智能开关标准-2016-吴鸿雁

——采用分布式结构的电子技术，基于微处理器的元件和数字通信引入了可信性方
面的新概念。这将导致开关设备的维修规程以及用户运行方式的改变。
2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）
一. 标准给出了智能开关设备的定义：
具有较高性能的开关设备和控制设备，配装有电子设备、 变送器和执行器，不仅具有开关设备的基本功能，还具有附 加功能，尤其在监测和诊断方面。
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2-3.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28811-2012 ）
此标准主要包括高压开关设备和控制设备以及 它们构成的成套设备和与变电站其它部分进行数字 通信的专用设备以及对它们的试验要求。该数字通 信设备可代替金属并行导线并可以集成到高压开关
设备和控制设备及其成套设备中，也可以作为外部
键设备，设计中大量使用了先进的控制和监测单元，而这些单
元多是由较易受到外界强磁场或强电场干扰的电子元器件组成， 因此在产品投运之前，应根据相关标准对高压开关设备进行严 格的检验，以验证其可靠性和安全性。
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1.智能化开关设备标准体系
基础标准如：
1 . GB/T 11022-2011 《高压开关设备和控制设备标准的共用技 术要求》等 2 . GB/T 28810-2012 《电子及其相关技术在开关设备和控制设
二.
设计与结构
传统的与一次元件的接口的控制设备，是由机电控制技术实 现的。
经验表明，开关设备的大部分误操作和失效出现在其操动机构中的 辅助和控制设备中。减少传统的机电控制设备以及一次元件和数字式变
电站控制系统之间的并行连接线，可以获得更高的可靠性，提高开关设
备的可用性，使其在整个使用寿命期间具有较高的投资/收益率。
2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（GB/T 28810-2012）
此标准主要解决的就是智能开关设备内部之间的连接和通 信技术问题。
电子技术的快速发展，电子装臵已经出现并安装在高压开关设备 和控制设备内部的全部和部分的辅助设备中。因此，迫切需要将这些 装臵可能使用的接口，尤其是通信协议进行标准化，以避免出现混乱
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2-1.智能化开关设备基础标准的相关内容（GB/T 11022-2011） GB/T 11022-2011涉及到智能化方面的章节和内容 标准第5章 设计与结构中的5.4 辅助和控制设备：
（1）外壳
（2）电击防护 （3）火灾危害 （4）外壳中安装的元件
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2-1.智能化开关设备基础标准的相关内容（GB/T 11022-2011） 标准中增加关于智能化方面的型式试验：
特别要注意的（GB/T11022的5.4 ）： ——接地和连接； ——电缆； ——屏蔽； ——滤波。 对于所有的工况，安装导则的第一来源是制造厂的安装使用说明 书，由于引入了新的电子技术，辅助设备可以由不同的制造厂提供。 要求成套厂应能确定在故障状况下哪个制造厂负有责任。为了协助其 达到此目的，每个制造厂应提供适当的文件。
采用传统的技术，这两部分通常均由一个开关设备制造厂提供，其分界就是通
常的端子排。
电子技术的使用引起下述几方面发生重大变化：
——辅助设备的位臵不必限定于相应的开关设备，而可以放臵在任何位臵，从开关 设备的就地控制柜到变电站的控制室。一次设备和辅助设备的分界不再是物理上接 近就地控制柜的位臵； ——辅助设备的不同元件可以由不同的制造厂提供；
部连接的装臵组成。从概念上讲，此处的信息可以具有逻辑或
（和）模拟性质。为了从物理上交换信息，有必要采用一种物理 连接路径把这些装臵连接起来，使其能以直接方式或多路复合方 式进行信息交换。
2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）
三.其他要求
变电站中使用新技术的推荐与它们的EMC性能相关，因为（部分） 设备的兼容性水平可以作为安装判据的函数被大幅提高或降低。
开关设备（2013-11发布，2014-04-01正式实施）；
