静态继电保护电力线载波专用收发信机条件.docx
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静态继电保护电力线载波专用收发信机条件
中华人民共和国电力行业标准
继电保护专用电力线载波收发DL/T524—93
信机技术条件
中华人民共和国电力工业部1993-12-22批准1994-05-01实施
1主题内容与适用范围
本标准规定了静态继电保护电力线载波专用收发信机地型式、额定参数、技术要求、实验方法及检验规则等.
本标准适用于110kV及以上中性点直接接地系统地继电保护专用收发信机,可作为这类产品研制、生产、检验和验收地依据.
2引用标准
GB7261继电器及继电保护装置基本实验方法
GB6162静态继电器及保护装置地电气干扰实验
3术语
3.1继电保护专用收发信机thepowerlinecarriertransceiverdedicatedtoprotection
专门用于传送继电保护信号地具有单一功能地电力线载波继电保护收发信机,它区别于具有多种功能地复用载波机.
3.2断续键控收发信机(ON/OFF)keyingcarriertransceiver
以键控方式来控制载波输出地一种调幅制收发信机.这种收发信机正常运行时不发信(OFF),接收到命令信号时发信(ON).收发信机地工作状态有两个,即有信号(ON)和无信号(OFF).断续键控收发信机实际上是一种调制度为100%地调幅制收发信机,主要应用于闭锁式保护系统.
3.3移频键控收发信机(FSK)frequency-shift-keyingcarriertransceiver
移频键控收发信机总是工作在发信(ON)状态,但发送信号地频率在两个或多个预定值之间随电键地启闭而变换,正常运行时发送监护信号,信号频率为fG;发送命令时地频率为fT.前者用于监护信道和闭锁保护;后者用于传送规定地操作命令.这类机器主要应用于允许式、直跳式保护系统.
4产品地型式、额定参数和外形尺寸
4.1型式
4.1.1本装置地构成原理为载频一次调制发送和外差式解调接收.
4.1.2本装置地安装方式为嵌入式.
4.1.3本装置地结构为插件式背后接线方式.
4.2产品品种划分
按其构成原理和功能,可划分为断续键控收发信机和移频键控收发信机两种.其型号及含义由企业标准规定.
4.2.1断续键控收发信机(ON/OFF)
其主要特征是收发信号频率相同,占用同一个4kHz信道.主要应用于闭锁式相位比较和方向比较原理地线路保护系统.
4.2.2移频键控收发信机(FSK)
其主要特征是收发信号频率不同,占用2个4kHz信道.主要应用于允许式和直跳式线路保护和电力主设备保护.
4.3额定参数
4.3.1额定频率
a.额定频率范围:
50~400kHz;
b.额定中心频率(f0):
f0=(50+2n)kHz,n=0,1,2,3,···,175
c.额定带宽:
4kHz.
4.3.2额定输出阻抗
在额定中心频率下75Ω(100Ω),不平衡.
4.3.3额定输出电平(功率)
40dBm(10W)
43dBm(20W)
46dBm(40W)
49或50dBm(80W或100W)
4.4外形尺寸
装置地外形尺寸由企业标准规定.
4.5重量
由企业标准规定.
5技术要求
5.1工作大气条件
a.环境温度:
-5~+40℃;
b.相对湿度:
5%~95%;
c.大气压力:
86~106kPa.
装置在工作大气条件下应可靠工作.
5.2仲裁大气条件
a.环境温度:
20±2℃;
b.相对湿度:
60%~70%;
c.大气压力:
86~106kPa.
5.3正常实验大气条件
a.环境温度:
15~35℃;
b.相对湿度:
45%~75%;
c.大气压力:
86~106kPa.
5.4贮存、运输极限环境温度
装置地贮存、运输、安装允许地环境温度为-25~+70℃,在不施加任何激励量地条件下,不出现不可逆变化,温度恢复后,装置性能应符合5.10条地规定.
5.5周围环境
装置地使用地点应无爆炸危险,无腐蚀性气体及导电尘埃,无严重霉菌,无剧烈振动源,有防御雨、雪、风、沙、尘及防静电措施.
5.6直流电源
5.6.1输入电压
a.额定电压:
110V,220V.
b.允许偏差:
-20%~+10%.
c.纹波系数小于5%.
5.6.2逆变电源输出电压
a.额定电压:
24V,±12V(±15V),-40V(功放电源);
b.允许偏差及纹波系数由企业标准规定.
5.7直流电源功率消耗
在额定输入电压下,对额定输出电平43dBm(20W)地装置,正常运行时不大于80W,满功率发信时不大于150W.
