| 标准编号 | GB/T 20840.9-2017 (GB/T20840.9-2017) | | 中文名称 | 互感器 第9部分：互感器的数字接口 | | 英文名称 | Instrument transformers -- Part 9: Digital interface for instruments transformers | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K41 | | 国际标准分类 | 29.180 | | 字数估计 | 62,615 | | 发布日期 | 2017-11-01 | | 实施日期 | 2018-05-01 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 20840.9-2017
Instrument transformers-Part 9.Digital interface for instruments transformers
ICS 29.180
K41
中华人民共和国国家标准
互感器 第9部分.互感器的数字接口
(IEC 61869-9.2016,MOD)
2017-11-01发布
2018-05-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅴ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 2
4 正常和特殊使用条件 3
5 额定值 3
6 设计和结构 4
7 试验 25
附录9A(资料性附录) 本部分与IEC 61869-9.2016的技术性差异及其原因 27
附录9B(资料性附录) 动态范围考虑 28
附录9C(资料性附录) 时间同步和管理示例 31
附录9D(资料性附录) 合并单元ICD文件示例 33
附录9E(资料性附录) 电子铭牌 47
附录9F(资料性附录) 准确度测量试验电路 48
参考文献 51
前言
GB/T 20840《互感器》分为以下部分.
---第1部分.通用技术要求;
---第2部分.电流互感器的补充技术要求;
---第3部分.电磁式电压互感器的补充技术要求;
---第4部分.组合互感器的补充技术要求;
---第5部分.电容式电压互感器的补充技术要求;
---第6部分.低功率互感器的补充通用技术要求;
---第7部分.电子式电压互感器;
---第8部分.电子式电流互感器;
---第9部分.互感器的数字接口。
本部分为GB/T 20840的第9部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分与GB/T 20840.1-2010《互感器 第1部分.通用技术要求》和GB/T 20840.6-2017《互感
器 第6部分.低功率互感器的补充通用技术要求》配套使用。本部分遵循 GB/T 20840.1和
GB/T 20840.6的编写结构,是对其相应条款的增补和修改。
当GB/T 20840.6的条款在本部分未被提及时,只要合理,则这些条款也同样适用于本部分。当本
部分中指明“增补”“修改”或“替代”时,则意味着GB/T 20840.6的相关条款在本部分中被相应改编。
当GB/T 20840.1的条款在GB/T 20840.6中未被提及时,只要合理,则这些条款也同样适用于
GB/T 20840.6。当GB/T 20840.6中指明“增补”“修改”或“替代”时,则意味着GB/T 20840.1的相关条
款在GB/T 20840.6中被相应改编。
对于在GB/T 20840.1-2010和GB/T 20840.6-2017的基础上增补的章、条、图、表、注和附录,本
部分采用下列编号形式.
---章、条、图、表和注的编号从901开始;
---附录的编号为9A、9B等。
本部分使用重新起草法修改采用IEC 61869-9.2016《互感器 第9部分.互感器的数字接口》。
本部分与IEC 61869-9.2016的结构差异如下.
---将6.904.3分为6.904.3.1和6.904.3.2;
---将IEC 61869-9.2016中的附录9A、附录9B、附录9C和附录9D修改为本部分的附录9B、附
录9C、附录9D和附录9F。
本部分与IEC 61869-9.2016相比存在技术差异,这些差异所涉及的条款已通过在其外侧页边空白
位置的垂直单线(|)进行了标识,附录9A中给出了相应技术性差异及其原因的一览表。
本部分还做了下列编辑性修改.
---删除了IEC 61869-9.2016的参考文件中的IEC 60044-7.1999、IEC 61850-8-1、IEC 61850-10、
IEC 61869(所有部分)、IEC 61869-7、IEC 61869-8、IEC 61869-12、IEC 61869-13、IEC 61869-14
和IEC 61869-15。
本部分由中国电器工业协会提出。
本部分由全国互感器标准化技术委员会(SAC/TC222)归口。
本部分起草单位.沈阳变压器研究院股份有限公司、南京南瑞继保电气有限公司、中国电力科学研
究院、北京天威瑞恒电气有限责任公司、国网陕西省电力公司电力科学研究院、南瑞航天(北京)电气控
制技术有限公司、北京自动化控制设备研究所、大连第一互感器有限责任公司、江苏靖江互感器股份有
限公司、浙江天际互感器有限公司、中山市泰峰电气有限公司。
本部分主要起草人.张显忠、须雷、李广华、余春雨、叶国雄、罗苏南、卓京水、杨晓西、王利清、杨怿、
沙玉州、熊江咏、徐文、何泽坚、熊俊军。
引 言
0.1 概述
本部分属于互感器产品系列标准。它提供了IEC 61850系列标准在互感器领域的应用方法,
IEC 61850详细说明了分层变电站通信架构。
借助于提供示例和说明等教材,也方便互感器、继电保护和计量表计专家了解IEC 61850系列所用
的概念和方法。
与互感器相比,数字通信技术正在经历变革,且将在未来不断发展。将电子器件直接整合进入互感
器这种意义深远的变革还需要积累更多的经验,此类设备尚未在工程中普及,相应的规范也没有建立
起来。
0.2 本部分相对于IEC 61850系列的地位
IEC 61850系列标准是旨在用于电力自动化的通信网络和系统的标准。其最重要的部分规定了以
下内容.
