路径: 主页 > GB/T > 第274页 > GB/T 41135.2-2021 | 标准编号 | GB/T 41135.2-2021 (GB/T41135.2-2021) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Current and voltage sensors or detectors, to be used for fault passage indication purposes - Part 2: System aspects | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K41 | | 字数估计 | 46,460 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 41135.2-2021
Current and voltage sensors or detectors, to be used for fault passage indication purposes -- Part 2: System aspects
ICS 29.180
CCSK41
中华人民共和国国家标准
故障路径指示用电流和电压传感器或
探测器 第2部分:系统应用
(IEC 62689-2:2016,MOD)
2021-12-31发布
2022-07-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 根据电网运行方式和故障类型进行故障探测的FPI/DSU选型要求 2
5 基于电网和故障类型的故障探测原理 6
附录A(资料性) 环网中FPI或DSU的故障探测示例 30
附录B(资料性) FPI/DSU与中压馈线继电保护之间的故障探测配合技术的示例 35
参考文献 39
图1 FPI的一般结构 Ⅴ
图2 中性点不接地系统中接地故障的三相图 6
图3 直接接地系统中接地故障的三相图 7
图4 中性点不接地系统---故障(故障位于FPI/DSU的下游)上游的FPI/DSU接地故障电流方向
探测 9
图5 中性点不接地系统---故障(故障位于FPI/DSU的上游)下游的FPI/DSU接地故障电流方向
探测 9
图6 关于图4和图5中性点不接地系统的矢量图 10
图7 非定向故障探测中FPI/DSU电流定值与接地故障电流间的关系(故障位于FPI/DSU A4-2
的下游) 11
图8 非定向故障探测中FPI/DSU电流定值与接地故障电流间的关系(故障位于FPI/DSU A4-1
的下游和FPI/DSU A4-2的上游) 12
图9 非定向故障探测中FPI/DSU电流定值与接地故障电流间的关系(故障在中压母线上并位于
任何FPI/DSU的上游) 13
图10 纯谐振接地系统---由故障点上游的FPI/DSU进行接地故障电流方向的探测(故障位于
FPI/DSU的下游) 15
图11 纯谐振接地系统---由故障点下游的FPI/DSU进行接地故障电流方向的探测(故障位于
FPI/DSU的上游) 15
图12 关于图10和图11纯谐振接地系统的矢量图 16
图13 电感永久并联电阻的谐振接地---由故障上游的FPI/DSU进行相对地故障电流方向的探测
(故障位于FPI/DSU的下游) 18
图14 电感短时并联电阻的谐振接地系统---由故障下游的FPI/DSU进行相对地故障电流方向的
探测(故障位于FPI/DSU的上游) 18
图15 关于图13和图14电导并联电阻的谐振接地系统的矢量图 19
图16 电阻接地系统---由故障上游的FPI/DSU对相对地故障电流方向的探测(故障位于
FPI/DSU的下游) 22
图17 电阻接地系统---由故障下游的FPI/DSU对相对地故障电流方向的探测(故障位于
FPI/DSU的上游) 23
图18 关于图16和图17电阻接地系统的矢量图 23
图19 无分布式电源存在的辐射状电网中的过电流---利用非定向FPI/DSU进行正确的电流
探测(相对于过电流探测有非常好的灵敏度) 26
图20 分布式电源可忽略的辐射状电网的过电流---利用非定向FPI/DSU进行正确的故障探测
(相对于过电流探测有非常好的灵敏度) 27
图21 存在大量分布式电源的辐射状电网的过电流---利用非定向FPI/DSU探测故障不可靠
(探测结果不正确或极低的灵敏度) 28
图A.1 二端口 30
图A.2 二端口级联 31
图A.3 闭环二端口 33
图A.4 发生故障时的等效模型 33
图B.1 FPI/DSU与继电保护之间正确配合故障选择 36
图B.2 FPI/DSU与继电保护之间错误配合故障选择(案例1) 37
图B.3 FPI/DSU与继电保护之间错误配合故障选择(案例2) 38
表1 根据电网运行模式和故障类型对故障探测FPI/DSU的要求汇总 4
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件为GB/T 41135《故障路径指示用电流和电压传感器或探测器》的第2部分。GB/T 41135
已经发布了以下部分:
---第1部分:通用原理和要求;
---第2部分:系统应用。
本文件使用重新起草法修改采用IEC 62689-2:2016《故障路径指示用电流和电压传感器或探测器
第2部分:系统应用》。
本文件与IEC 62689-2:2016的技术性差异及其原因如下:
---为适应我国国情,第2章规范性引用文件中用修改采用国际标准的 GB/T 41135.1代替了
IEC 62689-1。
本文件还做了下列编辑性修改:
---对范围进行了改写;
---为适应我国国情,删除了3.1.1中的注2内容;
---更正了IEC 标准中的错误,在5.2.3.4(本文件为5.2.5)的第1段中,将“见5.2.4”修改为“见
图3”;在5.2.4.2(本文件为5.2.6.2)的第1段中,删除了“图21”;在图A.4和式(A.13)中,用
“I
2,rsd”替代了IEC 标准中的“I
2,0”;在B.1的第9段中,用“A2(FPI/DSU 2)”和“A3(FPI/
