同步相量测量系统技术条件

同步相量测量系统技术条件
1 装置的额定值
（1）额定交流电压：220V
（2）额定直流电压：220V
（3）额定频率：50Hz
（4）TA二次额定电流：5A
（5）TV二次额定电压：100V（线电压），100/3（相电压）
2 耐受过电压的能力
装置应具有根据IEC标准所确定的耐受过电压的能力。

3 直流电源的影响
（1）在220V直流电源下，其电压变化范围在80%～115％时，装置应正确动作。

（2）直流电源的波纹系数≤5％时，装置应正确动作。

（3）在直流电源切换期间或直流回路断线或接地故障期间，装置不应误动作。

（4）装置逻辑回路供电的直流/直流变换器和直流电源应有监视，直流电压消失时，装置不应误动，同时应有输出接点以起动告警信号。

（5）在直流电源失压的一段时间内，装置不应丢失报告，系统所有的在失压前已动作的信号应该保持。

4 元件的质量
应保证装置的元件和部件的质量；在正常运行期间，装置中任一元件损坏时，装置不应发生误动，并发出装置异常信号。

5 连续监视和自动检查功能
（1）装置应具有对主要回路进行监视的功能，回路不正常时，应能发出不
正常信号。

（2）装置应具有在线自动检查功能，包括装置硬件损坏、功能失效和二次回路异常运行状态的自动检测。

应提供试验按钮、试验投切开关或连接片，以便在试验期间不必拆除连接电缆。

（3）装置应具有通道监视功能，对流经各通道的数据进行监视。

6 运行和检修
（1）对于具有相同尺寸的零件或相同特性的插件应具有完全的互换性。

（2）功角相量遥测子站（PMU）设备屏（柜）应加装试验端子，以便于运行和试验。

7 抗干扰要求
装置安装在无屏蔽、无抗静电措施的房间，室内设有空调。

在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障及其它强电磁干扰下，装置不应错误记录和记录丢失，装置的干扰试验和冲击试验应符合有关的国标及IEC标准。

装置不应要求其交、直流输入回路外接抗干扰元件来满足有关电磁兼容标准的要求。

8 技术性能要求
8.1 功角相量遥测子站（PMU）设备配置
(1)升压站应配置一套功角相量遥测子站（PMU）系统。

PMU系统至少能记录12路电压量、64路电流量和96路开关量，用于同步实时监测110kV线路、主变高低压侧、35kV汇集线等测量安装点的三相基波电压、三相基波电流、频率和开关状态，实时显示三相电压基波相量、三相电流基波相量、线路潮流、频率及开关状态信号。

PMU系统应具备将所测的三相电压基波相量、三相电流基波相量、频率和开关状态，通过数据网发送至调度中心的实时动态监测系统主站；并能接收多个主站的召唤命令，传送部分或全部测量通道的实时监测数据。

(2) 功角相量遥测子站（PMU）系统的设备至少含：核心单元包括同步相量测量装置、数据集中处理单元以及授时单元；辅助单元包括电力系统通信接口装置、本地监视工作站；配套软件包括装置测试软件和离线数据分析软件。

(3) 功角相量遥测子站（PMU）系统的所有设备，集中布置在1面功角相量遥测子站（PMU）屏(柜)上。

(4) 功角相量遥测子站系统宜采用嵌入式装置化的产品，信息的采集、处理和发送不依赖于后台机。

(5) 功角相量遥测子站系统主机应采用安全操作系统，如基于Unix或Linux 的操作系统。

(6) 功角相量遥测子站需接入站内数据网接入设备，将功角相量信息通过数据网方式送到省调主站系统。

(7) 相量测量装置与数据处理单元之间采用100M以太网组网，连接介质采用光缆。

(8) PMU应具有对时功能，以实现PMU装置与时间同步系统的同步，时间同步误差应不大于±1μs。

对时接口优先选用IRIG-B(DC)或1PPS+串口方式。

8.2 装置功能
功角相量遥测子站应为数字式的，应遵循电网公司调度要求、国家电网公司Q/GDW-1131《电力系统实时动态检测系统技术规范》及相关法律法规标准。

装置主要用于电力系统同步相量测量和输出以及动态过程的记录，核心特征包括基于标准时钟信号的同步相量测量、失去标准时钟信号的守时能力、PMU与主站之间能够实时通信并遵循有关通信协议。

