電力系統(tǒng)窄帶命令式遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備
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中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 電力系統(tǒng)窄帶命令式遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備 技術(shù)要求及試驗(yàn)方法 GB/T 15149—94 Performance and testing of teleprotection equipment of power systems narrow-band command systems 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局 1994-07-07 批準(zhǔn) 1995-01-01 實(shí)施 本標(biāo)準(zhǔn)參照采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEC 834-1《電力系統(tǒng)遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備性能及試驗(yàn)方法》第一部分“窄帶命令系統(tǒng)”(1988 年版) 。 1 主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電力系統(tǒng)窄帶命令式遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備的術(shù)語(yǔ)、技術(shù)要求與試驗(yàn)方法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于為電力系統(tǒng)保護(hù)裝置傳送單個(gè)或多個(gè)命令信號(hào),單方向頻帶在 4kHz 以內(nèi),使用電力線載波、多路載波、微波、光纖、導(dǎo)引線或其他通信系統(tǒng)的音頻遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備,作為制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。保護(hù)專用電力線載波收發(fā)信機(jī)也可參照使用。 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于寬帶命令式及模擬比較式遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備。 2 引用標(biāo)準(zhǔn) GB 6162 靜態(tài)繼電器及保護(hù)裝置的電氣干擾試驗(yàn) 3 術(shù)語(yǔ) 3.1 遠(yuǎn)方保護(hù) teleprotection 在兩個(gè)或兩個(gè)以上保護(hù)裝置間需要通信聯(lián)系時(shí),將保護(hù)裝置發(fā)出的信號(hào)變換成適于通信傳輸形式的信號(hào),在通信系統(tǒng)中傳輸?shù)募夹g(shù)。 3.2 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備(保護(hù)信號(hào)設(shè)備 ) teleprotection equipment(protection signallingequipment) 在需要進(jìn)行通信聯(lián)系的保護(hù)系統(tǒng)中,將保護(hù)裝置發(fā)出的信號(hào)變換成適于通信傳輸形式的信號(hào)及進(jìn)行反變換的設(shè)備。 3.3 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)(保護(hù)信號(hào)系統(tǒng) ) teleprotection system(protection signalling system) 在需要進(jìn)行通信聯(lián)系的保護(hù)系統(tǒng)中,遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備與有關(guān)通信系統(tǒng)一起所形成的系統(tǒng)。需要進(jìn)行通信聯(lián)系的保護(hù)系統(tǒng)的組成如圖 1 所示。遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)是保護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,不包含保護(hù)裝置。 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備可以與通信設(shè)備組合在一起,制成專門傳輸保護(hù)信號(hào)的收發(fā)信機(jī)。