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第一篇 智能变电站技术3

第一章 智能变电站概述3

第一节 智能电网3

一、坚强智能电网计划、内涵和特征3

二、坚强智能电网体系构成4

三、智能变电站是智能电网重要组成部分4

第二节 智能变电站技术要求5

一、智能变电站技术原则5

二、智能变电站体系结构6

三、智能变电站设备功能要求7

四、智能变电站系统功能要求8

五、智能变电站辅助设施功能要求9

六、智能变电站设计要求10

七、智能变电站调试、验收与运行维护要求10

八、智能变电站的检测评估11

第三节 我国智能变电站发展目标12

一、组网技术进一步发展12

二、可视化设计技术成为发展方向12

三、模块化与可装配式变电站成为可能12

四、海量信息与高度集成的自动化系统12

五、实现分布式变电站与变电站集群绿色环保能源供应方式13

六、电网层面的在线监测与评估实现变电站运行风险预警13

七、智能化诊断与一键式运维检修管理实现电网自愈13

第二章 智能变电站智能装置15

第一节 智能变电站智能控制柜15

一、技术要求15

二、技术服务18

第二节 智能变电站间隔层设备中的测控单元19

一、使用环境条件19

二、主要技术指标19

三、性能要求21

四、安装要求22

五、技术服务22

第三节 智能变电站智能终端23

一、主要技术指标23

二、主要性能要求25

三、安装要求26

四、技术服务27

第四节 智能变电站合并单元27

一、基本技术条件27

二、主要功能要求29

三、安装要求和技术服务31

第三章 智能变电站网络交换机和网络报文装置32

第一节 网络交换机32

一、主要技术指标32

二、主要性能要求34

三、安装要求36

四、技术服务37

第二节 智能变电站网络报文记录及分析装置37

一、对网络报文记录及分析装置的基本要求37

二、技术要求38

三、检验规则42

四、技术服务42

五、网络报文记录分析装置报文文件格式（PCAP）43

第四章 新建智能变电站设计46

第一节 智能变电站设计应遵循的原则46

第二节 智能变电站总体布置要求46

一、变电站布置46

二、土建46

第三节 智能变电站电气一次部分47

一、智能设备47

二、互感器49

三、设备状态监测51

第四节 智能变电站二次部分52

一、一般规定52

二、变电站自动化系统53

三、其他二次系统64

四、二次设备组柜65

五、二次设备布置67

六、光/电缆选择67

七、智能变电站智能装置GOOSE虚端子配置68

八、防雷、接地和抗干扰68

第五节 智能变电站高级功能要求和辅助设施功能要求69

一、高级功能要求69

二、辅助设施功能要求69

第五章 智能变电站模块化建设70

第一节 智能变电站模块化建设技术70

一、智能变电站模块化建设的意义和技术原则70

二、装配范围和型式71

三、电气一次71

四、二次系统72

五、土建部分75

第二节 预制舱式二次组合设备78

一、基本技术条件78

二、预制舱式二次组合设备典型模块85

三、主要性能要求86

四、试验89

五、运输及吊装89

六、技术服务90

第三节 预制光缆90

一、表示方法与结构90

二、基本技术条件92

三、技术要求92

四、敷设及安装97

五、检验与检测97

六、包装、运输和储存98

第四节 预制电缆100

一、预制电缆表示与结构100

二、基本技术条件100

三、预制电缆技术要求102

四、预制电缆主要性能指标104

五、检验与检测105

六、包装、运输和储存109

第六章 智能变电站自动化体系111

第一节 智能变电站自动化系统构成和分类原则111

一、实现智能变电站大自动化体系的意义111

二、智能变电站自动化系统结构111

三、网络结构111

四、硬件设备111

五、软件系统113

第二节 网络通信和数据采集控制113

一、网络通信113

二、数据采集与控制117

第三节 分析应用功能和调试检修119

一、分析应用功能119

二、调试检修122

第四节 运行管理功能和性能指标123

一、运行管理功能123

二、智能变电站自动化系统性能指标126

第五节 其他要求127

一、场地与环境127

二、防雷与接地127

第六节 试验与验收128

第七章 智能变电站一体化监控系统129

第一节 智能变电站一体化监控系统功能129

一、基本原则129

二、数据采集129

三、运行监视131

四、操作与控制133

五、信息综合分析与智能告警136

六、运行管理143

七、辅助应用144

八、信息传输145

第二节 智能变电站一体化监控系统建设147

一、智能变电站一体化监控系统建设的技术原则147

二、智能变电站一体化管控体系架构147

三、智能变电站一体化监控系统功能要求148

四、应用功能数据流向152

五、智能变电站一体化监控系统结构154

