DL280-2012电力系统同步相量测量装置通用技术条件.pdf

I C S2 7 ．1 0 0 N2 2 备案号3 5 2 3 9 2 0 1 2 口L 中华人民共和国电力行业标准 D L ／T2 8 0 2 0 1 2 电力系统同步相量测量装置 通用技术条件 G e n e r a ls p e c i f i c a t i o n sf o rs y n c h r o p h a s o r sm e a s u r e m e n tu n i t f o rp o w e rs y s t e m 2 0 1 2 0 1 0 4 发布2 0 12 0 3 0 1 实施 国家能源局发布 目次 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I I l 范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 术语和定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- 1 4 技术要求⋯⋯⋯- ⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4l 环境条件⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯- - ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”2 42 额定电气参数⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 ．3 装置的功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 冉主要技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 ．5 热稳定性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“7 4 ．6 直流电源影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”7 4 ．7 功率消耗⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 4 ．8 绝缘性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”7 4 ．9 耐湿热性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 4 ．1 0 电磁兼容性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 4 ．1 1 机械性能⋯⋯- ⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 4 ．1 2 连续通电⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一8 41 3 结构、外观及安全设计⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 5 标志、包装、运输、储存⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 6 其他⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 附录A 资料性附录 同步相量的基本性质⋯⋯⋯⋯⋯⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一9 附录B 资料性附录 发电机辅助信号的测量要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 l 附录c 规范性附录 发电机同步电动势相位及功角直接测量方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 附录D 资料性附录 闰秒的处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 3 附录E 资料性附录 综合相量误差⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 附录F 资料性附录 测量带宽和滤波器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 刖置 本标准与下列标准密切相关 G B ，r2 6 8 6 5 ．