5.8装置整组性能要求
5.8.1专用收发信机采用载频信号一次直接调制,调制方式包括:
a.断续键控制(ON/OFF);
b.移频键控制(FSK).
5.8.2专用载波收发信机可实现地保护方式有:
a.方向比较式保护;
b.相位比较式保护;
c.直接跳闸式保护.
5.8.3专用载波收发信机地载波信号作用方式可选择:
a.闭锁式;
b.允许式;
c.解除闭锁式;
d.直跳式;
e.混合式.
5.8.4专用载波收发信机具有与同类载波通信机相同地外特性,可以按5.9.6条规定地技术条件同相或邻相并机运行.
5.8.5移频键控(FSK)收发信机发命令信号(频率为fT)时地发信电平为额定输出电平,发监护信号(频率为fG)时地发信电平比额定输出电平低6~10dB.
5.8.6发信机功率放大器应采用经稳压地低压直流供电方式.
5.8.7应设有远方启动发信回路和相应地解环回路(ON/OFF).
5.8.8应设有外部(来自其它保护)控制发信机发信或停信地回路,以便本侧保护动作后使对端保护加速动作跳开断路器(ON/OFF).
5.8.9应设有保护装置控制发信和收信机向保护装置输出信号地自保持信号指示,并起动中央信号,手动复归.
5.8.10应设有开环或闭环进行通道检查地回路和相应地逻辑回路.
5.8.11应设有收信电平监视回路,当正常收信电平低于整定地报警电平时,便发出报警信号或在人工通道检查实验中显示电平过低.
5.8.12应设有和各种类型保护灵活联接地接口回路.接口回路应使用与保护装置在电气上相互隔离地专用电源.接口回路技术数据如表1所示.
表1
工程
输入
输出
有触点
12V(15V),24V,110V,220V,DC10mA
24V,110V,220V,DC触点容量不小于30W
无触点
12V(15V),24V,DC10mA
12V(15V),24V,DC10mA
5.8.13调机或维护用对讲电话地设置,由企业标准规定.
5.9性能指标
5.9.1回波损耗(反射损耗)不小于10dB.
5.9.2在额定满功率发信情况下外线谐波电平不大于-26dBm.
5.9.3停信状态下外线残余电平不大于-10dBm.
5.9.4在工作大气条件下额定频率误差不大于+30Hz.
5.9.5移频频率间隔(FSK)
±500Hz,±250Hz,±125Hz.
5.9.6允许并机频率间隔
同相并机:
3B(其中B=4kHz);
邻相并机:
紧邻.
并机介入损耗不大于1dB.
5.9.7收信机工作频带宽度
f0±1kHz;f0±0.5kHz.
5.9.8收信机总防卫度
应满足第5.9.6条规定地并机条件.
5.9.9收信灵敏起动电平
+4~+14dBm,或0~+10dBm(FSK).
5.9.10载波专用收发信机用于相位比较式保护,输入50Hz工频对称调制(180°∶180°)方块波,在自发自收和最大收信裕度下地收信输出方波信号宽度不大于195°;收信裕度为3dB时,收信输出方波信号宽度不小于170°.由上述条件确定地最大收信裕度不小于15dB.
5.9.11信号传输时间(不包括信道时间)
收发信机信号传输时间随调制方式和收信带宽地不同而不同,详见表2.
表2
调制方式
收信带宽
kHz
传输时间
ms
ON/OFF
2
1
<3
<5
FSK
2
1
<5
<8
5.10绝缘性能
5.10.1绝缘电阻
装置地带电部分和非带电金属部分及外壳之间,以及电气上无联系地各带电电路之间,用开路电压500V地兆欧表测量其绝缘电阻值应不小于10MΩ.
5.10.2介质强度
a.装置应能承受实验电源频率为50Hz、历时1min地工频耐压实验,无绝缘击穿和闪络现象出现;
b.工频耐压实验电压值按表3进行选择;
c.实验过程中,任一被试回路施加实验电压时,其余回路等电位互连接地.
表3
被试电路
绝缘电压等级
V
实验电压
V
整机输出端子及背板线对地
<250
2000
直流电源输入回路对地
<250
2000
功放输出回路对地
<250
2000
信号及报警输出触点回路对地
<250
2000
整机带电部分对地
<60
500
5.10.3冲击电压
装置地直流电压输入回路、功放输出回路、信号报警输出触点回路对地及回路之间,应能承受1.2/50μs地标准雷电波地短时冲击电压实验,开路实验电压5kV,装置应无绝缘损坏.
5.11高频电气干扰
装置应能承受GB6162规定地干扰实验,实验电源频率为100kHz和1MHz,实验电压幅值为共模2500V,差模1000V地衰减振荡波;功放输出回路实验电压幅值如表4所示.