9主要功能要求
（1）基本功能。

装置应同时具有实时监测、动态数据记录和实时通信功能，且三者不能相互影响和干扰。

（2）实时监测功能。

应能同步测量安装点的三相基波电压、三相基波电流、电压电流的基波正序相量、频率和开关量信号。

应至少能将所测的电压基波正序相量一次值、电流基波正序相量一次值、频率等实时传送到主站。

应能接受多个主站的召唤命令，实时传送部分或全部测量通道的动态数据。

（3）动态数据记录功能。

应能连续记录所测电压电流基波正序相量、三相电压基波相量、三相电流基波相量、频率及开关状态信号。

当装置监测到电力系统发生扰动时，装置应能结合时标建立事件标识，并向主站发送告警信息。

记录的数据应有足够的安全性，不应因直流电源中断而丢失已记录的数据，不应因外部访问而删除记录数据，不应提供人工删除和修改记录数据的功能。

应具有响应主站召唤向主站传送记录数据的能力。

（4）通信功能。

向主站实时传送动态数据、装置的状态信息。

向主站传送动态数据记录文件。

接收并响应主站下达的命令。

支持一发多收功能。

采用电力调度数据网实现主站端与厂站端的连接。

（5）其他功能。

状态标识，装置应对动态数据的时钟同步状态进行标识。

异常监视，应具有在线自动检测功能。

自恢复功能，装置失电时，装置的时钟信号及其他告警信号在失去直流电源的情况下不能丢失，在电源恢复正常后应能重新正确显示并输出。

（6）外部通信接口及协议。

装置应具有不少于四个网络接口，装置与主站通信宜采用网络通信方式。

（7）时钟同步。

同步相量测量装置利用升压变电站内统一的时钟同步系统作为数据采样的基准时钟源。

时间同步误差应不大于±1μs。

当同步时钟信号丢失或异常时，相量测量装置应能维持正常工作。

要求在丢失同步时钟信号60min 以内装置的相角测量误差的增量不大于1°（对应与55μs）。

（8）传输通道。

PMU系统通过电力调度数据网与主站系统通信。

10同步相量测量装置功能
（1）装置用于变电站、发电厂的母线、线路、主变和SVG等电气量、开关量的采集和记录，并进行各电压、电流的幅值、相角、及其线性组合功率等相关计算分析，同时将所测的电压基波正序相量一次值、电流基波正序相量一次值、频率偏差、频率变化率，实时传送到数据集中器从而上送主站。

（2）装置智能开入应经光电隔离，电源采用DC220V。

（3）装置应具有多种通信接口，主要包括：两个独立的以太网接口；一个用于GPS对时的RS-485双绞线接口；一个打印接口，RS-232方式，通信速率可整定；一个用于调试的RS-232接口（前面板）。

（4）装置应支持多种电力行业通讯标准：EEE Std C37.118-2005《电力系统同步相量标准》；DL/T667-1999（IEC60870-5-103）；数字化变电站通讯标准IEC61850。

（5）装置动态数据记录兼有装置本地存储和后台保存两种方式，装置自生具有大容量高速FLASH存储卡（≥2G），保证动态数据记录和存储的安全性。

（6）装置起动后可连续录波，录波数据存储在本地FLASH盘。

也可通过以
太网上传到后台管系统、故障信息系统存储。

FLASH盘存满后，新数据覆盖旧数据。

（7）装置起动录波后，可在线进行故障类型、相别等判别装置液晶屏显示相关故障分析报告，并可自动打印。

并可通过本装置提供的的故障分析软件对故障录波数据进行，进行更加专业的分析和计算。

11数据集中器装置功能
（1）装置可连接至少8个PMU采集单元，用于同步接收同步相量测量装置上送的实时数据、动态数据、暂态数据和事件响应，按照IEEE 1344规约转发至各WAMS主站；并将接收的实时动态数据存储于装置CPU自带的具有160G以上容量存储设备中。