2 2 0 1 1电力系统实时动态监测系统第2 部分数据传输协议； G B 厂r 2 6 8 6 2 - - 2 0 1 1 电力系统同步相量测量装置检测规范。 本标准由中国电力企业联合会标准化管理中心提出。 本标准由全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会归口。 本标准负责起草单位北京国电华北电力工程有限公司 华北电力设计院 。 本标准参加起草单位北京四方继保自动化股份有限公司、国网电力科学研究院、中国电力科学研 究院、国家电力调度通信中心、国电南瑞科技股份有限公司、南京南瑞继保电气有限公司。 本标准主要起草人张道农、吴京涛、于跃海、许勇、蒋宜国、周捷、谢晓冬、王永福、王兆家、 丁孝华、王亮。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心 北京市白广路二条 一号，1 0 0 7 6 1 。 Ⅱ 1 范围 电力系统同步相量测量装置通用技术条件 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 本标准规定了电力系统同步相量测量装置的技术要求及对标志、包装、运输、贮存的要求。 本标准适用于电力系统同步相量测量装置，作为产品设计、制造、试验和应用的依据。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注目期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版 包括所有的修改单 适用于本文件。 G B ，r2 9 0 0 ．1 2 0 0 8电工术语基本术语 G B ／T2 9 0 0 ．1 7 电工术语量度继电器 G B ／T 2 9 0 0 ．2 5 - - 2 0 0 8 电工术语旋转电机[ i d t I E C6 0 0 5 0 ．4 1 1 1 9 9 6 ] G B ／T 2 9 0 0 ．4 9 电工术语电力系统保护[ i d t I E C6 0 0 5 0 ．4 4 8 1 9 9 5 ] G B4 2 0 8 - - 2 0 0 8 外壳防护等级 I P 代码 G B1 4 5 9 8 ．2 7 2 0 0 8 量度继电器和保护装置第2 7 部分产品安全要求 G B ／T1 5 1 5 3 ．1 1 9 9 8 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 i d tI E C 8 7 0 ．2 ．1 1 9 9 5 G B ／T1 5 1 5 3 ．2 2 0 0 0 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 其他非电影响因素 i d tI E C6 0 8 7 0 ．2 ．2 1 9 9 6 G B ／T1 7 6 2 6 ．2 2 0 0 6 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 i d tI E C6 1 0 0 0 ．4 ．2 2 0 0 1 G B ／T1 7 6 2 6 ．3 2 0 0 6 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 i d tI E C6 1 0 0 0 ．4 3 2 0 0 2 G B ／T1 7 6 2 6 ．4 2 0 0 8电磁兼容试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 i d tI E C6 1 0 0 0 ． 4 - 4 2 0 0 4 G B ／T1 7 6 2 6 ．5 2 0 0 8 电磁兼容试验和测量技术浪涌 冲击 抗扰度试验 i d tI E C6 1 0 0 0 ．4 ．5 2 0 0 5 G B ／T1 7 6 2 6 ．8 2 0 0 6 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 i d tI E C6 1 0 0 0 ．4 ．8 2 0 0 1 G B ／T1 7 6 2 6 ．