例如,保護(hù)專用電力線載波收發(fā)信機(jī)。 圖 1 需要通信聯(lián)系的保護(hù)系統(tǒng)的組成 3.4 遠(yuǎn)方保護(hù)通道 teleprotection channel 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備為實(shí)現(xiàn)其功能在通信系統(tǒng)中占用的通道。 3.5 窄帶命令式遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng) narrow-band command teleprotection system 傳輸保護(hù)信號(hào)時(shí)單方向占用頻帶不超過(guò) 4kHz 的遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)。 3.6 (遠(yuǎn)方保護(hù))命令信號(hào)(teleprotection)command signal 保護(hù)裝置控制遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備發(fā)出的信號(hào),用來(lái)使收信端保護(hù)裝置執(zhí)行某種規(guī)定動(dòng)作。 3.7 (遠(yuǎn)方保護(hù))監(jiān)護(hù)信號(hào)(teleprotection)guard signal 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備在不發(fā)送命令時(shí)發(fā)出的信號(hào),用來(lái)監(jiān)視通信系統(tǒng)的傳輸性能是否符合要求。 監(jiān)護(hù)信號(hào)存在時(shí),收信端不應(yīng)有命令輸出。 平時(shí)不發(fā)信的遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備可能沒(méi)有監(jiān)護(hù)信號(hào)。 3.8 標(biāo)稱頻帶 nominal frequency band 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備為實(shí)現(xiàn)其功能在通信系統(tǒng)中占用的頻帶。 3.9 標(biāo)稱發(fā)信電平 nominal transmit level 設(shè)計(jì)制造遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備時(shí)確定的命令信號(hào)及監(jiān)護(hù)信號(hào)發(fā)信工作電平的標(biāo)稱 值。 在音頻遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備及保護(hù)專用電力線載波收發(fā)信機(jī)中,命令信號(hào)發(fā)信電平可以等于或高于監(jiān)護(hù)信號(hào)發(fā)信電平。電平值在具體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。 在電力線載波復(fù)用遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備中,遠(yuǎn)方保護(hù)監(jiān)護(hù)信號(hào)平時(shí)與其他信號(hào)以復(fù)用方式同時(shí)傳送。在系統(tǒng)發(fā)生故障,保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí),停送其他信號(hào)而將遠(yuǎn)方保護(hù)命令信號(hào)提升到發(fā)信機(jī)滿功率電平發(fā)送。這種設(shè)備的命令信號(hào)發(fā)信電平高于監(jiān)護(hù)信號(hào)發(fā)信電平。 命令信號(hào)發(fā)信電平的提高有助于改善遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備的系統(tǒng)性能。 3.10 標(biāo)稱收信電平 nominal receive level 設(shè)計(jì)制造遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備時(shí)確定的命令信號(hào)及監(jiān)護(hù)信號(hào)收信工作電平的標(biāo)稱 值。 和發(fā)信電平情況相似,命令信號(hào)收信電平可以等于或高于監(jiān)護(hù)信號(hào)收信電平。電平值在具體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。 注:本標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱收信電平相當(dāng)于保護(hù)專用電力線載波收發(fā)信機(jī)中規(guī)定的收信靈敏起動(dòng)電平與收信裕度之和。 