DSU 3)”分别替代了IEC 标准中的“A3(FPI/DSU 3)”和“A4(FPI/DSU 4),在B.1的最
后一段中,用“FPI/DSU(A2或A3)”替代了IEC 标准中的“FPI/DSU(A1或A2)”;
---将IEC 标准的5.2.3.3和5.2.3.4分别调整为5.2.4和5.2.5,其他条款号依次顺延;
---对部分电气图形的符号及说明进行了完善;
---对附录A的公式进行了统一编号;
---对参考文献进行了调整。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国电器工业协会提出。
本文件由全国互感器标准化技术委员会(SAC/TC222)归口。
本文件起草单位:国网四川省电力公司电力科学研究院、沈阳变压器研究院股份有限公司、四川巨
棠科技有限公司、哈尔滨工业大学、云南电网有限责任公司电力科学研究院、大连第一互感器有限责任
公司、云南电力试验研究院(集团)有限公司、江苏靖江互感器股份有限公司、浙江天际互感器有限公司、
大连北方互感器集团有限公司、重庆山城电器厂有限公司、国网陕西省电力公司电力科学研究院、国网
吉林省电力有限公司电力科学研究院。
本文件主要起草人:李福超、严平、章忠国、张显忠、唐勇、李金嵩、艾兵、何大可、于文斌、刘红文、
沙玉洲、田庆生、熊江咏、唐福新、赵日东、徐文、陈一悰、张志华、赵世祥。
引 言
0.1 概述
GB/T 41135是一套有关故障路径指示用电流和电压传感器或探测器的系列标准。故障路径指示
可通过适当的设备或功能实现,根据其性能的不同可以分为两类:一类是故障路径指示器(FPI),另一
类是配电单元(DSU)。
世界上不同地区对故障路径指示器有不同的命名,同时也取决于其对不同种类故障的探测能力。
例如:
---故障探测器;
---智能传感器;
---故障电路指示器(FCI);
---短路指示器(SCI);
---接地故障指示器(EFI);
---试验点故障电路指示器;
---综合型故障指示器。
仅用就地信息/信号和/或就地通信来实现故障路径指示的简易的版本被称为FPI,更高级的版本
被称为DSU。后者是基于IEC 60870-5和IEC 61850通信协议,专为智能电网设计的。相较于互感器
而言,数字化通信技术将随未来发展需求的变化而持续变化。
由于这类设备还未在行业中广泛应用,因此关于电子设备与互感器深度集成的深入经验尚待在更
广的基础上积累。
DSU除具有FPI的基本功能之外,还可以选择性地集成其他辅助功能,例如:
---中压网络自动化的电压有/无探测功能,无论是否存在分布式能源[不用于故障确认(根据所采
用的故障探测方法,故障确认可以作为基本的FPI功能),也不用于IEC 61243-5所涵盖的安
全相关方面];
---在各种实际应用(例如:中压电网自动化、监测电力潮流等)中,测量电压、电流、有功功率、无功
功率等;
---借助于就地分布式电源,以合适的接口对智能电网进行管理(例如:电压控制和不期望发生的
孤岛运行);
---通过合适的接口就地输出采集到的信息;
---采集信息的远端传输;
---其他。
一般的FPI原理图如图1所示。DSU通常具有更为复杂的结构。
标引序号说明:
A---电流传感器(必要时还存在电压传感器),监测单相或三相;
B---传感器与电子单元之间的信号传输;
C---就地指示器(指示灯、LED、标记等);
D---模拟、数字和/或通信的输入/输出,用于遥信/遥控(硬有线和/或无线);
E---与现场装置连接;
F---信号调理和指示单元;
G---电源。
电流传感器可以在不与各相有任何电路连接的情况下探测故障电流路径(例如:穿心电流传感器、磁场传感器)。
FPI并非必须具备上述所有功能,这取决于它自身的复杂性和技术。但是至少要有C或D中的一项功能。
图1 FPI的一般结构
0.2 本文件与IEC 61850系列的关系
IEC 61850是一套用于支撑电力自动化的通信和系统的系列国际标准。
GB/T 41135系列标准同样介绍了一套专用命名空间,用于支撑FPI/DSU与电力自动化的集成。
此外,该系列标准还定义了适当的数据模型和不同的通信接口配置文件,以支撑FPI/DSU的不同应用
场景。
对于最复杂版本的FPI(例如:通常应用于智能电网的DSU),一些应用场景依赖于延伸变电站的
概念,这种延伸变电站的概念用于实现分布于中压馈线上的智能电子设备(IED)与位于主变电站内的
智能电子设备(IED)之间,采用IEC 61850进行通信。这种配置模式不会受限于FPI/DSU设备,但会
包含主变电站延伸到其中压出线上的子变电站所需的特性。
故障路径指示用电流和电压传感器或
探测器 第2部分:系统应用
1 范围
本文件根据应用最广泛的配电系统架构和故障拓扑,描述了故障期间的电气现象和电力系统反应,
以此定义了故障路径指示器(FPI)和配电单元(DSU)(包括FPI、DSU的电流和/或电压传感器)的功能
性要求。FPI和DSU是单一设备或多种设备/功能的合体,能够用于探测故障并且指示故障所在位置。
本文件用于指导用户根据所采用的方案和运行规则(该规则依照惯例,和/或取决于国家法令对供
电连续性和电源质量的约束),在同时考虑所采用装置的复杂程度和相应成本的情况下,选择合适的
FPI/DSU及恰当的运行方案。
注1:故障定位是指相对于电网中FPI/DSU安装点的位置(FPI/DSU位置的上游或下游)或故障电流通过FPI/
DSU的方向。考虑到装有FPI/DSU的电力系统特点和工作条件,故障位置可以:
---直接来源于FPI/DSU,或;
---来源于使用更多FPI或DSU信息的集中系统。
注2:本文件主要关注故障期间的系统反应,该反应是GB/T 41135.1所述的FPI/DSU故障探测能力等级划分的
“核心依据”,在GB/T 41135.1中所有的要求都有详细规定。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的......
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