智能开关标准-2016-吴鸿雁

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1、XIHARI,智能高压开关设备标准及试验全国高压开关设备标准化技术委员会（SAC/TC 65）,1,吴鸿雁 2016年4月,2,目录,智能高压开关设备标准体系 智能高压开关设备标准的主要内容 智能高压开关设备试验实施情况分析 智能高压开关设备标准的发展,3,十二五以来，我国提出了建设坚强智能电网的发展目标，构成智能电网基础的智能高压开关设备也得到了很大的发展。 智能高压开关设备属于智能电网数字化体系中过程层的关键设备，设计中大量使用了先进的控制和监测单元，而这些单元多是由较易受到外界强磁场或强电场干扰的电子元器件组成，因此在产品投运之前，应根据相关标准对高压开关设备进行严格的检验，以验证其可靠

2、性和安全性。,4,1.智能化开关设备标准体系,基础标准如： 1 . GB/T 11022-2011 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求等 2 . GB/T 28810-2012 电子及其相关技术在开关设备和控制设备的辅助设备中的应用（IEC 62063：1999 ） 3 . GB/T 28811-2012 基于IEC 61850的数字接口（IEC 62271-3：2006 ）等。 GB/T 11022-2011 标准是高压开关设备的基础标准。 针对高压开关设备智能化，在基础标准中增加GB/T 28810-2012和GB/T 28811-2012两项标准。,5,1.智能化开关设备标准体系,

3、产品标准： GB 3906-20063.6kV40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备 GB 7674-2008 72.5kV 及以上气体绝缘金属封闭开关设备 NB/T 42025-2013 额定电压72.5 kV及以上智能气体绝缘金属封闭开关设备 NB/T 42044-2014 3.6kV40.5kV智能交流金属封闭开关设备和控制设备 ,6,1.智能化开关设备标准体系,“智能高压开关设备” 在标准中的定义： 具有较高性能的开关设备和控制设备，配装有电子设备、变送器和执行器，不仅具有开关设备的基本功能，还具有附加功能，尤其在监测和诊断方面。,7,智能产品特点,智能组件的核心功能是对主设备状态

4、的实时监测和评估，并依据评估结果进行控制。 智能组件能与高压开关设备相关的测量、控制、检测、计量以及保护进行融合设计，实现电网对设备状态的可监测，可判断、可控制。,8,2-1.智能化开关设备基础标准的相关内容（GB/T 11022-2011）,GB/T 11022-2011涉及到智能化方面的章节和内容标准第5章 设计与结构中的5.4 辅助和控制设备： （1）外壳 （2）电击防护 （3）火灾危害 （4）外壳中安装的元件,2-1.智能化开关设备基础标准的相关内容（GB/T 11022-2011）,标准中增加关于智能化方面的型式试验：原有试验： 发射试验：主回路；辅助和控制回路 辅助和控制回路的抗干

5、扰试验：电气快速瞬态/脉冲串试验；振荡波抗扰试验增加试验（2项）：辅助和控制回路附加的EMC试验 试验的目的是为了验证完整装置而不是重复单个元件的试验。因此，符合它们相关产品标准和相关额定值的元件的试验不需要重复。 （1）直流电源输入接口的纹波抗扰性试验 试验按照GB 17626.17进行且适用于电气和电子元件。开关设备和控制设备相关的产品标准应规定此试验对某些元件是否必要（例如，它不适用于电动机、电动机操作的隔离开关等）。 （2）电源输入接口的电压跌落、短时中断和电压变化抗扰性试验 交流电源接口的电压跌落、短时中断和电压变化试验应按照GB 17626.11进行，直流电源接口按照GB17626

6、.29。,2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（GB/T 28810-2012）,此标准主要解决的就是智能开关设备内部之间的连接和通信技术问题。 电子技术的快速发展，电子装置已经出现并安装在高压开关设备和控制设备内部的全部和部分的辅助设备中。因此，迫切需要将这些装置可能使用的接口，尤其是通信协议进行标准化，以避免出现混乱状态，并提高这些装置的互操作性。本标准就是为了涵盖这些电子技术，以适应并推动高压开关设备和控制设备产品及其相关标准的发展。,2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）,在标准范围中提出了新的概念：一次设备即开关设备的高压部分，用于高压绝缘

7、、载流和开合；辅助设备即开关设备的低压部分，用于主元件的控制和监测。 采用传统的技术，这两部分通常均由一个开关设备制造厂提供，其分界就是通常的端子排。 电子技术的使用引起下述几方面发生重大变化： 辅助设备的位置不必限定于相应的开关设备，而可以放置在任何位置，从开关设备的就地控制柜到变电站的控制室。一次设备和辅助设备的分界不再是物理上接近就地控制柜的位置；辅助设备的不同元件可以由不同的制造厂提供；采用分布式结构的电子技术，基于微处理器的元件和数字通信引入了可信性方面的新概念。这将导致开关设备的维修规程以及用户运行方式的改变。,12,具有较高性能的开关设备和控制设备，配装有电子设备、变送器和执行器

