在被保护区内发生故障时，应不带附加延时地发出跳闸命令。 3.9.1.1 线路纵联保护的通道可以是： a.电力线载波； b.微波； c.光纤； d.导引线。 3.9.1.2 微机保护装置应提供构成闭锁式或允许式纵联保护的条件和相应电路。 3.9.1.3 动作时间：不大于30ms(不计入通道传输时间)。 3.9.2 后备保护 3.9.2.1 后备保护可以由能反应各种故障的保护，如相间距离、接地距离、零序电流方向等构成。 3.9.2.2 动作时间 a.相间距离Ⅰ段(0.7倍整定值)：不大于25ms b.接地距离Ⅰ段(0.7倍整定值)：不大于30ms c.零序Ⅰ段(1.2部整定值)：不大于20ms 3.9.2.3 距离Ⅰ段暂态超越：不大于±5% 3.9.2.4 精确工作范围 a.电压：0.5～75V(有效值) b.电流：0.5～100A或1～200A(额定电流5A) 3.9.3 故障点测距精度 a.允许偏差：不大于±3% b.测试条件：单侧电源，金属性三相短路 3.9.4 装置自身时钟精度：24h误差不大于±5s。 3.10 绝缘性能 3.10.1 绝缘电阻 3.10.1.1 装置的带电部分和非带电金属部分及外壳之间，以及电气上无联系的各电路之间，根据被试回路额定电压等级，分别用开路电压250V或500V的兆欧表测量其绝缘电阻值。 3.10.1.2 正常试验大气条件下，不同额定电压等级的各回路绝缘电阻应不小于表1中的规定值。 表1 额定绝缘电压uI，V 绝缘电阻要求，MΩ UI＜60 ≥10(用250V兆欧表) Ui≥60 ≥10(用500V兆欧表)   3.10.2 介质强度 3.10.2.1 在正常试验大气条件下，装置应能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象。 3.10.2.2 试验电压值按表2进行选择。 表2 被 试 电 路 绝缘电压等级，V 试验电压，V 整机输出端子和背板线-地 ＜250 2000 直流输入回路-地 ＜250 2000 交流回路-地 ＜250 2000 信号和报警输出触点-地 ＜250 2000 整机带电部分-地 ＜60 500 3.10.2.3 试验过程中，任一被试回路施加试验电压时，其余回路等电位互联接地。 3.10.3 冲击电压 在正常试验大气条件下，装置的直流电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，应能承受1.2/50μs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV，装置应无绝缘损坏。 3.11 耐湿热性能 装置应能承受GB7261第21章规定的湿热试验。最高试验温度+40℃，最大湿度95%，试验时间为2d，每一周期历时24h的交变湿热试验，在试验结束前2h内，根据3.10.1.2条的要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻值应不小于1.5MΩ，介质强度不低于第3.10.2条规定的介质强度试验电压幅值的75%。 3.12 振动 装置应能承受GB7261第16.3条规定的严酷等级为1级的振动耐久能力试验。试验后，无紧固件松动脱落及结构件损坏。 3.13 冲击 装置应能承受GB7261第17.5条规定的严酷等级为1级的冲击耐久能力试验。试验后，无紧固件松动脱落及结构损坏。 3.14 碰撞 装置应能承受GB7261第18章规定的严酷等级为1级的碰撞试验。试验后，无紧固件松动脱落及结构件损坏。 3.15 高频电气干扰 装置应能承受GB6162规定的干扰试验，试验电源频率为100kHz和1MHz，试验电压为共模2500V，差模1000V的衰减振荡波。试验时应给被试继电器预先施加直流电源，按GB6162第3.3条表3所列临界条件下叠加干扰试验电压。装置应无误动或拒动现象。 3.16 电源影响 3.16.1 交流电源影响 在正常试验大气条件下，分别改变第3.6.1条中规定的各参数中的任一项为选定的极限条件(其余为额定值)，装置应可靠工作，性能及参数符合第3.8、3.9条的规定。 3.16.2 直流电源影响 a.