（2）装置提供至少4个独立网络接口，可实现同时对4个以上个主站通信，通过扩展通信插件可实现对多个主站通信的要求。

装置应具有本地和远方通信接口及与之相关的软件、硬件配置。

既可在当地进行运行、录波数据存储、调试、定值整定和修改、信号监视、信号复归、控制操作、故障报告形成、远程传送、通信接口等功能；还可以对装置的故障警告、起动、复归和波形的监视、管理等，同时应具有远传功能，可将信息送往调度端。

装置不能由于频繁起动而冲击有效信息或造成突然死机。

装置内存容量应满足连续在规定的时间内发生规定次数的故障时能不中断地存入全部故障数据的要求。

录波结束后，录波数据自动转至装置的硬盘保存。

装置记录的数据应可靠，不失真，记录的故障数据有足够安全性，当装置或后台机电压消失时，装置不应丢失录波波形。

装置应能连续监视电力系统，任一起动元件动作，即开始记录，故障消除或系统振荡平息后，起动元件返回，在经预先整定的时间后停止记录，在单相重合过程中也能记录。

装置应能连续记录多次故障波形。

装置面板应便于监测和操作。

应具有装置自检、装置故障或异常的报警指示等，并应有自检故障报警、录波启动报警、装置异常报警、电源消失报警和信号总清—手动复归等主要报警硬接点信号输出。

装置应从站内时间同步系统获得授时（对时）信号，保证装置的时间同步达到1μs精度要求。

当时钟失去同步时，应自动告警并记录事件。

对时接口优先
选用RS-485串行数据通信接口IRIG-B（DC）对时方式。

12性能指标
12.1 装置的功率消耗
（1）装置正常工作时直流功耗：≤50W
（2）装置动作时直流功耗：80W
（3）装置每相交流电流回路功耗：≤0.5VA
（4）装置每相交流电压回路功耗：≤0.5VA
12.2性能参数
（1）装置模拟量采样频率至少在1200~4800Hz，采样方式为同步采样。

（2）装置录波的启动方式应包括：
交流电压各相和零序电压突变量启动
交流电流各相和零序电流突变量启动
线路相电流变化越限启动
交流电压过限启动。

正、负序分量启动
频率越限与变化率启动
开关量启动
低频振荡启动
手动启动、远方起动
（3）系统故障记录方式至少满足以下要求：
t = 0ms系统扰动开始时刻
S T
模拟量记录时段顺序：
A 时段：系统大扰动开始前的状态数据，输出原始记录波形，记录时间≥40ms。

B 时段：系统大扰动后初期的状态数据，输出原始记录波形，记录时间
≥0.1s。

C 时段：系统大扰动后的中期动态过程数据，输出连续的工频有效值，记录时间≥1s。

D 时段：系统动态过程的数据，每0.1s输出一个工频有效值，记录时间≥20s。

输出数据的时间标签，如短路故障等突变事件，以系统大扰动开始时刻为该次事件的时间零坐标。

各时段的录波时间、采样速度应可人工设定。

第一次启动：符合任一启动条件时，由S开始按ABCD顺序执行。

重复启动：在已经启动记录的过程中，有开关量或突变量输出时，若在B 时段，则由T时刻开始沿BCD时段重复执行；否则应由S时刻开始沿ABCD时段重复执行。

自动终止记录条件：所有启动量全部复归，记录时间大于3s。

（5）装置过载能力：电流回路：2倍额定电流，连续工作
10倍额定电流，允许10S
40倍额定电流，允许1S
电压回路：1.5倍额定电压，连续工作。

12.3电气量测量精度
（1）在额定频率时基波电压、电流相量幅值测量误差极限：0.2%；
（2）在额定频率时基波电流相量相角测量误差应满足下表的规定：
基波电流相量相角测量的引用误差要求（测量CT）
（3）在额定频率时基波电压相量相角测量误差应满足下表的规定：
基波电压相量相角测量的引用误差要求
（4）在49Hz～51Hz频率范围内，有功功率和无功功率的测量误差极限：0.2%；（5）频率测量精度：测量范围：45Hz～55Hz；测量误差：不大于0.01Hz。

（6）事件量记录元件的分辨率应小于1.0ms
12.4 硬件配置参数
A/D转换精度：不低于16位
CPU：不低于32位。