3.11 總動(dòng)作時(shí)間 overall operating time 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)從發(fā)信端輸入狀態(tài)改變起到收信端輸出狀態(tài)相應(yīng)改變止所經(jīng)歷的時(shí)間,包括信號(hào)在通信線路中的傳播時(shí)間及由噪聲引起的附加時(shí)延等。 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)的總動(dòng)作時(shí)間以 T 表示,是保護(hù)系統(tǒng)故障切除時(shí)間 Tc 的一部分。 保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)間的組成及各部分時(shí)間的典型值見(jiàn)圖 2。 圖 2 保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)間典型值 注:1)遠(yuǎn)方保護(hù)發(fā)信端包括通信設(shè)備發(fā)信部分在內(nèi)。 2)遠(yuǎn)方保護(hù)收信端包括通信設(shè)備收信部分在內(nèi)。 3.12 標(biāo)稱傳輸時(shí)間 nominal transmission time 從遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)發(fā)信端輸入狀態(tài)改變起到收信端輸出狀態(tài)相應(yīng)改變止所經(jīng)歷的時(shí)間,不包括信號(hào)在通信線路中的傳播時(shí)間,在無(wú)噪聲情況下測(cè)量。標(biāo)稱傳輸時(shí)間以 To 表示,見(jiàn)圖 2。 3.13 最大實(shí)際傳輸時(shí)間 maximum actual transmission time 在有噪聲干擾情況下,從遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)發(fā)信端輸入狀態(tài)改變起到收信端輸出狀態(tài)相應(yīng)改變止所經(jīng)歷的時(shí)間的最大允許值,不包括信號(hào)在通信線路中的傳輸時(shí)間,以 Tac表示,見(jiàn)圖 2。 3.14 虛假命令 unwanted signal 在遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)發(fā)信端未發(fā)命令的情況下,因收信端受噪聲干擾,輸出超過(guò)規(guī)定脈沖寬度而被誤認(rèn)為有效的命令。 3.15 丟失命令 missing command 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)發(fā)信端已發(fā)出,而收信端無(wú)相應(yīng)輸出的命令。 命令由發(fā)信端發(fā)出后,若出現(xiàn)以下三種情況之一,就認(rèn)為是丟失命令。 a.收信端完全收不到命令; b.收信端收到命令的時(shí)延超過(guò)規(guī)定的最大實(shí)際傳輸時(shí)間; c.收信端收到命令的寬度小于規(guī)定的最小命令脈沖寬度。 3.16 安全性 security 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)在發(fā)信端未發(fā)命令的情況下,抗御干擾和噪聲,不產(chǎn)生虛假命令的能力。安全性的數(shù)值由下式計(jì)算: 1-Puc 其中,P uc 為虛假命令概率,測(cè)試方法見(jiàn) 5.2.1 條。 實(shí)際應(yīng)用時(shí),安全性常以虛假命令概率 Puc 表達(dá)。 3.17 可信賴性 dependability 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)在有干擾和噪聲的情況下,有效傳輸命令信號(hào)的能力。 可信賴性的數(shù)值由下式計(jì)算: 1-Pmc 其中,P mc 為丟失命令概率,測(cè)試方法見(jiàn) 5.2.2 條。 實(shí)際應(yīng)用時(shí),可信賴性常以丟失命令概率 Pmc 表達(dá)。 4 技術(shù)要求 4.1 一般性能 4.1.1 氣候環(huán)境條件 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備在以下氣候環(huán)境條件下工作,應(yīng)能滿足技術(shù)要求: a.環(huán)境溫度:-5~+40 ℃(最大變化率 10℃/h); b.相對(duì)濕度:5%~95%(最大絕對(duì)濕度 28g/m3); c.大氣壓力:86~108kPa。 如遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備作為保護(hù)裝置或通信設(shè)備的配套設(shè)備裝在同一機(jī)柜內(nèi),其氣候環(huán)境條件應(yīng)符合所屬裝置的規(guī)定。 4.1.2 電源 4.1.2.1 直流電源 a.額定電壓:220V,110V,48V; b.電壓允許偏差:+15%~-20% ; c.紋波系數(shù):小于 5%。 4.1.2.2 交流電源 如設(shè)備采用交流電源,必須以不間斷電源供電。 a.額定電壓:220V,110V; b.電壓允許偏差:+10%~-15% ; c.頻率:50Hz,允許偏差±5%; d.諧波含量:小于 5%。 4.1.3 貯存條件 設(shè)備在運(yùn)輸及貯存過(guò)程中,當(dāng)環(huán)境溫度為-40~+70 ℃或制造廠與用戶協(xié)商決定的其他環(huán)境溫度范圍時(shí),不允許有任何損壞。 4.1.4 絕緣試驗(yàn) 4.1.4.1 工頻耐壓試驗(yàn) 所有不接地的輸入輸出電路,包括電源端子,對(duì)地應(yīng)能承受規(guī)定工頻正弦波電壓 1min而不損壞。正弦波電壓有效值見(jiàn)表 1。 4.1.4.2 沖擊電壓試驗(yàn) 所有輸入輸出電路,包括電源端子,應(yīng)能承受以共模及差模形式施加的規(guī)定沖擊電壓而不損壞,也沒(méi)有虛假命令輸出。沖擊波形為 1.2/50μs,沖擊電壓峰值見(jiàn)表 1。 表 1 絕緣及高頻干擾試驗(yàn)電壓值 高 頻 干 擾,峰 值kV 工作電壓工頻耐壓有 效 值kV沖擊電壓,峰值kV共模,差模 共模 差模發(fā)信收信端子 — 0.5 1 1 0.5交流電源端子 — 2 5 2.5 1<60 0.5 1 1 0.5 直流電源端子≥60 2 5 2.5 1<60 1110 1.5 接保護(hù)裝置的直流信號(hào)端子及告警端子220 255 2.5 1表中電壓值是指被測(cè)電路接入之前的電壓值。有些情況下,例如,被試電路阻抗較低或接有保護(hù)放電器,被測(cè)電器可能吸收較大電流。這時(shí),沖擊發(fā)生器輸出能量應(yīng)限制為0.5J±10%。 4.1.4.3 絕緣電阻 所有不接地的輸入輸出電路,包括電源端子的絕緣電阻,在溫度低于+35℃,相對(duì)濕度小于 75%情況下,以直流電壓 500V 測(cè)試,不應(yīng)小于 10MΩ。 4.1.5 高頻干擾 所有輸入輸出電路,包括電源端子,應(yīng)能承受以共模及差模形式施加的規(guī)定衰減振蕩波而不損壞,也沒(méi)有虛假命令輸出。 衰減振蕩波形應(yīng)符合 GB 6162 中 1.2 條規(guī)定,振蕩頻率選 1MHz 試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間 2s,振蕩波電壓峰值見(jiàn)表 1。 4.1.6 電源電壓變化 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備應(yīng)能承受電源電壓由標(biāo)稱值到零和由零到標(biāo)稱值的緩慢變化而不損壞,也不出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作。 4.1.7 電源中斷 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備應(yīng)能承受電源在 20s 時(shí)間內(nèi)的隨機(jī)序列中斷,每次中斷時(shí)間不超過(guò)20ms,設(shè)備不損壞,也不出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作,如虛假命令等。 經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間斷電,再投入電源時(shí),設(shè)備不應(yīng)出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作。 4.1.8 電源反射噪聲 直流供電情況下,在設(shè)備電源端子間測(cè)得的噪聲電壓不應(yīng)大于噪聲計(jì)加權(quán)值 3mV,或峰—峰值 10mV。 4.1.9 電源極性顛倒 直流供電情況下,設(shè)備應(yīng)采取保護(hù)措施,防止因電源電壓極性偶然顛倒而損 壞。 4.1.10 標(biāo)稱阻抗 音頻遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備與通信設(shè)備接口的輸入輸出端標(biāo)稱阻抗為 600Ω(平衡) 。 保護(hù)專用電力線載波收發(fā)信機(jī)的載波輸入輸出端標(biāo)稱阻抗為 75Ω(不平衡) 。 4.2 系統(tǒng)性能 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)的性能,主要有安全性、可信賴性和傳輸時(shí)間三項(xiàng)。