1 0 一1 9 9 8 电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验 i d tI E C6 1 0 0 0 - 4 1 0 1 9 9 3 G B ／T1 7 6 2 6 ．1 2 一1 9 9 8 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验 i d tI E C6 1 0 0 0 - 4 ．1 2 1 9 9 5 G B 厂r1 9 3 9 1 - - 2 0 0 3 全球定位系统 G P S 术语及定义 G B ／T1 9 5 2 0 ．1 2 2 0 0 9电子设备机械结构4 8 2 ．6 m m 1 9 i n 系列机械结构尺寸第3 - 1 0 1 部分 插箱及其插件[ i d tI E C6 0 2 9 7 ．3 ．1 0 1 2 0 0 4 ] G B ／T2 6 8 6 5 ．2 2 0 1 1 电力系统实时动态监测系统第2 部分数据传输协议 D L F F4 7 8 2 0 1 0 继电保护和安全自动装置通用技术条件 D L ／T6 3 0 1 9 9 7 交流采样远动终端技术条件 I E E ES t dC 3 7 ．1 1 8 2 0 0 5电力系统同步相量标准 3 术语和定义 G B 厂r 1 9 3 9 1 、G B ／T2 9 0 0 ．1 、G B ／T2 9 0 0 ．1 7 、G B ／T2 9 0 02 5 和G B ／T2 9 0 0 ．4 9 确立的以及下列术语和定 l D L ，T2 8 0 2 0 1 2 义适用于本标准。 3 ．1 同步相量s y n c h r o p h a s o r 以协调世界时间为参照系的相量。 注同步相量的时标是计算窗口第一个采样点对应的协调世界时间，同步相量的基本性质参见附录A 。 3 ．2 同步相量测量装置s y n c h r o p h a s o rm e a s u r e m e n tu n i t 用于进行同步相量的测量、传输和记录的装置。 3 ．3 发电机功角p o w e r a n g l e 发电机同步电动势基波相量和机端电压基波正序相量之间的相位差。 4 技术要求 4 ．1 环境条件 4 ．1 ．1 工作条件 a 环境温度和湿度分级见表1 。 b 大气压力7 0 k P a ～1 0 6 k P a 。 表1工作场所环境温度和湿度分级 环境温度湿度 级别 范围最大变化率 相对湿度最大绝对湿度 使用场所 ℃℃，h％ g ／m 2 C O一5 ～ 4 5 2 05 ～9 52 8室内 C 12 5 ～ 5 5 2 05 ～1 0 02 8 遮蔽场所 C 2- 4 0 ～ 7 02 05 ～1 0 02 8 户外 C X 待定与用户协商 4 ．1 ．2 试验条件 a 环境温度 1 5 ℃～ 3 5 ℃。 b 相对湿度4 5 ％～7 5 ％。 C 大气压力8 6 k P a ～1 0 6 k P a 。 4 ．2 额定电气参数 4 ．2 ．1 直流电源 a 额定电压2 2 0 V 、1 I O V 。 b 允许偏差一2 0 ％～ 1 5 ％。 c 纹波系数≤5 ％。 4 ．2 ．2 交流信号输入回路 a 交流电压1 0 0 ／4 3v 、1 0 0 V 。 b 交流电流1 A 、5 A 。 c 额定频率5 0 H z 。 43 装置的功能 4 ．3 ．1 同步测量功能 a 应同步测量三相电压、三相电流 线路、主变压器、发电机端和母线 和开关量信号。 2 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 b 应计算三相电压基波相量、三相电流基波相量、正序电压基波相量、正序电流基波相量、频率、 频率变化率和功率等。每一组A B C 三相电压都应计算一个频率和一个频率变化率。 c 应测量发电机同步电动势和功角。 d 宜测量发电机调节和控制系统的部分信号，参见附录B 。 4 ．3 ．2 动态数据记录功能 a 应连续记录正序电压电流基波相量、三相电压基波相量、三相电流基波相量、频率、频率变化 率、功率和开关量信号等；当安装在发电厂时，应连续记录发电机同步电动势和功角。 b 当发生下列事件时，应建立事件标识，以方便用户获取事件发生时段的动态数据 频率越限； 电压相量幅值和电流相量幅值越上限； 电压幅值越下限； 有功功率振荡； 收到继电保护、安全自动装置跳闸输出信号 收到人工启动记录命令。 