---变电站自动化系统的信息模型。
---这些信息模型包括互感器和其他过程层设备(如断路器和隔离开关)模型,及变电站自动化系
统(如保护继电器和仪表)模型。模型在IEC 61850-7-3和61850-7-4中定义。
---变电站自动化系统各智能电子设备(IED)之间的通信。抽象模型在IEC 61850-7-2中定义,通
信栈的映射在IEC 61850-8-1和IEC 61850-9-2中定义。
---变电站自动化系统配置方面使用的配置语言在IEC 61850-6中描述。
---电力自动化系统各IED通信接口的一致性测试,包括其数据模型。一致性测试在IEC 61850-
10中定义。
典型的情况是,在传统系统中,间隔层的测控或继电保护装置等IED设备,其接口直接通过模拟信
号与互感器相连。在这种情况下,互感器的数据模型在间隔层装置中实现。然而,这并不是唯一的做
法。在电子器件直接整合进电子式LPIT的情况下,上述数据模型应在互感器中实现,互感器需要支持
通信接口。电子式LPIT中进行此工作的部分称为合并单元。
IEC 61850是面向系统的系列标准,留有许多开放的选项,以支持目前和未来所有不同规模和电压
等级的变电站需求。
为了减少以下任务所需的工程量,即实现在互感器和使用数字信号的设备(如继电保护装置、表计
或测控装置)之间的互操作性,本部分对实现数字通信接口规定了附加的约束条件。
本部分.
---取代GB/T 20840.8-2007数字化解决方案;
---提供一个符合IEC 61850要求的带数字接口的互感器产品标准,类似于IEC 62271-3相对于
开关设备的情形;
---包含向后兼容UCA国际用户组的“使用IEC 61850-9-2对互感器数字接口的实施指南”;
---采用与IEC/IEEE61850-9-3相一致的基于GB/T 25931-2010的时间同步,亦可采用1PPS
(秒脉冲)及IRIG-B。
0.3 互感器的数字接口概述
数字量输出互感器的说明性通用框图示于图901。它表示来自二次转换器(图901中的SC)的多
路电流和/或电压信息,输入一个标记为“合并单元”的公共模块。合并单元完成所有的数据处理过程
(包括采样、模数转换、比例缩放、输出格式化报文等),以便输出满足本部分规定的时间相关的数字报文
流。就本部分而言,合并单元是一个物理单元(硬件子系统),用于汇总和发布数字输出数据帧。
图901 数字输出电子式LPIT的通用框图
合并单元按包含多个逻辑节点的一个或多个逻辑设备建模,如图902所示。
图902 合并单元内的对象综合图解(示例)
在图902合并单元示例图中,电流和电压测量按IEC 61850-7-1使用下述逻辑节点建模.
---TCTR类,依据IEC 61850-7-4,分别实例化到电流互感器三相的每一相电流测量以及中性点
电流测量;
---TVTR类,依据IEC 61850-7-4,分别实例化到电压互感器三相的每一相电压测量以及中性点
电压测量;
---逻辑节点零LLN0,包含采样值控制块实例(此例中为 MSVCB03和 MSVCB04),此实例控制
同时发布的IEC 61850-9-2数据流(此例中一个为4000样本/秒且1样本/帧,形成帧速率每
秒4000,另一个为12800样本/秒且8样本/帧,形成帧速率每秒1600),以及一个控制采样
值数字输出报文内容的数据集。
适用的采样频率、时间同步、控制块和数据集在本部分中定义。
上述概念的物理实践,可能随着确定实际互感器所需部件的应用技术而变化。一台内置数字数据
输出的电子式LPIT如图903所示,更多描述详见相关的GB/T 20840系列中的具体标准。
图903 数字输出电子式LPIT(概念性示例)
图903中展示的所有部件不都是绝对必需的。为了清晰,图中未表示电源。一台互感器可以由单
个物理单元或者多个物理单元组成。例如,可能是每相一个单独的物理单元,它包含一次电压和/或电
流传感器、一次转换器和一次绝缘,而所有二次转换器和合并单元是在控制室的一个单独物理单元中。
单台互感器中一次输入的数量及其类型(电压或电流)可能与图示的不同。
相比之下,一个采用独立合并单元(SAMU)的设施的说明性通用框图示于图904。不同于互感器
中的合并单元,SAMU是一个单独产品。它接受互感器的输出为其输入,该输出符合GB/T 20840系
列中产品标准之一的规范。输入的数目及其类型(电压或电流)可能与图904所示不同。SAMU 和电
子式LPIT内置合并单元产生的输出原则上应彼此无区别(除非由于SAMU级联了独立的互感器及
SAMU的准确级指标,而导致SAMU输出准确级更低)。
图904 独立合并单元
互感器 第9部分.互感器的数字接口
1 范围
GB/T 20840的本部分规定了互感器测量的数字通信要求。本部分基于IEC 61850系列标准、
UCA国际用户组文件“使用IEC 61850-9-2的互感器的数字接口实施指南”和GB/T 20840.8的相关内
容,包括对GB/T 25931对基于网络时间同步的补充改进。
本部分适用于数字量输出的互感器。产品标准由GB/T 20840.1和GB/T 20840.6组成,由本部分
和GB/T 20840系列中有关的专用标准作补充。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 20840.6-2017的第2章与下列增补的内容均适用.
GB/T 20840.1 互感器 第1部分.通用技术要求(GB/T 20840.1-2010,IEC 61869-1.2007,
MOD)
GB/T 20840.6-2017 互感器 第6部分.低功率互感器的补充通用技术要求(IEC 61869-6.
2016,MOD)
GB/T 25931-2010 网络测量和控制系统的精确时钟......
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