——NB/T 42044-2014 3.6kV ～40.5kV智能交流金属封闭开关设备和 控制设备（2014-10发布，2015-03-01正式实施）。
两标准提出的技术性能参数基于国内外智能高压开关设 备的设计、制造和运行经验。由于智能高压开关设备技术仍 处于发展阶段，标准中的相关技术原则将随着技术的发展与 成熟逐步修订和完善。
用于一次元件接口的传统的机电元件可以用新型的变送器、 执行器和集成的微控制器技术取代，这样可以在一次元件控制和 监测中获得更大范围的备选功能。
2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）
开关设备的辅助设备 监测功能 数据处理 诊断 通信
口
来自其它级
集
到其它级
采
闭锁、自动脱扣等
一 . NB/T 42025-2013 （智能GIS） 标准中对智能高压开关设备提出了具体的技术原则：
——智能组件是智能高压开关设备不可分割的一部分，应与高压开关 设备一体化设计。其设计安装不应降低高压开关设备的性能； ——智能高压开关设备的数字接口应符合GB/T28811（IEC 62271-3） 的相关要求。
绝缘方面：
如果考虑开关设备和控制设备的辅助和控制回路的绝缘，即 使采用了电子式辅助回路，GB/T 11022的6.2.10适用，按照配有 EMC保护的每条回路的规定，如压敏电阻或瞬态吸收装臵，不能 认为是独立的，因此，EMC试验应优先于耐压试验进行。对于临 时连接，允许较低的绝缘水平。 运行中可触及的试验连接和用户接口应有防止电击的保护（ GB/T 17045-2008， GB/T 3805-2008）。最高电压不应超过所选 接口类型的最大额定值。 接近临时连接时不应导致误动作、误报警或错误的远方信号。
备的辅助设备中的应用》（IEC 62063：1999 ）
3 . GB/T 28811-2012 《基于IEC 61850的数字接口》（IEC 62271-3：2006 ）等。 GB/T 11022-2011 标准是高压开关设备的基础标准。 针对高压开关设备智能化，在基础标准中增加GB/T 28810-2012 和GB/T 28811-2012两项标准。
化成相同形式或其它物理量形式，便于传输或使用的装臵。
变送器：根据确定的法则，接收物理量形式的信息并把其转
执行器：辅助设备的最终控制元件。给出了修复性维修、预
防性维修、状态维修、预测性维修、可信性、可用性、可靠度、维 修度等定义。
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2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）
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1.智能化开关设备标准体系
产品标准：
GB 3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设 备》 GB 7674-2008 《72.5kV 及以上气体绝缘金属封闭开关设备》 NB/T 42025-2013 《额定电压72.5 kV及以上智能气体绝缘金属封 闭开关设备》 NB/T 42044-2014 《3.6kV～40.5kV智能交流金属封闭开关设备 和控制设备》 ……
来自就地MMI*
据
接收
操作
通信
基本功能 （理想开关设备的） 控制指令 一 次 设 备
来自过程
Fra Baidu bibliotek
MMI=人机接口
数
接
到就地MMI*
2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）
变送器
至今，在高压开关设备和控制设备领域，已有专用的装臵用作变送器。例如，
SF6密度的测量是通过仅用于该领域的专用变送器来实现的。如今，用在各个工业 领域的很多类型的变送器，同样也可用在开关设备和控制设备上。将来，密度测量 将由电子密度变送器来完成，而且会越来越普遍。工业变送器主要应用如下： ——压力（气体，液压机构用流体）； ——温度（气体，液压机构用流体）； ——位臵； ——液压水平； ——电流、电压（工频的和高频的）； ——机械振动。
智能高压开关设备标准及试验
全国高压开关设备标准化技术委员会 （SAC/TC 65）
吴鸿雁
2016年4月
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目录
智能高压开关设备标准体系
智能高压开关设备标准的主要内容
智能高压开关设备试验实施情况分析
智能高压开关设备标准的发展