c 记录的数据应有足够的安全性，包括但不限于 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 ．3 ．3 通信功能 a 应将电压相量、电流相量、频率、发电机同步电动势、功角和功率等数据和装置的状态信息传 送到主站，装置应按时间顺序逐帧、均匀、实时传送动态数据，传送的数据中应包含整秒时刻 的数据。 b 应接受主站的召唤命令，传送部分或全部动态数据，传送采样数据。 c 应具备同时与多个主站通信的能力，与主站通信宜采用以太网通信方式。 d 与主站通信协议应遵照G B ／T2 6 8 6 5 ．2 2 0 1 1 的规定。 e 当同一厂站内存在多个同步相量测量装置时，应设置汇集装置，汇集各同步相量测量装置的数 据后，再与主站通信。汇集装置在发电厂和变电站内的连接关系如图1 所示。 M 一调度中心主站；P D c 一汇集装置；P M u 一同步相量测量装置 图1 通信集中处理模块与同步相量测量装置的连接示意图 4 ．3 ．4 人机接口功能 a 应显示电压、电流、频率、功率、功角、越限告警等信息。 b 应支持监视装置的运行状态等信息。 c 应支持对装置进行参数配置和定值整定。 4 ．3 ．5 时间状态标识功能 应对数据的时间同步状态进行标识。 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 4 ．3 ．6 异常告警功能 a 应具有在线自动检测功能。 b T v 厂r A 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，应发出告警信号。 c 可向当地厂站监控系统发送装置的运行状态信息 正常或异常 。 4 ．37 自恢复措施 应有自恢复电路，能通过自恢复电路自动恢复正常工作。 4 ．4 主要技术要求 4 ．4 ．1 采样率范围 宜按照表2 或表3 所示范围进行同步采样。 表2 采样频率标准一 采样频率 每周期采样点数 H z 42 0 0 63 0 0 84 0 0 1 2 6 0 0 1 68 0 0 2 41 2 0 0 3 21 6 0 0 4 82 4 0 0 6 43 2 0 0 9 64 8 0 0 1 2 86 4 0 0 1 9 2 9 6 0 0 3 8 41 92 0 0 表3 采样频率标准二 采样频率 每周期采样点数 H z 4 2 0 0 84 0 0 1 05 0 0 1 68 0 0 2 0 1 0 0 0 3 2 1 6 0 0 4 02 0 0 0 5 02 5 0 0 6 43 2 0 0 4 表3 续 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 采样频率 每周期采样点数 H z 8 04 0 0 0 l O O5 0 0 0 1 2 86 4 0 0 1 6 08 0 0 0 2 0 0l oo o o 3 2 01 6o o o 4 0 02 0 0 0 0 6 4 03 2o o o 8 0 04 0 0 0 0 1 6 0 08 0o o o 3 2 0 01 6 0 0 0 0 4 ．4 ．2 交流电流信号输入回路 装置应接入测量T A 回路。 4 ．4 ．3 发电机功角测量方法 宜使用直接采集键相脉冲的方法，并应自动检测键相脉冲初相位，遵照附录C 的规定。在不具备条 件时，应利用发电机 和变压器 的电气参数和电压电流相量计算发电机同步电动势的相位和发电机功 角。 4 ．44 实时显示 a 刷新周期应不大于2 s 。 b 装置告警信息应及时显示。 4 ．4 ．5 动态数据帧记录 4 ．4 ．5 ．1 记录速率 a 应具有每秒1 帧、1 0 帧、2 5 帧、5 0 帧、1 0 0 帧等多种可选记录速率。 b 记录速率应是实时传送速率的整数倍。 4 ．4 ．5 ．2 保存时间 在最大数据量和最高记录密度条件下，装置动态数据帧的保存时间应不少于1 4 天。 4 ．4 ．5 ．3 事件标识的持续时间 a 应在4 ．3 ．2b 规定的事件发生和持续期间内保持事件标识。 b 当4 ．3 ．2b 规定的事件持续时间大于1 s 时，应在事件消失后复归事件标识。 c 当4 ．3 ．2b 规定的事件持续时间不大于1 s 时，应保持事件标识1 s ，然后复归事件标识。 4 ．4 ．6 装置通信 4 ．4 ．6 ．1 时间要求 动态数据时标与数据输出时刻的时间差应不大于5 0 m s 。 4 ．4 ．6 ．2 实时帧传送速率 a 实时传送速率可以整定，应至少具有每秒l 帧、1 0 帧、2 5 帧、5 0 帧、1 0 0 帧的可选速率。 