這三項(xiàng)性能是互相關(guān)聯(lián)的。例如,對(duì)一定的頻帶寬度而言,要改善安全性就要降低可信賴性,或延長(zhǎng)傳輸時(shí)間。由于所用保護(hù)方式不同,對(duì)這三項(xiàng)性能的要求也不同。 通信系統(tǒng)的頻帶寬度、噪聲、干擾以及其他特性影響遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)的安全性、可信賴性、傳輸時(shí)間等性能。遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備的系統(tǒng)性能應(yīng)包含通信系統(tǒng)的性能在內(nèi)。由于與遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備配套使用的通信設(shè)備一般難以事先確定,在規(guī)定及測(cè)試遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備的系統(tǒng)性能時(shí)可以不含通信系統(tǒng)。在建立實(shí)際的遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)具體考慮所采用的通信系統(tǒng)的影響。 本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)的最大實(shí)際傳輸時(shí)間 Tac 的范圍提出了建議值。在實(shí)際應(yīng)用中,由電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全運(yùn)行出發(fā),所要求的最大實(shí)際傳輸時(shí)間常取建議范圍中較低數(shù)值。 建議采用 5.2 條規(guī)定的模擬電力系統(tǒng)實(shí)際情況的方法測(cè)量遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備的系統(tǒng)性能,并以曲線表示 Puc、P mc 與信噪比的關(guān)系,見(jiàn)圖 11、圖 12。 4.2.1 閉鎖式 對(duì)閉鎖式遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)的要求是高速度與高可依靠性,速度和可依靠性降低會(huì)引起外部故障時(shí)錯(cuò)誤跳閘,安全性降低會(huì)引起內(nèi)部故障時(shí)延遲跳閘。 建議性能參數(shù): 最大實(shí)際傳輸時(shí)間: Tac 7~20ms 可信賴性(丟失命令概率 1)): P mc 10-3~10 -4 安全性(虛假命令概率 2)): P uc 10-1~10 -2 注:1)滿足最大實(shí)際傳輸時(shí)間 Tac 要求時(shí),參見(jiàn) 5.2.2 條。 2)噪聲脈沖寬度 TB=200ms 時(shí),參見(jiàn) 5.2.1 條。 4.2.2 允許跳閘式 對(duì)允許跳閘式遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)的要求是安全與高速度。 允許跳閘式遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)有超范圍式與欠范圍式兩種。對(duì)兩者的要求基本相同,但對(duì)超范圍式的可依靠性要求高一些。 建議性能參數(shù): 最大實(shí)際傳輸時(shí)間: Tac 8~40ms 可信賴性(丟失命令概率 ): P mc 10-2~10 -3 安全性(虛假命令概率): P uc 10-3~10 -4 4.2.3 直接跳閘式 在直接跳閘式保護(hù)中,收到跳閘命令是跳閘的唯一依據(jù),無(wú)需其他附加條件。對(duì)這種遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)的要求是高度的安全性和可信賴性,而命令傳輸時(shí)間可以長(zhǎng)一 些。 建議性能參數(shù): 最大實(shí)際傳輸時(shí)間: Tac 30~60ms 可信賴性(丟失命令概率 ): P mc 10-3~10 -4 安全性(虛假命令概率): P uc 10-5~10 -6 各種遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)性能參數(shù)值見(jiàn)表 2。 表 2 各種遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)性能參數(shù)建議值 閉 鎖 式 允 許 跳 閘 式 直 接 跳 閘 式最大實(shí)際傳輸時(shí)間 7~ 20ms 8~40ms 30~60ms可信賴性(丟失命令概率) 10-3~10 -4 10-2~10 -3 10-3~10 -4安全性(虛假命令概率) 10-1~10 -2 10-3~10 -4 10-5~10 -64.2.4 監(jiān)視與告警 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具有通道監(jiān)視及故障告警功能,在通道不能正常傳輸信號(hào)或設(shè)備不能正常工作時(shí)發(fā)出告警。 