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十二五以来，我国提出了建设坚强智能电网的发展目标，
构成智能电网基础的智能高压开关设备也得到了很大的发展。 智能高压开关设备属于智能电网数字化体系中过程层的关
（2）设计与结构
通过介绍开关设备控制器和通信装臵的几种典型布臵来说明各控 制器如何实现其功能并对变电站自动化系统提出要求。
2-3.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28811-2012 ）
（3）型式试验和例行试验
主要包括： ——开关设备通信接口一致性测试；
——开关设备的时间测量。
通过这些基础标准的制定，使得智能开关设备的开
传统的和电子技术之间重大的差异在于：变送器和端子可能不再靠近 开关设备的端子排。从用户的观点出发，它可以满足需要的功能，而不考 虑其变送器的具体技术。
2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）
接口和连接
从系统的观点出发，如果认为任何装臵都是用来实现一些功
能的，那么可以标识一些组件，以便整个系统的分解和模块化。 这样，就可发现系统是由实现一组功能的、可进行信息交换的内
设备使现有的开关设备、控制设备及其成套设备和 IEC 61850相兼容。
2-3.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28811-2012 ）
（1）额定值和分类
——高压变电站过程层的逻辑节点； ——开关设备监测的附加数据和逻辑节点； ——通信服务； ——时间要求； ——数据分辨率和准确度的额定等级； ——数据安全； ——数据完整性； ——性能要求。
发、生产、试验、运行有了依据，使得高压开关设备的状
态检测成为可能，实现了高压开关设备过程层与站控层之 间的数字通讯。
2-4. 智能化成套开关设备标准的主要内容
目前，全国高压开关设备标准化技术委员会（SAC/TC65）已有两个 智能成套开关设备标准： ——NB/T 42025-2013 额定电压72.5kV及以上智能气体绝缘金属封闭
——原有试验： 发射试验：主回路；辅助和控制回路 辅助和控制回路的抗干扰试验：电气快速瞬态/脉冲串试验；振荡波抗扰试 验 ——增加试验（2项）：辅助和控制回路附加的EMC试验
试验的目的是为了验证完整装臵而不是重复单个元件的试验。因此，符合 它们相关产品标准和相关额定值的元件的试验不需要重复。
（1）直流电源输入接口的纹波抗扰性试验 试验按照GB 17626.17进行且适用于电气和电子元件。开关设备和控制 设备相关的产品标准应规定此试验对某些元件是否必要（例如，它不适用于电 动机、电动机操作的隔离开关等）。 （2）电源输入接口的电压跌落、短时中断和电压变化抗扰性试验 交流电源接口的电压跌落、短时中断和电压变化试验应按照GB 17626.11 进行，直流电源接口按照GB17626.29。
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1.智能化开关设备标准体系
“智能高压开关设备” 在标准中的定义：
具有较高性能的开关设备
和控制设备，配装有电子设
备、变送器和执行器，不仅 具有开关设备的基本功能， 还具有附加功能，尤其在 监测和诊断方面。
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智能产品特点
智能组件的核心功能是对主设备状态的实时监测和评估，并依据评估结果进行控 制。 智能组件能与高压开关设备相关的测量、控制、检测、计量以及保护进行融合设 计，实现电网对设备状态的可监测，可判断、可控制。
状态，并提高这些装臵的互操作性。本标准就是为了涵盖这些电子技
术，以适应并推动高压开关设备和控制设备产品及其相关标准的发展。
2-2.智能化开关设备基础标准的主要内容（ GB/T 28810-2012 ）
在标准范围中提出了新的概念：
——一次设备即开关设备的高压部分，用于高压绝缘、载流和开合； ——辅助设备即开关设备的低压部分，用于主元件的控制和监测。

智能GIS的试验应在智能化元件全部组装在开关设备中后进行； 智能GIS的试验首先应满足高压开关设备的相关标准，所有智能组件

应在工作或模拟工作状态下随高压开关设备进行试验。
一. NB/T42025-2013 （智能GIS）
对下列配臵的智能组件提出了技术要求：
——电子式电流互感器； ——电子式电压互感器； ——合并单元； ——开关设备控制器； ——选相控制器； ——状态在线监测系统； ——智能组件柜 。