b 执行主站的召唤历史数据命令时，不应影响实时帧传送速率。 4 ．4 ．7 时钟同步 4 ．4 ．7 ．1 基准时钟源 基准时钟源的时间准确度优于1 p _ s 。 5 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 4 ．4 ．7 ． a b C 装置对时 对时的误差应不大于1 u s 。 采用集中同步时钟授时方式时，对时信号类型宜采用I R I G ．B 码，对时信号采用光纤传输。 当出现闰秒时，宜参见附录D 处理。 4 ．4 ．7 ．3 守时要求 当同步时钟信号丢失或异常时，应维持正常工作。在失去同步时钟信号6 0 m i n 以内，相位测量误差 的改变量应不大于l 。 即时间改变量应不大于5 5 H s 。 448 测量元件的准确度 4 ．4 ．8 ．1 基波电压、电流相量测量准确度 a 在额定频率时基波电压、电流相量幅值测量误差极限应满足表4 及表5 的规定，幅值测量误差 的计算公式为 幅值测量误差 产型塑些冀荆x 1 。。％ 1 注相电压幅值的基准值为5 75 V 12 ，电流幅值的基准值为l A X l2 或5 A X l ．2 。 b 在额定频率时基波电压、电流相量相位测量误差应满足表4 及表5 的规定。 表4 基波电压相量测量的误差要求 输入电压0 ．1 乩≤U O5 乩 05 ％≤U 1 ．2 ％ 1 ．2 ％≤￡， 2 “ 幅值测量误差极限 02 ％O ．2 ％02 ％ 相位测量误差极限 0 ．5 。02 0O ．5 。 注u 为电压相量幅值，“为电压的额定值。 表5 基波电流相量测量的误差要求 输入电流 0l l n ≤l O ．2 厶 0 2 ，Ⅱ≤』 05 厶0 ．5 厶≤K 2 ，n 幅值测量误差极限02 ％o ．2 ％0 ．2 ％ 相位测量误差极限 1 。05 。0 ．5 。 注』为电流相量幅值，厶为电流的额定值。 c 基波频率影响基波频率偏离额定值1 H z 时，幅值测量误差改变量应小于额定频率时测量误差 极限值的5 0 ％，相位测量误差改变量应不大于0 ．5 。基波频率偏离额定值5 H z 时，幅值测量 误差改变量应小于额定频率时测量误差极限值的1 0 0 ％，相位测量误差改变量应不大于1 0 。 d 谐波影响叠加2 0 ％的1 3 次及以下次数的谐波电压，基波电压幅值和相位测量误差改变量应 不大于1 0 0 ％。 注关于综合相量误差及其评价方法参见附录E 。 4 ．482 功角测量准确度 在4 8 H z ～5 2 H z 频率范围内，发电机同步电动势相位和功角的测量误差应不大于1 。。 4 ．4 ．8 ．3 有功功率、无功功率测量准确度 a 在4 9 H z ～5 1 H z 频率范围内，有功功率和无功功率的测量误差极限0 ．5 ％。 b 功率测量误差的计算公式为 功率测量误差 l 垫皇型量墓蕹l ； 量三竖堕| t 。。％ z 注功率的基准值为3 倍的电压的基准值乘以电流的基准值。 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 4 ．4 ．8 ．4 频率测量准确度 在4 5 H z ～5 5 H z 范围内，测量误差不大于0 ．0 0 2 H z 。 4 ．4 ．8 ．5 动态性能指标 a 幅值阶跃响应时间不大于3 0 m s b 角度阶跃响应时间不大于3 0 m s ； c 频率阶跃响应时间不大于6 0 m s ； d 有效测量范围4 5 H z ～5 5 H z ，带外数据处理参见附录F 。 4 ．4 ．9 有功功率振荡检测指标 a 振荡频率范围0 ．1 H z ～2 ．5 H z ； b 振荡相邻峰谷值大于1 0 M W 。 4 ．5 热稳定性能 a 交流电流回路1 ．2 倍额定电流，应连续工作；2 0 倍额定电流，允许时间为l s 。 b 交流电压回路1 ．2 倍额定电压，应连续工作；1 ．4 倍额定电压，允许1 0 s 2 倍额定电压，允 许l s 。 4 ．6 直流电源影响 在试验的标准大气条件下，直流电源在4 ．2 ．I 中规定范围内变化时，装置应可靠工作，性能及参数 应符合4 ．4 ．8 的规定； 在接通、断开直流电源时，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。 4 ．7 功率消耗 功率消耗应遵照D L ／T6 3 1 - - - 1 9 9 7 中4 ．5 ．5 ．1d 的要求。 4 ．8 绝缘性能 绝缘性能应遵照G B ／T1 5 1 5 3 ．