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)護(hù)信號(hào)用于監(jiān)視傳輸通道和盡可能多的遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備。監(jiān)測(cè)電路應(yīng)能檢測(cè)信號(hào)傳輸中斷、通道中強(qiáng)烈干擾和噪聲。如果故障或干擾持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)(幾秒) ,應(yīng)發(fā)出告警。 如收信端檢測(cè)出異常情況,應(yīng)將輸出鉗位。可以根據(jù)要求鉗位于異常情況發(fā)生前的輸出狀態(tài),也可以鉗位于“無(wú)命令”或“有命令”輸出狀態(tài)。鉗位可以是即時(shí)的或延時(shí)的。 遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具有在運(yùn)行中進(jìn)行試驗(yàn)的功能。見(jiàn)附錄 A2。 5 試驗(yàn)方法 5.1 一般性能試驗(yàn) 5.1.1 工頻耐壓及絕緣電阻試驗(yàn) 設(shè)備投入運(yùn)行前,在未投入電源的情況下進(jìn)行這兩項(xiàng)試驗(yàn)。 將被試端子并聯(lián)對(duì)地,按表 1 的規(guī)定施加工頻電壓 1min。 在 4.1.4.3 條規(guī)定的環(huán)境條件下,用 500V 兆歐表測(cè)試各端子對(duì)地的絕緣電阻,應(yīng)大于10MΩ。 如絕緣電阻合格,設(shè)備可通電投入運(yùn)行,運(yùn)行狀況應(yīng)正常。 5.1.2 沖擊電壓試驗(yàn) 使用開(kāi)路輸出電壓波形和輸出能量符合 4.1.4.2 條規(guī)定的沖擊發(fā)生器進(jìn)行試驗(yàn)。建議采用圖 3 電路。試驗(yàn)時(shí)施加 3 次正脈沖和負(fù)脈沖,電壓值符合表 1 規(guī)定。試驗(yàn)電壓施加于: a.各端子與地之間,各端子連在一起(共模) ; b.各獨(dú)立電路之間,各獨(dú)立電路端子各自連在一起( 共模); c.同一電路的端子之間,但不包括有接點(diǎn)的電路(差模 )。 注:一般不需對(duì)金屬常開(kāi)接點(diǎn)進(jìn)行沖擊耐壓試驗(yàn)。 在被試端子接有外部電路,并需避免沖擊發(fā)生器中出現(xiàn)直流環(huán)流時(shí),可以采用圖 4、圖 5 的試驗(yàn)電路。電路中電容器的電容量很大,不致改變沖擊波形。 圖 3 沖擊發(fā)生器電路 圖 4 隔斷直流環(huán)流的差模沖擊電壓試驗(yàn)電路 圖 5 隔斷直流環(huán)流的共模沖擊電壓試驗(yàn)電路 對(duì)直流電源端子的試驗(yàn)應(yīng)在設(shè)備電源不投入及投入兩種狀態(tài)下進(jìn)行。設(shè)備投入電源后的沖擊試驗(yàn),可以采用圖 6 的電路。 設(shè)備經(jīng)過(guò)沖擊試驗(yàn)投入運(yùn)行時(shí),檢查其運(yùn)行狀況應(yīng)正常,不出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作。 圖 6 直流電源端子的沖擊電壓試驗(yàn)電路 (設(shè)備通電狀態(tài)下) 5.1.3 高頻干擾試驗(yàn) 高頻干擾試驗(yàn)應(yīng)按 4.1.5 條規(guī)定進(jìn)行。 5.1.4 電源電壓變化試驗(yàn) 電源電壓由標(biāo)稱值漸變到零,由零漸變到標(biāo)稱值,每次變化時(shí)間不小于 10s,電源電壓變化時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作。 發(fā)信機(jī)與收信機(jī)應(yīng)分別供電,對(duì)它們分別試驗(yàn)。 5.1.5 電源中斷試驗(yàn) 模擬由于電源線松動(dòng)而引起的電源短時(shí)間中斷,電源通過(guò)電子開(kāi)關(guān)控制,見(jiàn)圖 7。 圖 7 電源中斷試驗(yàn)電路 為了與實(shí)際中斷的隨機(jī)序列近似,可以用偽隨機(jī)碼型發(fā)生器控制電子開(kāi)關(guān),采用 2047比特偽隨機(jī)碼,邏輯“1”接通電源,邏輯“0”斷開(kāi)電源,速率取為 600Bd,其中斷時(shí)間為 1.67~16.7ms。試驗(yàn)持續(xù) 20s,不應(yīng)出現(xiàn)任何錯(cuò)誤動(dòng)作。 