电能质量监测系统技术规范

广东电网500kV变电站35kV侧电容器组谐波监测系统二期项目设备及系统技术条件广东电网公司电力科学研究院2010年05月目录1总览 (3)2监测装置技术规范 (4)3前置服务技术要求 (9)4系统通信 (12)5电能质量监测终端结构、机械及防雷抗干扰要求 (13)6硬件配置和要求综述 (14)7安装和配置 (14)8培训 (14)9技术监督与验收 (15)10技术保障 (15)广东电网500kV变电站35kV侧电容器组谐波监测系统二期项目设备及系统技术条件1 总览1.1 概述本项目是广东电网500kV变电站35kV侧电容器组谐波监测系统的扩建工程，对全省范围内指定的变电站电容器组的参数进行在线实时监测，当指定的监测参数超出设定条件时，系统能及时启动报警、接点动作输出功能及录波等功能。

电容器组谐波监测系统按结构可分为二层：第一层是分布在各变电站的监测装置，具有实时监测及快速越限报警功能；第二层是装于前置服务器的监测系统后台，用于实现对各监测装置的远程管理、实时显示监测数据、越限事件报警及录波、收集各监测装置的数据并存入前置数据库、提供历史数据查询。

目前广东省电力谐波监测站已有500kV变电站电容组侧谐波监测系统（一期）在运行，它的变电站侧采用加拿大PML公司的ION7650监测装置，监测系统后台管理软件采用PML公司的ION Enterprise。

为实现监测数据资源的共享与再利用，一期系统前置服务器将监测数据通过前置数据库导入到广东电网的电能质量监测系统的PQVIEW后台数据库中，利用PQView较为完善的数据管理分析功能，实现广东电网500kV变电站35kV侧电容器组谐波监测系统历史数据与广东电网的电能质量监测系统历史数据的统一管理、分析、查询、存储及报表制作，进一步扩大广东电网的电能质量监测系统有效监测范围。

参考上述做法，本期扩建工程要求变电站电容器组监测系统设备供应商保证PQView能准确读取、分析及存储本项目招标系统前置数据库的所有历史监测数据。

即电能质量在线监测装置应满足系统现有后台PQView的数据接口要求，数据交换采用IEEE1159.30的PQDIF格式。

此外，装置应提供满足IEC61850技术规范的数据接口。

监测装置应具有继电器输出接点，输出接点用于报警或控制输出，其输出动作逻辑可灵活设置，即监测装置应能根据设置的触发条件和输出方式起动外接设备。

变电站电容器组监测系统的监测装置应能在指定的被监测参数超出设定限值时，及时启动输出接点进行报警；具体设置触发条件和输出方式将根据实际需求进行设定并作定时检查调整。

为满足监测变压器中性线直流电流及以后监测参数扩展的需要，电容器组监测系统还应具有4～20mA模拟量的输入、采样及存储功能。

为便于进行系统的运行维护，新扩建部分在运行维护、系统及设备故障检查分析、系统功能扩展与升级等方面应与现有系统保持相关技术的一致性、兼容性及技术的延续性。

1.2 拟监测的站点二期项目的监测设备拟装于11个变电站，共75个电气监测点。

对于一个监测点，我们把三相电压称为一个电压通道，三相电流称为一个电流通道。

电能质量监测装置将使用站内交流监测回路的CT和PT。

目前PT二次侧典型的输出形式为相—零方式，二次额定电压为交流V；CT二次额定输出为交流5A，或1A。

直流监测CT额定输出为直流4~20mA，该信号应可通过设置变比和偏移转换成一次侧测量数据，其测量数据最小存储间隔时间应不大于5秒，且与其他监测数据存储间隔时间的设置相互独立。

本项目已选定如下变电站为新增电能质量监测设备的安装地点：2 监测装置技术规范2.1 硬件资质监测装置应获权威性认证机构（UL、CE或EMC）认证。

为保证装置的精度指标及可靠性要求，应提供国内外权威机构的第三方检测报告。

所投标的装置应在国内外220kV及以上电压等级系统具有20套以上和运行一年以上的业绩。

2.2 标准本项目使用的监测设备应符合相应行业标准要求。

以下标准应予以满足：⏹GB/T 19862-2005 电能质量监测设备通用要求⏹GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差⏹GB/T 14549-1993电能质量公用电网谐波⏹GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡度⏹GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变⏹GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差⏹IEC61000-4-30 Testing and measurement techniques-Power quality measurement methods2.3 监测设备技术要求2.3.1 基本功能2.3.1.1 监测功能a)稳态电能质量参数。

测量方法应满足IEC 61000-4-30的A类仪器要求；测量接线可灵活选择三相3表、三相2表、单相等方式。

1)谐波电压、谐波电流、谐波功率⏹测量项目包括总谐波畸变率、各次谐波有效值、谐波相位及谐波功率，监测的谐波次数应达到50次。

⏹在一个存储记录里应包括该时间段的最大值、平均值。

2)电压、电流间谐波3)电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数在一个存储记录里应包括该时间段的最大值、最小值、平均值。

以上电量及有功电度、无功电度、视在电度相应的单相和三相的值。

4)三相电压、电流不平衡度及各序分量在一个存储记录里应包括该时间段的最大值、平均值。

5)电压短时、长时闪变6)频率在一个存储记录里应包括该时间段的最大值、最小值、平均值。

7)谐波、不平衡度、电压\电流有效值、功率数据记录的时间间隔及取值方法⏹基本测量采样时间为10个周波，由每10个周波得到谐波、不平衡度、电压\电流有效值、功率测量数据。