表4
共模实验电压
V
差模实验电压
V
2500(相一相耦合)
2500(相—地耦合)
1000(相—相耦合)
对被试装置预先施加直流电源,在规定地实验条件下,叠加干扰波实验电压,装置内电气元件不应损坏,其性能符合技术要求.
5.12耐湿热性能
装置应能承受GB7261第21章规定地湿热实验.在实验结束前2h内,用开路电压500V地兆欧表测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上无联系地各回路之间地绝缘电阻值,应不小于1.5MΩ;介质强度不低于第5.10.2条规定地工频耐压实验电压幅值地75%.
5.13振动
装置应能承受GB7261第16.3条规定地严酷等级为1级地振动耐久能力实验.实验后,装置应无机械损伤,无紧固件松动、脱落.
5.14冲击
装置应能承受GB7261第17.5条规定地严酷等级为1级地冲击耐久能力实验.实验后,应无机械损伤,无紧固件松动、脱落.
5.15碰撞
装置应能承受GB7261第18章规定地严酷等级为1级地碰撞实验.实验后,装置应无机械损伤变形,无紧固件松动、脱落.
5.16结构、外观及其他
5.16.1装置应有金属机箱保护,机箱前面应设透明面罩,以便运行人员观察运行状态及信号指示;还应考虑发热元件地通风散热要求.
5.16.2机箱应采取必要地防静电及电磁辐射干扰地防护措施;机箱地不带电金属部分应在电气上连成一体,并可靠接地.
5.16.3机箱面罩应设置铅封,启封后方可进行检查或调试.
5.16.4装置模件应插拔灵活,接触可靠,互换性好.
6实验方法
6.1实验条件
6.1.1除另有规定外,一般实验均应在第5.3条规定地正常实验大气条件下进行.实验期间大气环境条件应相对稳定.
6.1.2被试装置和测试仪表必须良好接地,并考虑周围环境电磁干扰等对测试精度地影响.
6.2结构和外观检查
按第5.16条地要求逐项进行检查.
6.3技术性能实验
6.3.1额定输出电平、谐波电平和停信残余电平地测量
a.测试线路如图1所示.
电平表选用75Ω输入阻抗,在选频终端下测试.
b.额定输出电平在额定输入电源电压下测试.
c.谐波电平在额定输出电平下测试,谐波电平主要测二、三次谐波.
d.停信状态下,去掉衰耗器,用电平表测量残余电平.
6.3.2输入阻抗、回波损耗地测量
a.测试线路如图2所示.
图1
图2
电平振荡器输出阻抗为0,频率调至被试收发信机工作频率.R等于被试收发信机额定输入阻抗75Ω(100Ω).选频电平表采用高阻跨接测量.
b.断开开关S,不接被试装置,调节电平振荡器输出电平,使电平表指示为0.合上开关S,接入被试装置,此时电平表读数值即为回波损耗.
6.3.3介入损耗地测量
a.测试线路如图3所示.
图3
电平振荡器输出阻抗为0,频率调至被试装置同相并机工作频率(例如f0±14kHz,即允许并机间隔3B).电平表采用高阻宽带跨接测量.R等于被试机输入阻抗75Ω(100Ω).
b.断开开关S,调节电平振荡器,使电平表指示为0.
c.合上开关S,被试收发信机停信状态下,电平表指示电平值即为介入损耗值.
6.3.4测量收信机工作带宽和总防卫度
6.3.5测量收信机灵敏起动电平
6.3.6收发信机联动实验(背对背)
图4
a.实验线路如图4所示.
b.收发信机功能检查地主要内容如下:
远方起动和解环;通道检测逻辑;信号指示及告警功能;输入及接口回路.
c.传输时间地测试包括:
起动延时;返回延时.
d.方波信号传输性能(用于相位比较保护)地测试.
输入端接入交流工频电压或方波,在自发自收和不同收信裕度情况下,用示波器测量输入和输出方波之间地延时.
6.4绝缘实验
根据第5.10条绝缘性能要求,按GB7261第20章规定,分别进行绝缘电阻测量和介质强度及冲击电压实验.
6.5电气干扰实验
根据第5.11条要求,按GB6162地规定,对装置地直流电源输入回路和功放输出回路进行高频电气干扰实验.
6.6潮湿实验
根据第5.12条耐湿热要求,按GB7261第21章地规定,对装置进行潮湿实验.实验采用交变湿热实验方法,最高实验温度40±2℃,实验箱内相对湿度不低于95%,实验周期数为2d,每一实验周期历时24h,然后进行绝缘检测.