5.1.6 電源反射噪聲試驗(yàn) 測(cè)量由設(shè)備產(chǎn)生并送入外部直流電源的噪聲,試驗(yàn)電路見(jiàn)圖 8。圖中的電感電容低通濾波器用以使設(shè)備與電源去耦合。 圖 8 直流電源反射噪聲試驗(yàn)電路 5.1.7 電源極性顛倒試驗(yàn) 顛倒電源極性,設(shè)備不應(yīng)損壞。 試驗(yàn)前,應(yīng)檢查設(shè)備是否具有防止極性顛倒的保護(hù)措施。 5.2 系統(tǒng)性能試驗(yàn) 為模擬遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)在傳輸媒介中受到的噪聲影響,進(jìn)行系統(tǒng)性能試驗(yàn)時(shí)應(yīng)使用白噪聲發(fā)生器在電路中注入噪聲。噪聲帶寬建議用 4kHz,也可采用標(biāo)稱頻帶寬度,一般不應(yīng)低于 1kHz,并將噪聲電平換算到帶寬 4kHz 數(shù)值,見(jiàn)附錄 A3。 5.2.1 安全性試驗(yàn) 采用白噪聲突發(fā)脈沖序列進(jìn)行安全性測(cè)試,試驗(yàn)電路見(jiàn)圖 9。每個(gè)噪聲脈沖持續(xù)時(shí)間TB 為 200ms,間隔時(shí)間為 200ms,施加一定數(shù)量的噪聲脈沖,檢查收信端輸出虛假命令的數(shù)量。 使 N B=輸入噪聲脈沖數(shù) Nuc=輸出虛假命令數(shù) 虛假命令概率的估計(jì)值為: PNUCB?安全性的數(shù)值為:1-P uc 試驗(yàn)中對(duì)每個(gè)噪聲脈沖只計(jì)算 1 次虛假命令,虛假命令的寬度應(yīng)超過(guò)規(guī)定的最小命令脈沖寬度。最小命令脈沖寬度一般可取為 5ms。在不同的信噪比情況下測(cè)量 Puc 值,可以得出類似圖 11 的特性曲線。 測(cè)量時(shí),遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備脈沖噪聲接收電平應(yīng)為監(jiān)護(hù)信號(hào)標(biāo)稱收信電平與信噪比的和。 圖 9 安全性試驗(yàn)電路 5.2.2 可信賴性試驗(yàn) 對(duì)收信端施加連續(xù)的噪聲,在發(fā)信端輸入一定數(shù)量的命令,檢查發(fā)送命令和接收命令的數(shù)量,試驗(yàn)電路見(jiàn)圖 10。 圖 10 可信賴性試驗(yàn)電路 圖 11 200 波特通路虛假命令概率與信噪比關(guān)系舉例 使 NT=發(fā)送命令數(shù) NR=接收命令數(shù) 丟失命令概率的估計(jì)值為: PNmcTRRT???1可信賴性的數(shù)值為:1-P mc 接收命令的信號(hào)寬度應(yīng)超過(guò)規(guī)定的最小命令脈沖寬度,最小命令脈沖寬度一般可取為:直接跳閘和允許跳閘式:10ms 閉鎖式:100ms 發(fā)送命令寬度必須大于最小命令脈沖寬度,可選在 10~300ms 之間。命令間隔時(shí)間應(yīng)大于接收端恢復(fù)時(shí)間。發(fā)送命令周期(命令寬度與命令間隔時(shí)間之和) 不應(yīng)太長(zhǎng),否則將增加測(cè)量時(shí)間,建議命令重復(fù)率(命令周期的倒數(shù)) 為每秒 1~10 次。 圖 12 是 Pmc 與信噪比關(guān)系的一組典型曲線。圖中,最大實(shí)際傳輸時(shí)間 Tac 為參變量。Tac 的數(shù)值應(yīng)大于設(shè)備的標(biāo)稱傳輸時(shí)間 To,建議在 To~3T o 之間選取。 圖 12 200 波特通路丟失命令概率與信噪比關(guān)系舉例 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備收信端具有噪聲閉鎖電路時(shí),高噪聲電平可能引起閉鎖,使可依靠性降低。 測(cè)量時(shí),遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備的收信電平應(yīng)為命令信號(hào)標(biāo)稱收信電平,噪聲接收電平應(yīng)為命令信號(hào)標(biāo)稱收信電平與信噪比的和。 5.2.3 標(biāo)稱傳輸時(shí)間試驗(yàn) 標(biāo)稱傳輸時(shí)間試驗(yàn)電路見(jiàn)圖 13。測(cè)量時(shí)不加噪聲,遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備的收信電平應(yīng)為命令信號(hào)標(biāo)稱收信電平。 圖 13 標(biāo)稱傳輸時(shí)間 To 試驗(yàn)電路 5.2.4 告警試驗(yàn) 對(duì)設(shè)備在下列異常情況下是否發(fā)出告警進(jìn)行檢查: a.收信端監(jiān)護(hù)信號(hào)中斷,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)命令信號(hào); b.