六、智能变电站一体化监控系统配置157

七、数据采集与信息传输160

八、二次系统安全防护160

第八章 智能变电站在线监测162

第一节 智能变电站在线监测系统162

一、技术原则162

二、系统架构162

三、监测系统选用与配置原则164

四、功能要求166

五、通信要求167

六、技术要求167

七、在线监测系统的试验、调试、验收168

八、变电设备状态监测数据接入规范169

第二节 智能变电站在线监测装置175

一、工作条件175

二、技术要求175

三、试验179

四、检验规则182

五、标志、包装、运输、储存184

第三节 基于DL/T 860标准的变电设备在线监测逻辑节点和模型创建185

一、在线监测逻辑节点定义185

二、在线监测设备建模总体要求213

三、在线监测设备建模原则213

四、LN实例建模215

五、服务222

六、配置224

七、测试225

第九章 智能变电站继电保护及相关设备227

第一节 智能变电站继电保护技术基本要求227

第二节 继电保护及相关设备配置要求228

一、一般要求228

二、具体要求228

第三节 继电保护装置及相关设备技术要求231

一、继电保护装置技术要求231

二、相关设备技术要求232

第四节 继电保护信息交互原则236

一、信息交互要求236

二、信息交互内容236

三、站控层相关设备的要求237

第五节 继电保护就地化实施原则237

第六节 支持通道可配置的扩展IEC 60044-8协议帧格式238

一、链路层238

二、应用层241

三、可配置的采样通道映射246

四、IEC 61850-9-2点对点传输的额定延迟时间250

第七节 3/2接线形式继电保护实施方案250

一、线路保护配置方案250

二、断路器保护和短引线保护配置方案251

三、变压器保护配置方案252

四、母线保护配置方案254

五、高压并联电抗器保护配置方案254

六、GOOSE网及SV网组网方案256

七、合并单元技术方案256

八、智能终端技术方案257

第八节 220kV及以上变电站双母线接线型式继电保护实施方案260

一、220kV线路保护260

二、母线保护260

三、变压器保护260

四、220kV母联（分段）保护262

五、110kV线路保护263

六、66kV、35kV及以下间隔保护263

第九节 110（66）kV变电站继电保护实施方案265

一、线路保护265

二、变压器保护265

三、分段（母联）保护266

四、35kV及以下电压等级间隔保护266

第十节 智能变电站继电保护设备的命名规则268

一、线路保护命名规则268

二、线路保护相关辅助、接口设备命名规则268

三、远跳保护命名规则268

四、远跳保护相关辅助、接口设备命名规则268

五、母线、发变组、发电机、变压器、电抗器、电容器、断路器、短引线保护命名规则268

六、静止型动态无功补偿设备（SVC）保护命名规则268

七、滤波器保护命名规则268

八、断路器操作箱命名规则269

九、电压并列装置命名规则269

十、电压切换装置命名规则269

十一、故障录波器、故障测距装置命名规则269

第二篇 智能变电站试验273

第一章 智能变电站站用交直流一体化电源系统功能、技术要求和试验273

第一节 基本技术条件273

一、环境条件273

二、主要性能指标273

第二节 系统组成和系统功能要求276

一、系统组成276

二、系统功能要求276

第三节 站用交直流一体化电源技术要求276

一、交流电源技术要求276

二、直流电源技术要求277

三、交流不间断电源（逆变电源）的技术要求279

四、直流变换电源装置的技术要求281

五、变电站用交直流一体化电源系统总监控装置的要求282

第四节 结构及元器件要求289

一、结构要求289

二、元器件的要求290

第五节 站用交直流一体化系统试验290

一、站用交直流一体化电源系统设备参数290

二、试验293

第六节 技术服务295

一、运输与安装要求295

二、技术服务295

第二章 智能变电站站用交直流一体化电源交接验收297

第一节 通用要求297

一、外观检查297

二、绝缘电阻试验297

第二节 交流电源298

一、站用交流电源298

二、交流不间断电源（UPS）298

第三节 直流电流298

一、蓄电池298

二、充电单元299

三、通信用直流变换电源299

四、直流电源供电能力试验300

第四节 监控模块300

一、一般要求300

二、监测功能300

三、报警功能301

第五节 资料审查和提交302

一、资料审查302

二、资料提交302

第六节 交接验收及记录302

第三章 智能变电站一次设备性能及试验要求306

第一节 总体要求306

第二节 智能变电站变压器技术性能和试验306

一、变压器本体306

二、传感器307

三、智能组件307

四、配置307

五、变压器试验307