在正常试验大气条件下，分别改变第3.6.2条中规定的各参数中的任一项为选定的极限条件(其余为额定值)，装置应可靠工作，性能及参数符合第3.8、3.9条的规定。 b.将输入直流电源的正负极性颠倒，装置应无损坏，并能正常工作，性能及参数符合第3.8、3.9条的规定。 c.装置突然加上电源、突然断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降，装置均不应误动作和误发信号。 3.17 连续通电 装置完成调试后，出厂前应进行不少于100h连续通电试验。各项参数和性能应符合第3.8、3.9条的规定。 3.18 结构、外观及其他 3.18.1 装置应有金属机箱保护。机箱前面应有透明面罩。 3.18.2 装置机箱应采取必要的防静电及电磁辐射干扰的防护措施。机箱的不带电金属部分应在电气上连成一体，并可靠接地。 3.18.3 机箱应满足发热元器件的通风散热要求。机箱面罩应设置铅封(或带锁)，启封后方可进行检查和调试。 3.18.4 机箱模件应插拔灵活，接触可靠，互换性好。 4 试验方法 4.1 试验条件 4.1.1 除另有规定外，各项试验均应在第3.3条规定的正常试验大气条件下进行。 4.1.2 被试装置和测试仪表必须良好接地，并考虑周围环境电磁干扰对测试结果的影响。 4.2 结构和外观检查 按3.18条的要求逐项进行检查。 4.3 技术性能试验 按SD286规定的试验方法进行。 4.3.1 基本性能试验 a.装置中各种原理元件的定值试验； b.各种原理元件动作时间特性试验； c.各种原理元件动作特性试验； d.逻辑回路及其联合动作正确性检查。 4.3.2 微机保护的其他性能试验 a.硬件系统自检； b.硬件系统时钟试验； c.通信及信息输出功能试验； d.开关量输入输出回路检查； e.数据采集系统的精度和线性度范围试验； f.定值的整定切换试验。 4.3.3 装置的静态、动态模拟试验 装置通过第4.3.1、第4.3.2条的各项试验后，在电力系统静态或动态模拟系统上进行整组试验。模拟系统应满足的基本技术要求，按照SD286规定进行，或使用由计算机构成的试验仪、仿真系统进行试验。试验结果应满足第3.8、第3.9条的规定。试验项目如下： a.区内单相接地，两相短路接地，两相短路和三相短路时的动作行为； b.区外和反向单相接地，两相短路接地，两相短路和三相短路时的动作行为； c.区内转换性故障时的动作行为； d.暂态超越试验； e.保护装置的选相性能试验； f.非全相运行中再故障的动作行为； g.手合在空载线上时保护的行为，拉合空载变压器时保护装置的行为； h.手合在永久性故障线上保护的动作行为； i.保护装置和重合闸配合工作时在永久性和瞬时性故障条件下的动作行为； j.电压回路断线或短路对保护装置的影响； k.在接入线路电压互感器条件下，线路两侧开关跳开后以及合闸时，保护装置的行为； l.试验允许式或闭锁式全线速动保护回路在各种类型故障以及区外故障功率倒向时的动作行为； m.保护装置在电力系统振荡过程中的性能试验； n.区内转区外或区外转区内各种转换性故障时保护装置的动作行为。 4.4 绝缘试验 根据第3.10条绝缘性能要求，按GB7261第20章规定，分别进行绝缘电阻测量和介质强度及冲击电压试验。 4.5 低温试验 按GB7261第12章规定进行。 4.6 高温试验 按GB7261第13章规定进行。 4.7 湿热试验 根据第3.11条耐湿热要求，按GB7261第21章的规定，对装置进行湿热试验。 4.8 电气干扰试验 根据第3.15条的要求，按GB6162的规定和方法，对装置进行高频电气干扰试验。 4.9 连续通电试验 4.9.1 连续通电是出厂检验的最后试验项目，通过连续通电的装置方可装箱发运。 4.9.2 连续通电试验的被试装置只施加直流电源，必要时可旋加其他激励量进行功能检测。 4.9.3 连续通电试验时间为100h。 4.9.4 在连续通电试验过程中，装置应工作正常，信号指示正确，不应有元件损坏或其他异常情况出现。 4.10 振动试验 根据第3.12条的要求，按GB7261第16章规定，进行振动耐久试验。 4.11 冲击试验 根据第3.13条的要求，按GB7261第17章规定，对装置进行冲击耐久试验。 