1 1 9 9 8 中6 的要求。 4 ．9 耐湿热性能 耐湿热性能应遵照G B ／T1 5 1 5 3 ．2 2 0 0 0 中3 ．3 ．2 的要求。 4 ．1 0 电磁兼容性 4 ．1 0 ．1 辐射电磁场抗扰度 应能承受G B ／T1 7 6 2 6 ．3 中规定的严酷等级为3 级的辐射电磁场干扰试验。 4 ．1 0 ．2 电快速瞬变脉冲群抗扰度 应能承受G B ／T1 7 6 2 6 ．4 中规定的严酷等级为3 级的电快速瞬变干扰试验。 4 ．1 0 ．3 振荡波抗扰度 应能承受G B ／T1 7 6 2 6 ．1 2 中规定的严酷等级为3 级的1 M H z 和1 0 0 k H z 的脉冲群干扰试验。 4 ．1 0 ．4 静电放电抗扰度 应能承受G B ／T1 7 6 2 6 ．2 中规定的严酷等级为3 级的静电放电试验。 4 ．1 0 ．5 浪涌 冲击 抗扰度 应能承受G B ／T1 7 6 2 6 ．5 中规定的试验等级为3 级的浪涌 冲击 抗扰度试验。 4 ．1 0 ．6 工频磁场抗扰度 应能承受G B ／T1 7 6 2 6 ．8 中规定的试验等级为5 级的工频磁场抗扰度试验。 4 ．1 0 ．7 阻尼振荡磁场抗扰度 应能承受G B ／T1 7 6 2 6 ．1 0 中规定的试验等级为3 级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。 4 ．”机械性能 机械影响因素中场所类型和运输条件，以及有关正弦稳态振动、冲击、自由跌落的参数等级详见 G B ／T1 5 1 5 3 ．2 2 0 0 0 中第4 章规定。 7 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 4 ．1 2 连续通电 装置在完成调试后，应进行时间为1 0 0 h 常温 或7 2 h “0 ℃ 的连续通电试验，试验期间对装 置施加符合4 ．2 ．1 规定的直流电源，装置的性能及参数应符合4 ．4 ．8 的规定。 4 ．1 3 结构、外观及安全设计 4 ．1 3 ．1 机箱、插件的尺寸 应遵照G B ／T1 9 5 2 0 ．1 2 的规定。 4 1 3 ．2 外壳防护 外壳防护等级应符合G B4 2 0 8 中规定的外壳防护等级I P 2 0 的要求 户外使用的装置应符合G B4 2 0 8 中规定的外壳防护等级I P 5 4 的要求 。 4 ．1 3 ．3 电气间隙和爬电距离 电气间隙和爬电距离的最小值应遵照G B1 4 5 9 8 ．2 7 2 0 0 8 中5 ．1 ．9 的规定。 4 ．1 34 着火危险防护 应遵照G B1 4 5 9 8 ．2 7 2 0 0 8 中7 的规定。 4 ．1 3 ．5 安全标志 应遵照G B1 4 5 9 8 ．2 7 ～2 0 0 8 中9 的规定。 5 标志、包装、运输、储存 应遵照D L ／T4 7 8 2 0 1 0 中7 的规定。 6 其他 应遵照D L ／T 4 7 8 2 0 1 0 中8 的规定。 附录A 资料性附录 同步相量的基本性质 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 参考1 E E ES t d ．C 3 7 ．1 1 8 2 0 0 5 的规定，标准余弦信号J f 的瞬时值波形见式 A ．1 ，其对应相量z 表达形式见式 A ．2 x f 瓦C O S g O t 妒 A ．1 式中 ‰余弦信号的方均根值； m 余弦信号的角频率； p 余弦信号的初相位。 X 置 j x , 扎／4 2 F 9 A ．2 式中 丑相量的实部； X 相量的虚部。 式 A ．2 所示的相量x 表达形式与信号的频率无关，其相位由余弦信号的起始时刻 f 0 决定 的。如果每隔％时间观察一次余弦信号，即观察时刻为{ 0 ，T o ，2 T o ，3 T o ，⋯，n T o ，⋯ ，则得到一系 列相量{ X o ，蜀，X 2 ，为，⋯} 。这个相量序列等价于以每个观察时刻为起始时刻得到的相量序列。如果 而恰好等于余弦信号周期的整倍数，则每次得到的相量都是不变的。反之，每次得到的相量幅值不变， 相位会不同，见图A ．1 。 0 T o2 T o3 t o4 T o5 t o 0一旦』吃 。．_ j 吐l 厂rn夼nn八 爪 心√1j八八八e 图A ．1以如间隔观察余弦信号得到的不同相位 X 爿一 i x , 托／4 2 e ” A ．3 ．k ／√2 c o s 妒 j s i n 们 同步相量x 的表达形式见式 A ．