第三节 智能变电站高压开关设备技术性能和试验309

一、高压开关设备本体309

二、传感器310

三、智能组件310

四、配置310

五、高压开关设备试验310

第四节 智能变电站互感器技术性能和试验312

一、技术性能312

二、电子式互感器试验312

第五节 智能变电站避雷器技术性能314

第四章 智能变电站数字化继电保护试验316

第一节 测试仪器和测试前准备316

一、测试仪器316

二、测试前准备316

第二节 软件设置316

一、手动设置316

二、自动设置317

第三节 测试317

第四节 保护定值校验317

一、差动保护317

二、距离保护318

三、零序保护318

四、TA断线319

五、工频变化量距离319

六、TV断线过流319

七、距离加速保护（以距离Ⅲ段加速为例，时间0.8s）319

第五节 继电保护装置GOOSE压力测试320

一、测试目的320

二、测试方法320

第五章 智能变电站网络测试321

第一节 网络测试目的和网络流量估算321

一、网络测试目的321

二、网络流量估算321

三、网络流量压力对PTP授时系统影响的测试321

第二节 工业以太网交换机测试检查322

一、交换机基本测试检查项目322

二、交换机功能手段测试322

三、单机调试中交换机应检查项目323

四、智能变电站工业以太网交换机吞吐量测试325

五、智能变电站工业以太网交换机优先级队列测试325

六、智能变电站工业以太网交换机转发率测试327

七、智能变电站合并单元网络环境影响试验327

八、交换机网络风暴抑制功能测试328

第三节 智能变电站过程层、站控层网络压力测试328

一、智能变电站过程层网络压力测试328

二、智能变电站站控层网络压力测试329

第六章 智能变电站工厂验收330

第一节 工厂验收应具备条件330

第二节 工厂验收的组织和原则330

一、智能变电站工厂验收的组织330

二、智能变电站工厂验收的原则331

第三节 智能变电站工厂验收的主要项目331

一、设备验收及资料审查331

二、监控后台验收测试331

三、过程层设备验收测试331

四、网络设备验收测试332

五、间隔层设备验收测试332

六、系统性能测试334

第三篇 智能变电站调试337

第一章 智能变电站二次系统现场调试作业过程及要求337

第一节 总体要求和调试过程控制337

一、总体要求337

二、调试过程控制337

第二节 调试作业准备338

一、范围与要求338

二、调试条件339

三、设备检查339

四、系统配置检查339

第三节 单体设备调试340

一、范围与要求340

二、站控层设备340

三、网络及间隔层公用设备341

四、间隔层设备343

五、过程层设备344

第四节 分系统功能调试345

一、范围与要求345

二、保护与安自346

三、测控及监控347

四、告警直传及远动347

五、电能计量347

六、PMU相量测量348

七、一体化电源348

八、在线监测348

九、辅助控制348

第五节 系统联调349

一、范围与要求349

二、数据采集349

三、操作与控制349

四、高级应用349

五、运行管理与信息传输350

第六节 送电试验350

第七节 调试资料350

一、调试报告350

二、资料移交350

第八节 调试模型351

一、精密时间信息检测351

二、合并单元采样值转换性能校验352

三、智能终端实时响应性能检测352

四、同步采样与时间失步试验353

五、交流同步采样全站一致性试验354

六、一体化监控与视频联动试验354

第二章 智能变电站二次系统信息模型校验要求356

第一节 校验总则356

一、校验目的356

二、校验原则356

三、校验结果划分原则356

四、校验指标要求356

第二节 校验流程357

第三节 校验项目和要求357

一、模型标准化校验358

二、工程应用模型规范化校验361

三、模型动态校验363

四、不同ICD模型文件之间的一致性校验363

五、同一工程不同类型模型文件的一致性校验364

第四节 校验方法364

第三章 智能变电站自动化系统现场调试365

第一节 自动化系统现场调试内容365

一、站内网络系统调试365

二、计算机监控系统调试365

三、继电保护系统调试366

四、远动通信系统调试366

五、电能量信息管理系统调试367

六、全站同步对时系统调试367

七、网络状态监测系统调试368

八、不间断电源系统调试368

九、二次系统安全防护调试368

十、采样值系统调试369

第二节 自动化系统现场调试管理369

一、调试流程和调试组织369

二、现场调试应具备的要求370

三、资料移交和带负荷试验370

第三节 智能变电站网络报文记录及分析装置检测371

一、检测条件371

二、一般功能检测371

三、性能检测373

四、监视与分析功能检测374

五、数据分析功能检测376

六、数据管理功能检测377