4.12 碰撞试验 根据第3.14条的要求，按GB7261第18章规定对装置进行碰撞试验。 4.13 温度贮存试验 根据第3.4条的要求，按GB7261第22章的规定进行温度贮存试验，严酷等级采用第22.2.1条中的方法1。 低温温度：-25℃ 高温温度：+70℃ 循环次数：1次 每一温度下试验持续时间：3h 从低温到高温的转换时间：2～3min 试验后装置的电气性能应满足第3.4条的规定。 5 检验规则 产品检验分出厂检验和型式检验两种。 5.1 出厂检验 每台装置出厂前必须由制造厂的检验部门进行出厂检验，出厂检验在正常试验大气条件下进行。检验项目及顺序如下： a.外观检验； b.功能检验； c.绝缘电阻试验； d.介质强度试验； e.连续通电试验。 5.2 型式检验 型式检验在正常试验大气条件下进行。 5.2.1 凡遇下列情况之一，应进行型式检验 a.新产品定型鉴定前； b.产品转厂生产定型鉴定前； c.连续批量生产的装置每四年一次； d.正式投产后，如设计，工艺材料，元器件有较大改变，可能影响产品性能时； e.产品停产一年以上又重新恢复生产时； f.国家技术监督机构或受其委托的技术检验部门提出型式检验要求时； g.出厂检验结果与上批产品检验有较大差异时。 5.2.2 型式检验项目与顺序 a.外观检查； b.功能检验； c.功率消耗； d.高低温试验； e.温度贮存试验； f.抗干扰试验； g.湿热试验； h.振动试验； i.冲击试验； j.碰撞试验。 上述试验项目f、g、h、i、j五项具有破坏性，在产品设计定型时进行，在一般型式检验中慎做。 5.2.3 型式检验的抽样与判定 5.2.3.1 型式检验从出厂检验合格的产品任意抽取两台作为检验样品，然后分两组分别进行。 A组样品按第5.2.2条规定的a、b、c、d、e各项进行技术性能检验。 B组样品按第5.2.2条规定的f、g、h、i、j检验内容，进行具有某种破坏性的极限性能检验。 5.2.3.2 样品经过型式检验，未发现主要缺陷，则判定产品合格。检验中如发现有一个主要缺陷，则进行第二次抽样，重复进行型式检验。如未发现主要缺陷，仍判定该装置型式检验合格，如第二次抽样样品仍存在主要缺陷，则判定型式检验不合格。 5.2.3.3 装置样品型式检验结果达不到第3.4、第3.9～第3.16条要求中的任一条时，均按存在主要缺陷判定。 5.2.3.4 检验中装置出现故障允许进行修复，修复内容，如对已做过检验的项目的检验结果没有影响，可继续往下进行检验，反之，受影响的检验项目应重做。 6 标志、包装、运输、贮存 6.1 标志 6.1.1 每台装置必须在机箱的显著位置设置持久明晰的标志或铭牌，标志下列内容： a.装置型号及代号； b.产品名称的全称； c.制造厂名全称及商标； d.额定参数； e.对外端子接线图(或表)； f.出厂年月及编号。 6.1.2 包装箱上应以不易洗刷或脱落的涂料作如下标记： a.发货厂名，产品名称、型号； b.收货单位名称，地址，到站； c.包装箱外型尺寸(长×宽×高)及毛重； d.包装箱外面书写“防潮”、“向上”、“小心轻放”等标志字样。 6.2 包装 6.2.1 产品包装前的检查 a.产品的合格证书和技术文件、附件、备品、备件齐全； b.产品外观无损伤； c.产品表面无灰尘。 6.2.2 包装的一般要求 产品应有内包装和外包装，插件插箱的可动部分应锁紧扎牢，包装应有防尘、防雨、防水、防潮、防震等措施。 6.3 产品应适于陆运、空运、水运(海运)，运输装卸按包装箱上的标志进行操作。 6.4 贮存 包装完好的装置应满足第3.4条规定的贮存运输要求，长期不用的装置应保留原包装，在相对湿度不大于85%的库房内贮存，室内无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体和灰尘、雨、雪侵害。 _______________________ 附加说明： 本标准由中华人民共和国能源部提出。 本标准由全国静态继电保护装置分技术委员会归口。 本标准由能源部南京电力自动化设备总厂、华北电力学院北京研究生部负责起草。 本标准主要起草人杨奇逊、高永生、陈云仑。