8、，不仅具有开关设备的基本功能，还具有附加功能，尤其在监测和诊断方面。 变送器：根据确定的法则，接收物理量形式的信息并把其转化成相同形式或其它物理量形式，便于传输或使用的装置。 执行器：辅助设备的最终控制元件。给出了修复性维修、预防性维修、状态维修、预测性维修、可信性、可用性、可靠度、维修度等定义。,一. 标准给出了智能开关设备的定义：,2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）,2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）,二. 设计与结构 传统的与一次元件的接口的控制设备，是由机电控制技术实现的。 经验表明，开关设备的大部

9、分误操作和失效出现在其操动机构中的辅助和控制设备中。减少传统的机电控制设备以及一次元件和数字式变电站控制系统之间的并行连接线，可以获得更高的可靠性，提高开关设备的可用性，使其在整个使用寿命期间具有较高的投资/收益率。 用于一次元件接口的传统的机电元件可以用新型的变送器、执行器和集成的微控制器技术取代，这样可以在一次元件控制和监测中获得更大范围的备选功能。,2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）,2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）,变送器 至今，在高压开关设备和控制设备领域，已有专用的装置用作变送器。例如，SF6

10、密度的测量是通过仅用于该领域的专用变送器来实现的。如今，用在各个工业领域的很多类型的变送器，同样也可用在开关设备和控制设备上。将来，密度测量将由电子密度变送器来完成，而且会越来越普遍。工业变送器主要应用如下： 压力（气体，液压机构用流体）； 温度（气体，液压机构用流体）； 位置； 液压水平； 电流、电压（工频的和高频的）； 机械振动。 传统的和电子技术之间重大的差异在于：变送器和端子可能不再靠近开关设备的端子排。从用户的观点出发，它可以满足需要的功能，而不考虑其变送器的具体技术。,2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）,接口和连接 从系统的观点出发，如果

11、认为任何装置都是用来实现一些功能的，那么可以标识一些组件，以便整个系统的分解和模块化。这样，就可发现系统是由实现一组功能的、可进行信息交换的内部连接的装置组成。从概念上讲，此处的信息可以具有逻辑或（和）模拟性质。为了从物理上交换信息，有必要采用一种物理连接路径把这些装置连接起来，使其能以直接方式或多路复合方式进行信息交换。,2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）,其他要求 变电站中使用新技术的推荐与它们的EMC性能相关，因为（部分）设备的兼容性水平可以作为安装判据的函数被大幅提高或降低。 特别要注意的（GB/T11022的5.4 ）： 接地和连接； 电缆

12、； 屏蔽； 滤波。 对于所有的工况，安装导则的第一来源是制造厂的安装使用说明书，由于引入了新的电子技术，辅助设备可以由不同的制造厂提供。要求成套厂应能确定在故障状况下哪个制造厂负有责任。为了协助其达到此目的，每个制造厂应提供适当的文件。,绝缘方面： 如果考虑开关设备和控制设备的辅助和控制回路的绝缘，即使采用了电子式辅助回路，GB/T 11022的6.2.10适用，按照配有EMC保护的每条回路的规定，如压敏电阻或瞬态吸收装置，不能认为是独立的，因此，EMC试验应优先于耐压试验进行。对于临时连接，允许较低的绝缘水平。 运行中可触及的试验连接和用户接口应有防止电击的保护（GB/T 17045-200

13、8， GB/T 3805-2008）。最高电压不应超过所选接口类型的最大额定值。 接近临时连接时不应导致误动作、误报警或错误的远方信号。,18,2-3.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28811-2012 ）,此标准主要包括高压开关设备和控制设备以及它们构成的成套设备和与变电站其它部分进行数字通信的专用设备以及对它们的试验要求。该数字通信设备可代替金属并行导线并可以集成到高压开关设备和控制设备及其成套设备中，也可以作为外部设备使现有的开关设备、控制设备及其成套设备和IEC 61850相兼容。,2-3.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28811-2012 ）,（1）额

14、定值和分类 高压变电站过程层的逻辑节点；开关设备监测的附加数据和逻辑节点；通信服务；时间要求；数据分辨率和准确度的额定等级；数据安全；数据完整性；性能要求。（2）设计与结构 通过介绍开关设备控制器和通信装置的几种典型布置来说明各控制器如何实现其功能并对变电站自动化系统提出要求。,2-3.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28811-2012 ）,（3）型式试验和例行试验主要包括：开关设备通信接口一致性测试；开关设备的时间测量。 通过这些基础标准的制定，使得智能开关设备的开发、生产、试验、运行有了依据，使得高压开关设备的状态检测成为可能，实现了高压开关设备过程层与站控层之间的数字通讯

15、。,2-4. 智能化成套开关设备标准的主要内容,目前，全国高压开关设备标准化技术委员会（SAC/TC65）已有两个智能成套开关设备标准： NB/T 42025-2013 额定电压72.5kV及以上智能气体绝缘金属封闭开关设备（2013-11发布，2014-04-01正式实施）； NB/T 42044-2014 3.6kV 40.5kV智能交流金属封闭开关设备和控制设备（2014-10发布，2015-03-01正式实施）。 两标准提出的技术性能参数基于国内外智能高压开关设备的设计、制造和运行经验。由于智能高压开关设备技术仍处于发展阶段，标准中的相关技术原则将随着技术的发展与成熟逐步修订和完善。,