七、时间同步检测377

八、电源影响检测378

九、功率消耗检测379

十、温度影响检测379

十一、绝缘性能检测379

十二、湿热性能检测379

十三、机械性能检测380

十四、电磁兼容性能检测380

十五、稳定性检测382

十六、检验分类382

第四章 智能变电站保护测控一体化装置384

第一节 基本技术条件384

一、使用环境条件384

二、主要技术指标384

三、装置硬件要求387

四、装置软件要求388

第二节 性能要求388

一、技术要求388

二、220～750kV智能变电站保护测控一体化装置测控功能要求390

三、220～750kV智能变电站保护测控一体化装置保护功能要求391

四、110kV智能变电站保护测控一体化装置功能要求392

五、35kV智能变电站保护测控一体化装置功能要求395

六、安装要求397

第三节 试验检验397

一、一般要求397

二、型式试验398

三、出厂检验398

四、动模试验398

五、现场检验399

六、抽样检验399

第四节 技术服务399

一、应提供的技术文件399

二、应提供的资料400

第五章 智能变电站RCS-915系列母线保护装置现场调试401

第一节 RCS-915系列母线保护装置现场调试工作流程401

第二节 RCS-915系列母线保护装置配置文件检查402

一、调试目的和要求402

二、调试工作内容402

三、调试方法402

第三节 RCS-915系列母线保护装置光纤通道检查408

一、调试目的和要求408

二、调试工作内容409

三、调试方法409

第四节 RCS-915系列母线保护装置通道状态监测功能检查409

一、调试目的和要求409

二、调试工作内容409

三、调试方法410

第五节 RCS-915系列母线保护装置GOOSE开入/开出检查410

一、调试目的和要求410

二、调试工作内容411

三、调试方法412

第六节 RCS-915系列母线保护装置采样值特性检查423

一、调试目的和要求423

二、调试工作内容424

三、采样正确性检查调试方法425

四、双AD采样特性检查调试方法426

五、SV压板功能检查调试方法427

六、SV品质异常闭锁功能检查调试方法428

七、报文异常情况下装置响应检查调试方法428

八、检修闭锁特性检查调试方法431

第七节 母线保护整组试验432

一、调试目的和要求432

二、调试工作内容433

三、调试方法434

第六章 电力系统同步相量测量装置（PMU）测试技术439

第一节 电力系统同步相量439

一、相量表示和同步相量439

二、同步相量矢量误差439

第二节 PMU装置应用性能测试平台440

一、测试平台分类440

二、静态性能测试平台440

三、比对试验测试平台442

四、动态波形回放测试平台442

五、高性能标准源测试443

第三节 型式试验445

一、试验条件和测试方法445

二、测试内容445

第四节 出厂试验446

一、试验条件和测试方法446

二、测试内容446

第五节 现场验收试验447

一、现场验收试验条件和测试方法447

二、测试内容447

三、试验步骤448

四、试验验收安全注意事项449

第六节 试验方法449

一、外观检查449

二、时钟同步性检测449

三、回路检测451

四、规约测试451

五、功能检查452

六、精度测试453

七、数据传输延时测试458

八、触发启动测试458

九、装置接线的正确性检查459

十、系统联试460

十一、信息配置和定值整定检查460

十二、电磁兼容测试460

第七节 误差分析方法462

一、相对误差462

二、绝对误差462

三、测量误差的标准偏差σ462

四、矢量误差463

第七章 智能变电站合并单元测试464

第一节 测试环境和试验分类464

一、测试环境464

二、试验分类464

第二节 测试内容465

一、DL/T 860一致性测试465

二、准确度测试466

三、实时性与完整性测试468

四、合并单元的时钟误差测试469

五、网络流量干扰测试470

六、其他功能测试471

第三节 合并单元与ECT/EVT的接口472

一、异步方式传输472

二、帧结构的说明477

第八章 电力系统二次设备SPD防雷技术480

第一节 电力系统二次设备SPD基本要求和设置480

一、基本要求480

二、SPD的设置480

第二节 接地与屏蔽480

一、接地480

二、屏蔽481

第三节 SPD配置原则与基本参数要求481

一、SPD配置原则481

二、电源系统的SPD配置与基本参数要求481

三、信号系统的SPD配置与基本参数要求484

第四节 SPD安装485

一、电源用SPD安装485

二、信号用SPD安装485

第五节 竣工验收、运行维护检测485

一、竣工验收485

二、运行维护检测486

第九章 智能变电站现场工作安全措施487

第一节 智能变电站自动化系统现场工作安全措施487