⏹ 15个连续的10周波数据的方均根值形成一个3 s数据记录。

⏹存储数据记录的时间间隔为3s的整数倍，存储记录的时间标签为存储记录所对应时间段的末尾时刻；每次采样的平均值为与该时间段对应的连续10周波数据的方均根值，每个数据记录的最大、最小值为该系列连续10周波方均根值的最大、最小值；以该时间段的起点开始第一个10周波测量，若最后10周波时间段跨越存储记录所对应时间段的末尾时刻，该10周波数据应包括在该时间段内。

b)电压事件包括电压暂降、电压暂升、电压瞬态事件，数据记录包括事件特征数据（电压有效值极值、事件持续时间等）及波形数据。

测量方法应满足IEC 61000-4-30。

监测装置应根据各电压通道半周波有效值（半周波更新）与门槛值的比较判别电压暂降、暂升事件，电压门槛值为参考电压的百分比。

1)事件发生后，监测装置应记录所有电压、电流通道的波形。

2)用户可选择事件触发前后波形记录的周波数。

对于持续时间较长的电压暂降、暂升事件，应在事件开始、结束时刻的前后进行波形记录，在事件期间记录各测量通道的半周波有效值。

3)电压暂降事件⏹只要有一个电压通道的半周波有效值低于门槛值，电压暂降事件触发，当所有测量通道的半周波有效值等于或高于门槛值加上偏差值，事件结束。

⏹门槛值一般取为参考电压的85%～90%，偏差值一般为标称电压的2%。

⏹事件可由两个参数描述：残压（暂降深度）、持续时间。

残压是在事件中所有电压测量通道出现的最小半周波有效值；暂降深度是残压与参考电压之差；持续时间是事件开始与结束的时间之差，小于1分钟。

4)电压暂升事件⏹只要有一个电压通道的半周波有效值高于门槛值，电压暂升事件触发，当所有测量通道的半周波有效值等于或低于门槛值减去偏差值，事件结束。

⏹门槛值一般大于标称电压的110%，对于高压电网侧的监测点，可取为标称电压的115%，偏差值一般为标称电压的2%。

⏹事件可由两个参数描述：最大电压、持续时间。

最大电压是在事件中所有电压测量通道出现的最大半周波有效值；持续时间是事件开始与结束的时间之差，小于1分钟。

5)电压瞬态事件电压瞬态事件分为冲击性瞬态和振荡瞬态。

冲击性瞬态是电压、电流在稳态状况下，出现的非工频、单极性的突然变化现象，常见的冲击性瞬态由雷击引起；振荡瞬态是指电压、电流包含有极性的、快速变化的分量，变电站中电容器投入会引起振荡瞬态。

用户应能设置触发瞬态事件的阀值。

c)用户定制事件1)用户能设定监测参数是否越限来触发波形记录和报警，能设定的监测参数包括所有监测项目。

2)能设置事件的触发值、返回值、触发前的延时时间和触发后的返回延时时间。

d)对4~20mA模拟量输入信号进行连续监测和记录，在用户定义的间隔内（记录时间间隔可调，最小记录时间间隔不大于5秒），提供模拟量的最大值、最小值和平均值。

2.3.1.2 数据存储监测装置应具有本地存储功能。

电能质量参数保存的时间间隔一般取为3分钟（电压闪变、电压有效值除外），最小存储时间间隔不大于1分钟。

能分别设置不同监测项目的存储时间间隔。

数据记录至少应保存7天。

2.3.1.3 通信接口监测装置应具有支持TCP/IP协议的以太网络接口。

2.3.1.4 设置功能只有授权的用户才能对监测设备进行参数设置和更改，设置项目应包括：a)内部时钟；b)通讯参数；c)监测点信息，包括监测点名称、PT/CT变比、通道接线方式等；d)稳态电能质量监测数据存储项目、存储时间间隔，可以任意选择要存储的谐波分量；e)电压事件触发参数；f)用户事件触发参数；g)权限设置；h)软件刷新、升级。

2.3.1.5 显示功能监测装置面板应具有正常运行、故障等运行状态指示功能。

2.3.1.6 实时数据输出功能用户能采用通用Web浏览器或客户端软件获取监测装置的全部监测项目的实时数据。

2.3.1.7 被授时功能监测装置应具有被GPS装置或网络授时的功能，GPS授时误差小于1毫秒，网络授时误差小于5毫秒。

电能质量监测仪应自带时钟，保证在网络故障时，时钟误差控制在0.5s/d以内。

2.3.1.8 用户二次开发功能监测装置应具有通信编程接口。

编程人员采用通用编程语言，通过通信编程接口，能获取监测装置的所有的实时和历史监测数据。

2.3.1.9 开关量输出功能监测设备应具有继电器接点输出功能，接点输出用于报警或控制输出。

即监测装置应能根据设置的触发条件和输出方式起动外接设备。

越限延时输出时间整定设置范围要求0~600秒，分辨率0.02秒；输出接点DO应不少于3个，并可选择设置。

2.3.1.10 开关量输入功能监测设备应具有开关量输入功能，开关量输入用于监测状态量并可启动录波及触发控制数据记录。

2.3.2 电气参数2.3.2.1 测量范围与精度1)稳态电压有效值：测量范围不小于0～200%标称电压，误差不大于±0.5%标称电压；2)谐波：测量精度满足GB/T 14549-1993的B级要求；3)三相不平衡度：电压不平衡度绝对误差不大于0.2%，电流不平衡度绝对误差不大于1%；4)闪变：短时电压闪变测量范围不小于：0～20，相对误差不大于5%；5)频率：测量范围不小于：42.5Hz～57.5Hz，绝对误差不大于0.01Hz；6)电压暂降、暂升事件：电压幅度的测量误差不应超过1%标称电压，持续时间的测量误差不应超过0.02秒。