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1、电 能 质 量 在 线 监 测 系 统技术规范书重庆万盛煤化有限责任公司二0一0年八月1 范围本技术规范适用于 “重庆万盛煤化有限责任公司35KV变电站电能质量监测”项目。2 监测终端装置技术要求2.1 满足的电能质量标准下列标准所包含的条文，通过在本规范中的引用而成为本规范的条文。在规范出版时，所有版本均为有效。所有的标准都被修订，使用规范的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 14549-1993电能质量公用电网谐波GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变GB
2、/T 15945-1995 电能质量电力系统频率偏差GB/T 18481-2008 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压GB/T 19862-2005 电能质量监测设备通用要求GB/T 18481-2008 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压GB/T 24337-2009 电能质量 公用电网间谐波2.2 性能要求2.2.1 总体要求装置应采用低功耗嵌入式硬件平台组成，整机无硬盘、风扇等任何旋转设备。装置软件系统应采用工业领域成熟稳定的嵌入式操作系统。所有交流量采样必须完全同步，并采用锁相环（PLL）技术。装置整机采用模块化“背插式”插件设计，电源、CPU（DSP）、交流/开入/开出、MMI模块应独立
3、构成插件，检修维护时互不影响。装置必须通过“国家电网公司电科院”或其它国家级权威检验测试机构所有性能指标的完整检测；2.2.2 监测指标装置应能监测的指标见表1。2.2.3 显示或指示功能监测装置应具有对被监测相关电能质量指标的实时数据显示或信号指示的功能。2.2.4 通讯接口装置应具备双百兆以太网，用于远方和就地通讯（即同时将监测数据上传至系统主站端和就地所连接的笔记本）。2.2.5 权限管理功能监测装置必须具有权限管理功能。只有具有授权权限的操作人员方可对监测装置进行相应的参数设置与更改。表1：监测指标一览表序号项 目必备指标1基波电压、基波电流2功率数据，包括基波有功功率、无功功率、视在
4、功率，以及2-50次各次谐波有功功率、无功功率、视在功率，功率因数3电压偏差4频率偏差5三相电压、电流不平衡度，各序分量62-50次谐波电压幅值、相位、含有率，电压总谐波畸变率；2-50次谐波电流幅值、相位、含有率，电流总谐波畸变率7间谐波8电压波动9短时间电压闪变、长时间电压闪变10电压暂降、暂升、短时中断11事件触发和录波2.2.6 设置功能监测装置应具有就地和远方对系统基本数据的重新设置、更改、删除功能。l 具备就地参数设置功能；l 能远程调阅和配置装置参数；l 装置的所有监测指标均可人为调整。2.2.7 在线分析显示功能监测装置本机必须配置高亮度的大屏幕LCD液晶显示屏，能够对监测参数
5、的实时数据和变化趋势以图表或曲线方式进行显示；装置还要具有就地显示电压实时波形、电流实时波形以及电压电流谐波频谱图、矢量图等功能。2.2.9 对时功能装置应具有标准的GPS对时接口，能够接收IRIG-B码对时信号或者秒脉冲信号进行硬对时，还要能通过网络和远方服务器实现通讯对时。2.2.10 记录存储功能监测装置必须采用电子式FLASH卡作为数据存储介质，不得使用硬盘等可靠性较低的旋转发热设备，数据存储规则如下：基波指标（电压、电流和功率相关指标）、电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、谐波监测的一个基本记录周期为3s；装置记录保存或数据上传的时间间隔应能设置和改变，保存或上传的数据应为该时间间
6、隔内，以基本记录周期测得的所有记录的最大值、最小值、平均值和95%概率统计值。短时间电压闪变的一个记录周期为10min，长时间电压闪变为2h。监测装置的存储记录应至少保存15天，之后可按先进先出的原则更新。2.2.11 开关量输出（开出）功能每台监测装置必须提供不少于不少于5路的开关量输出接点，不同类型的电能质量指标越限告警信号必须有独立的开关量输出接点与之对应。当装置检测到电能质量指标越限、电源中断、软硬件故障后，应及时通过无源空接点输出信号，并有响相应指示灯。开出回路应通过光电耦合器和外部系统可靠隔离，开出回路接点必须是无源空接点。2.2.12 开关量输入（开入）功能装置能接受不低于5路的
7、开关量输入接点，开入接点必须能启动录波的触发。开入回路应通过光电耦合器和外部系统可靠隔离，能够直接接入DC220V/110V的强电开入信号。2.2.13电压暂态监测功能监测装置可根据系统设定的阀值，连续对电压骤升、骤降和短时中断等电压暂态事件进行检测，监测到这些暂态事件后，除了记录事件报文和相关电气量参数外，还能够启动录波，把暂态事件发生前后的波形记录下来，录波长度不少于1MIN，触发前不少于5个周波（相关国家标准规定），触发后不少于60S。2.3 准确度要求装置各监测指标的准确度应满足下列要求：l 基波电压、基波电流：0.2%l 谐波电压、谐波电流应满足的准确度参见表2l 间谐波：5Hz分辨