3 。该式中的相位p 是该余弦信号的瞬时相位与工频余弦信号 它 与协调世界时同步 的瞬时相位之差。当余弦信号最大值出现在秒脉冲时刻时，同步相量的相位为0 。， 当余弦信号在秒脉冲时刻从负向正过零时，同步相量的角度为一9 0 。，见图A ．2 。 9 D L ，T 2 8 0 2 0 1 2 1 0 删 信号 朋n o 。 搬量表达方式 弋 P P s _ 秒脉冲 图A ．2 瞬时波形与同步相量相位的关系 附录B 资料性附录 发电机辅助信号的测量要求 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 为了增强对发电机动态性能的监测，安装在发电厂的同步相量测量装置可接入发电机调节和控制系 统的输出信号，见表B ．1 。 表B ．1 发电机调节和控制系统辅助信号 信号名称测量信号类型测量误差 励磁电压直流4 m A ～2 0 m A1 ％ 励磁电流直流4 m A ～2 0 m A1 ％ 气门开度直流4 m A ～2 0 m A1 ％ 导叶开度直流4 m A ～2 0 m A1 ％ P S S 投退信号 空接点 A G C 动作信号空接点 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 附录c 规范性附录 发电机同步电动势相位及功角直接测量方法 该方法利用发电机组的键相脉冲信号获取发电机转子位置，自动校准转子位置的初始角，进而测量 发电机f 司步电动势相位及其功角。功角直接测量方法不受发电机等效计算模型和参数误差的影响，适用 于电网扰动和暂态过程的功角测量。因此，如果现场条件允许，同步相量测量装置宜直接采集转子位置 测量发电机同步电动势相位和功角。 c ．1 需要采集的信号 发电机键相脉冲信号、发电机端三相电压和三相电流信号。 C ．2 发电机键相脉冲信号 键相信号可由发电机T S I 系统输出，也可在汽轮机机头处加装专用的键相传感器，由传感器直接输 出脉冲信号给同步相量测量装置。通常，在汽轮机机头的延长轴上开有一个键相稽，键相传感器安装时 将传感器探头对准键相槽所在位置，每当键相槽到达探头之前时，传感器就会输出一个脉冲。 当火电厂的汽轮机正常发电时，键相脉冲额定频率为5 0 H z 即1 脉冲每转 。信号类型为电压信号， 电压范围宜控制在一2 5 V ～ 2 5 V 之间，信号峰峰值应大于3 V 。键相脉冲信号与现场其他设备使用的键相 脉冲信号之间宜进行电气隔离。 对于水轮机组，由于极对数多，转速慢，可在水轮机的转轴上装设与其极对数相同数目的齿盘，并 采用接近开关作键相传感器。 C ．3 机组转子位置测量法原理 同步相量测量装置通过测量键相脉冲信号，并与标准时间信号进行比相，得到发电机转子位置角a 。 当发电机处于启机空载状态时，发电机输出功率为0 M W ，其功角为0 。，机端电压正序相位与发电机同 步电动势相位声相等。此时，可以计算出发电机转子位置角口与发电机同步电动势相位∥的夹角弘夹角 y 只与发电机转子上键相槽的位置有关，机组运行时恒定不变。发电机并网运行后，转子位置角a 减去 夹角y 即得到发电机同步电势相位卢。同步电动势相位∥减去机端电压正序相位即得到发电机的功角a 见图C ．1 。 1 2 弋孤“ 冗卜发电机转子位置相量；卜发电机同步电动势相量卜发电机机端电压正序相量； 旷一键相脉冲信号等效相量的相位；卜发电机同步电动势的相位；r 一发电机转子位置 相位与发电机同步电动势相位的差卜发电机功角 图c1 采集发电机转子键相脉冲位置测量同步电动势及其功角 附录D 资料- 陛附录 闰秒的处理方法 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 世界时是基于地球自转的一种时间计量系统，原子时是基于原子物理技术的一种更加均匀的时间系 统。世界时和国际原子时在时间尺度上存在差异，为应对这种情况，一种称为协调世界时的折中时标于 1 9 7 2 年面世。协调世界时是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近世界时的一种时间计量系统。为确 保协调世界时与世界时相差不会超过O ．9 s ，在必要时会将协调世界时增加1 s 或去掉1 s ，这一技术措施 被称为闰秒。 国际地球自转服务组织决定加入闰秒的时间。加入闰秒的时间只能是每年的六月或十二月的最后一 天的最后一分钟。