強(qiáng)烈的噪聲使收信端閉鎖,閉鎖時(shí)間超過(guò)規(guī)定值; c.廠家規(guī)定的其他情況( 如發(fā)信端故障等) 。 5.2.5 多命令試驗(yàn) 在按 5.2.1 及 5.2.2 條對(duì)多命令設(shè)備中一個(gè)命令進(jìn)行安全性和可信賴性試驗(yàn)時(shí),檢查其他命令輸出端應(yīng)無(wú)虛假命令輸出。 附 錄 A 系統(tǒng)性能試驗(yàn)說(shuō)明 (參考件) A1 安全性與可信賴性試驗(yàn) 測(cè)試安全性和可信賴性的數(shù)值,要求有一定的可信度??尚哦葲Q定于觀察到的事件的數(shù)量。 設(shè) N=所做試驗(yàn)總次數(shù) E=觀察到的事件數(shù) 則觀察到的事件的概率的置信度達(dá) 95%的近似式為: PEN????????12增加 E 的數(shù)量可以縮小不定性的范圍。 圖 A1 在置信度為 95%時(shí),對(duì)于不同的 E 和 N 值的不定性范圍 圖 A1 表示了這種方法的應(yīng)用。以對(duì)數(shù)刻度的 Y 軸為概率 P,試驗(yàn)的總次數(shù)為N=250,1000,4000,16000,64000。對(duì)于每個(gè) N 值選取幾個(gè) E 值,命令重復(fù)率為 8 次。圖中表示了進(jìn)行 N 次試驗(yàn)的時(shí)間 。 圖 A2 表示了不定性與接收的虛假命令的關(guān)系。圖中曲線 a 的虛線表示接收虛假命令數(shù)一定時(shí)置信度為 95%的不定性范圍。如虛假命令數(shù)減為 1/x,則不定性增加到 x 倍。 圖 A2 200 波特通路虛假命令概率與信噪比關(guān)系舉例 對(duì)于圖 A2 中虛假命令的數(shù)量,每次試驗(yàn)需要的時(shí)間如下: Puc=10-3,N=1×10 5,需要 11.1h; Puc=10-4,N=5×10 5,需要 55.5h(2.25 天); Puc=10-5,N=3×10 6,需要 333.3h(14 天)。 可見(jiàn),進(jìn)行 Puc<10 -6 的測(cè)試是不實(shí)際的。 A2 運(yùn)行中試驗(yàn) 原則上,如遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備運(yùn)行不正常,應(yīng)該發(fā)出告警,如設(shè)備未發(fā)出告警,應(yīng)表示處于運(yùn)行正常狀態(tài),但完全實(shí)現(xiàn)這樣的要求是困難的,應(yīng)在設(shè)備運(yùn)行中對(duì)功能進(jìn)行測(cè)試。 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備一般處于不發(fā)命令狀態(tài)。在設(shè)備運(yùn)行中,可以自動(dòng)檢測(cè)不發(fā)虛假命令的能力。 遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備動(dòng)作命令不常發(fā)出,數(shù)量很少。因此,應(yīng)該定期進(jìn)行人工或鐘控試驗(yàn),檢查其正確傳輸命令的能力。 如在測(cè)試中電力系統(tǒng)發(fā)生故障,不論情況如何,測(cè)試信號(hào)必須立即被真正的命令取代。以發(fā)送真正命令的方式進(jìn)行運(yùn)行中測(cè)試,對(duì)閉鎖式完全可能;對(duì)允許跳閘式有出現(xiàn)錯(cuò)誤跳閘的危險(xiǎn);對(duì)直接跳閘式必須采取有效措施,防止錯(cuò)誤跳閘。 A3 噪聲電平轉(zhuǎn)換關(guān)系 將 xkHz 帶寬的噪聲電平轉(zhuǎn)換到 4kHz 帶寬的噪聲電平的關(guān)系式: xPxP4log-(db) 4kHz (db) kz ? _____________________ 附加說(shuō)明: 本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)能源部提出。 本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)電力遠(yuǎn)動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)由能源部南京自動(dòng)化研究所負(fù)責(zé)起草,西北電力設(shè)計(jì)院、揚(yáng)州電訊儀器廠、南京有線電廠參加。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:焦群、田守常、陳道元、董柏林、胡長(zhǎng)山、徐基鴻。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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