一、智能变电站自动化系统现场工作总体要求487

二、自动化系统现场工作管控措施488

三、自动化系统现场工作安全措施示例492

第二节 智能变电站保护及安自装置检修安全措施及压板投退原则494

一、保护装置检修安全措施实施及压板投退总体原则494

二、一次设备在运行状态下不同工作情况保护装置检修安措实施及压板投退原则495

三、一次设备停电时不同工作情况保护装置检修安措实施及压板投退原则497

四、其他498

第三节 继电保护、电网安全自动装置和相关二次回路现场工作安全技术措施499

一、基本要求499

二、现场工作前准备499

三、现场工作进行中安全技术措施501

四、现场工作结束504

第十章 智能变电站自动化系统现场验收505

第一节 验收原则和验收依据505

一、验收原则505

二、验收依据505

第二节 验收组织管理506

一、验收组织506

二、验收职责分工506

三、验收流程506

第三节 通用验收项目507

一、系统和设备完整性检查507

二、资料检查507

三、外观和接线检查507

四、工作电源检查507

五、抗干扰措施检查507

第四节 分系统专用验收项目507

一、计算机监控系统507

二、同步相量测量装置（PMU）508

三、调度数据网络及二次安全防护508

四、时钟同步系统509

五、电量采集系统509

第五节 现场验收实施细则509

一、计算机监控系统现场验收实施细则509

二、相量测量装置（PMU）现场验收实施细则509

三、调度数据网络及二次安全防护现场验收实施细则514

四、时钟同步装置现场验收实施细则514

五、电量采集系统现场验收实施细则515

第十一章 变电站智能化改造516

第一节 变电站智能化改造基本原则和选择条件516

一、变电站智能化改造的基本原则516

二、变电站智能化改造的选择条件516

第二节 智能化改造变电站的技术要求517

一、总体要求517

二、一次设备智能化改造521

三、智能组件521

四、监控一体化系统功能522

五、辅助系统智能化523

第三节 变电站智能化改造标准化设计525

一、基本要求525

二、变电站自动化系统改造525

三、变电站继电保护改造528

四、变电站一次设备改造530

五、变电站二次设备组屏534

六、变电站辅助系统改造536

七、变电站电源系统改造538

第四节 变电站智能化改造设计典型方案538

一、220kV变电站智能化改造工程典型设计方案538

二、330～750kV变电站智能化改造工程典型设计方案539

第十二章 变电站智能化改造工程验收548

第一节 验收基本要求548

第二节 资料验收要求548

第三节 网络设备和变电一次设备验收548

一、网络及网络设备验收要求548

二、变电一次设备验收要求549

第四节 智能组件、高级应用和辅助设施验收552

一、智能组件验收552

二、高级应用验收553

三、辅助设施验收555

第十三章 智能变电站顺序控制和智能设备运维检修557

第一节 智能变电站顺序控制应用功能557

一、智能变电站的顺序控制技术557

二、智能变电站顺序控制范围557

三、智能变电站顺序控制实现方式558

四、智能变电站顺序控制功能要求558

五、智能变电站顺序控制流程560

六、智能变电站顺序控制性能要求560

七、智能变电站顺序控制协议扩展560

第二节 智能设备巡视569

一、原则要求569

二、运行巡视570

三、专业巡视572

第三节 设备操作和设备维护573

一、设备操作573

二、设备维护574

三、维护界面575

四、试验仪器配备要求576

第四节 设备验收和台账管理576

一、设备验收576

二、台账管理577

第五节 缺陷管理和异常及事故处理579

一、智能设备缺陷管理579

二、智能设备缺陷分级579

三、异常及事故处理原则580

第六节 安全管理581

一、顺序控制管理581

二、压板及定值操作管理582

三、特殊状态管理582

四、防误闭锁管理582

五、辅助系统管理582

第七节 智能变电站设备运行管理583

一、巡回检查制度583

二、现场运行规程编制583

三、设备管理制度584

四、资料管理585

五、培训工作585

第八节 智能变电站设备检修管理586

一、检修原则586

二、综合检修586

三、工厂化检修586

四、设备分界586

五、一般要求587

第九节 智能变电站继电保护装置运行与检修588

一、智能变电站继电保护系统主要设备588

二、装置压板588

三、装置运行状态划分及要求590

四、运行操作原则及注意事项591

五、装置告警信息及处理原则595

六、智能变电站继电保护系统检修机制595

七、智能变电站继电保护现场检修策略596

八、检修作业指导书607

附录一 智能变电站相关术语636

附录二 智能变电站相关缩略语645

附录三 智能变电站相关技术标准647

参考文献653