加入正闰秒时，当天2 3 5 9 5 9 的下一秒记为2 3 5 9 6 0 ，然后是第二天的0 0 0 0 0 0 加 入负闰秒时，2 3 5 9 5 8 的下一秒就是第二天的0 0 0 0 0 0 。由于北京时间比世界时早 k - J , 时，因此闰秒发 生时我国已是第二天上午的7 5 9 。截至目前，所有闰秒都是正闰秒。 同步相量测量装置使用世纪秒作为时标，它是一个3 2 位无符号整数，从1 9 7 0 年1 月1 日0 0 0 0 0 0 开始计时。世纪秒的计数始终与协调世界时保持同步，闰秒不包含在世纪秒的计数中。当正闰秒发生时， 将出现连续两个相同的世纪秒时标；负闰秒发生时，将出现世纪秒时标跳跃1 s 的情况。 闰秒通常若干年发生一次，对其处理较复杂。因此，同步相量测量装置宜摒弃正闰秒发生时刻的数 据，并满足如下要求 a 在闰秒发生后5 s 内将时标调整为与协调世界时一致。 b 在闰秒发生后5 s ，同步相量测量、动态数据记录和实时通信等功能应恢复正常。 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 附录E 资料性附录 综合相量误差 I E E ES t dC 3 7 ．1 1 8 - - 2 0 0 5 提出用综合相量误差评价同步相量测量装置的测量误差。综合相量误差计 算公式见式 E ．1 。综合相量误差同时反映了相量幅值和相位误差，见表E ．1 。 册 式中 r 陋综合相量误差； 五理想信号相量的实部； 五理想信号相量的虚部； j ‰实测相量的实部 ．】j f ；如实测相量的虚部。 表E ．1 T V E 误差等级评价表 E ．1 T I r E 误差等级 物理量0 级1 级 物理量变化范围册物理量变化范围眦 信号频率 4 95 H z ～5 0 ．5 H z1 ％ 4 5 H z ～5 5 H z1 ％ 信号幅值 8 0 ％～1 2 0 ％ 额定值 1 ％ 1 0 ％～1 2 0 ％ 额定值1 ％ 相位一1 8 0 。～ 1 8 0 。1 ％一1 8 0 。～ 1 8 0 。l ％ 谐波叠加量1 ％，5 0 次以下谐波l ％ 1 0 ％，5 0 次以下谐波 1 ％ 带外频率数据 I ％输入信号幅值 1 ％ 1 0 ％输入信号幅值 1 ％ 注推荐采用1 级评价等级。 1 4 附录F 资料性附录 测■带宽和滤波器 D L ，T2 8 0 2 0 1 2 F ．1 电力系统信号的频率成分 电力系统中除了5 0 H z 的工频信号外，还有非工频电压和电流信号，见表F l 。这些非工频成分经传 感器进入数字式测量装置，若不经过正确的滤波，将会影响计算准确度，并通过频率混叠现象，在输出 的结果中出现错误信息。 表F ．1 电力系统中的非工频振荡成分 非工频振荡 频率范围 H z 轴系扭振 5 ～1 0 0 暂态转矩5 ～5 0 汽轮机叶片振荡8 0 ～2 5 0 快速母线切换l ～l O ∞ 控制器相互作用1 0 ～3 0 谐波相互作用和谐振 5 0 ～5 0 0 铁磁谐振 1 ～1 0 0 0 网络谐振1 0 ～2 5 0 F ．2 频谱混叠现象 频谱混叠现象源于数字式测量装置必须对连续时间信号进行采样处理。如果待测量的信号中最高频 率不满足式 F 1 ，则高于f J 2 的频率将作为低于m 的频率出现，输出信号的频率如式 F ．2 所示。 ，雌 Z ／2 F ．1 式中 五。最高频率 五采样频率。 厶 ，识一，』 0 时，为无限冲击响应滤波器；当“ 0 时，为有限冲 击响应滤波器。无限冲击响应滤波器计算量小，但是相位为非线性，会产生不易补偿的附加相位偏移； 有限冲击滤波器可以得到严格的线性相位，但是计算量较大。 F ．4 动态测量的带宽 通常，测量带宽为4 5 H z ～5 5 H z 表示对该范围内的信号无衰减，对带外 即低于4 5 H z 和高于5 5 H z 信号全部抑制为零，物理可实现的滤波器如图F ．1 所示。虽然，滤波器可以满足测量带宽的要求，但是， 滤波器会增加装置的测量延迟。试验表明，当输入信号发生阶跃跳变时，滤波器造成的延迟可以超过 l O O m s ，这种延迟不能满足及时准确反映电网快速变化的要求。 通常情况下，由于带外数据所占比重不大，同步相量测量装置可不对带外数据进行滤波处理。 1 6 3 一 一√j＼．_ 十 曼 堙 馨 ’4 0 2 02 53 03 54 04 55 05 56 06 57 07 5 信号囊串饵z 图F 1 滤波器的幅频响应 川㈣ 1 5 5 1 2 38 2 上架建议规程规范／ 电力工程／供用电 中华人民共和国 电力行业标准 电力系统同步相量测量装置 通用技术条