8、率，准确度同谐波l 电压偏差：0.5%l 电压变动：0.5%l 短时间电压闪变：5%l 长时间电压闪变：5%l 三相电压不平衡度：0.5%l 负序电流：0.5%l 频率：0.01Hzl 有功功率：0.5%l 无功功率：0.5%l 对电压暂升、电压暂降、短时间供电中断等，应能记录持续时间大于0.5周波的事件 表2：谐波测量准确度要求等级被测指标条件允许误差A电压Uh 1% UNUh 1% UN5% Uh0.05% UN电流Ih 3% INIh 3% IN5% Ih0.15% IN*表中UN为标称电压，IN为标称电流，Uh为谐波电压，Ih为谐波电流。2.4 电气性能要求2.4.1 信号的接入方式直
9、接将待测电压、电流信号接入监测装置，不得使用其它中间设备。2.4.2 电压信号输入回路l PT二次侧电压，额定参数：100V/相电压l 过载能力：2倍额定电压，能连续工作；2.4倍额定电压，能运行1s。l 输入阻抗：1M2.4.3 电流信号输入回路l CT二次侧电流，额定参数：5A/1A（可选）l 过载能力：2倍额定电流，能连续工作；20倍额定电流持续1秒。l 输入阻抗：0.22.4.4 监测装置电源电压及允许偏差交流标称电压： 220 V，容许变化范围20，50Hz1Hz，电压总谐波畸变率不大于8；直流标称电压： 220V，容许变化范围20，纹波系数不大于5%； 110V，容许变化范围20，
10、纹波系数不大于5%。2.4.5 功率消耗l 监测装置不允许通过PT二次回路供电；l 信号回路在标称输入电压电流参数下，回路（通道）消耗的视在功率应不大于0.5VA/回路（通道）。2.4.6 停电数据保持l 长时间断电时，监测装置不应出现误读数，数据至少保持四个月以上；l 当停电时间小于8h，电源恢复后装置应能够按照原设置自动继续工作。2.5 正常使用条件l 周围空气温度不超过55 ；且在24 h内测得的平均值不超过35 。最低周围空气温度为-10 。l 湿度条件如下：在24 h内测得的相对湿度的平均值不超过95；在24 h内测得的水蒸气压力的平均值不超过2.2 kPa；月相对湿度平均值不超过9
11、0%；月水蒸气压力平均值不超过1.8 kPa。2.6 平均无故障工作时间正常使用条件下装置平均无故障工作时间MTBF应大于50000h。2.7 外壳、机械性能2.7.1 结构与外观l 结构型式：整机应采用嵌入式安装和背后插式设计，装置机箱结构须采用标准尺寸的设计，以方便装置能直接安装于开关柜柜体上，另外装置还要能够组成多连体集中组屏安装；l 接插件要求：电源/开入/开出/通信等均应采用可插拔进口端子，电源/开入/开出/端子间距不小于5.08mm；交流输入端子接线端子间距不低于10.16mm，应采用直径为4带有弹簧片的铜质螺丝，保证在振动及大电流时仍接触良好；端子塑料件必须采用V0级（最高级）阻
12、燃材料；l 装置结构完整，内部插件排列整齐，外表均匀一致，无划痕；接插件、开关、按键安装正确，操作灵活；紧固部位无松动；标志清晰明了；l 表面无机械损伤；l 装置应设有电源通断指示。2.7.2 外壳 装置防护等级不应低于GB 4208-1993规定的IP50要求。2.7.3 机械性能应能承受正常运行中的机械振动及常规运输条件下的冲击：监测装置不发生损坏和零部件松动脱落现象；功能和准确度应仍符合2.2、2.3要求。2.8 安全性能2.8.1 绝缘电阻监测装置各电气回路对地和各电气回路之间的绝缘电阻要求如表3所示。表3：绝缘电阻要求额定电压（V）绝缘电阻要求（M）测试电压（V）正常条件湿热条件U6
13、051250U6051500注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路采用U60V要求。2.8.2 冲击电压电压峰值为6kV，波形为标准的1.2/50s的脉冲，施加于监测装置电气回路对地之间，不应出现电弧、放电、击穿和损坏。试验后，监测装置存储的数据应无变化，功能和准确度应仍符合2.2、2.3要求。2.8.3 绝缘强度在监测装置电气回路对地之间及其各电气回路之间施加有效值如表4所示的50Hz正弦波电压1min，不应出现电弧、放电、击穿和损坏。试验后，监测装置存储的数据应无变化，功能和准确度应仍符合2.2、2.3要求。表4：绝缘强度试验电压，单位：V额定电压试验电压有效值U6050060U125
14、10002.9 电磁兼容性要求装置应能承受如表5所列的各项电磁兼容性抗扰度试验。抗扰度试验过程中以及试验完成后，设备应正常工作，功能和准确度应仍符合2.2、2.3要求，并提供国家级检测中心权威报告。表5：电磁兼容性抗扰度试验要求序号项目名称参照标准严酷等级1电快速瞬变脉冲群GB/T 17626.4-19984级2工频磁场抗扰度GB/T 17626.8-19984级3静电放电GB/T 17626.2-19984级4浪涌GB/T 17626.5-19983级3 主站系统技术要求电能质量监测系统由在线监测装置及监控中心组成，监测主站通过网络与在线监测装置进行通信，实现对监测装置的远程维护和电能质量监测数据收集、处理、发布等功能。监测主站系统要具有以下几个部分的功能：3.1通信服务功能主站通信服务软件的运行必须可靠稳定，在通讯出现问题时，软件必须具有一定的自检机制及自恢复功能，还要完整记录主站系统通信运行状况日志。3.2监测数据管理分析功能主站系统还要具备完善的监测数据管理分析功能，监测数据管理分析软件运行在系统主站上，负责整个系统配置的维护管理和电能质量