6.7温度贮存实验
按GB7261第22章地规定,对装置进行温度贮存实验,实验采用温度变化实验法,严酷等级采用第22.2.1条方法1.
低温温度:
-25℃;
高温温度:
+70℃;
循环次数;1次;
每一温度下实验持续时间:
3h;
从低温转为高温地转换时间:
2~3min;
实验后,装置地电气性能应满足第5.4条地规定.
6.8振动实验
根据第5.13条要求,按GB7261第16章规定,对装置进行振动耐久实验.
振动扫描实验频率范围:
10~150Hz;
交越频率:
60Hz;
f≤60Hz地恒定振幅值:
0.075mm;
f>60Hz地恒定加速度:
10m/s2;
每一轴线方向扫描循环次数:
20.
6.9冲击实验
根据第5.14条要求,按GB7261第17章规定,对装置进行冲击耐久实验.冲击实验采用正弦脉冲波形,加速度等于150m/s2,脉冲持续时间11ms,分别在3个相互垂直轴线地每个方向各冲击3次,共18次.然后对装置地机械性能进行检查.
6.10碰撞实验
根据第5.15条要求,按GB7261第18章规定,对装置进行碰撞实验.碰撞实验采用半正弦脉冲波形,加速度峰值等于100m/s2,脉冲持续时间16ms,分别在3个相互垂直轴线地每个方向各碰撞1000次,共6000次.然后对装置地机械性能进行检查.
6.11连续通电实验
6.11.1连续通电是装置出厂检验地最后实验工程,通过连续通电实验地装置可以装箱发运.
6.11.2连续通电实验地被试装置上只施加直流电源,必要时可施加其它激励量进行功能检测
6.11.3连续通电实验时间为100h.
6.11.4在连续通电实验过程中,装置工作正常,信号指示正确,不应有元器件损坏或其它异常情况出现.
7检验规则
7.1出厂检验
每台装置出厂前必须由制造厂地检验部门进行出厂检验,出厂检验在正常实验大气条件下进行,检验工程如下:
a.外观检验;
b.功能检验;
c.绝缘电阻实验;
d.介质强度实验;
e.连续通电实验.
7.2型式检验
制造厂地技术检验部门要对出厂检验合格地装置进行型式检验.型式检验在正常实验大气条件下进行.
7.2.1凡遇下列情况之一,应进行型式检验:
a.新产品定型鉴定前;
b.产品转厂生产定型鉴定前;
c.连续批量生产地装置每4年1次;
d.正式投产后,如设计、工艺材料、元器件有较大改变,可能影响产品性能时;
e.产品停产一年以上又重新恢复生产时;
f.出厂检验结果与上批产品检验有较大差异时;
g.国家技术监督机构或受其委托地技术检验部门提出检验要求时.
7.2.2型式检验地抽样与判定:
7.2.2.1从出厂检验合格地产品中任意抽取2台作为型式检验样品,然后分两组进行实验.
A组按第7.2.3条a、b、c、d、e规定地检验工程进行基本技术性能实验.
B组样品按第7.2.3条f、g、h、i、j规定地检验工程进行具有某种破坏性地极限性能实验.
7.2.2.2型式检验全部符合第5.4、第5.9~第5.15条地技术要求为合格,否则均按存在主要缺陷判定.检验中如发现有一个主要缺陷,则进行第二次抽样,重复进行型式检验,如未发现主要缺陷,仍判定产品型式检验合格.如第二次抽样地样品仍存在主要缺陷,则判定型式检验为不合格.
7.2.2.3样品型式实验结果达不到第5.4、第5.9~第5.15条要求中地任一条时,均按存在主要缺陷判定.
7.2.2.4检验中装置出现故障允许进行修复,修复内容如对已做过检验工程地实验结果没有影响,可继续往下进行实验;反之,受影响地检验工程应重做.
7.2.3型式检验工程与顺序:
a.外观检查;
b.功能检验;
c.功率消耗;
d.高低温实验;
e.温度贮存实验;
f.抗干扰实验;
g.湿热实验;
h.振动实验;
i.碰撞实验;
j.冲击实验.
上述检验工程中f、g、h、i、j等项具有破坏性,在产品设计定型时进行,而一般型式检验应慎做.
8标志、包装、运输、贮存
8.1标志
8.1.1每台装置必须在机箱地显著位置设置持久清晰地标志或铭牌.产品标志地内容包括:
a.装置型号及代号;
b.产品名称地全称;
c.制造厂名称及商标;
d.额定参数;
e.对外端子接线图(或表);
f.出厂年月及编号.
8.1.2外包装箱上应以不易洗刷或脱落地涂料作如下标记:
a.发货厂名、产品名称、型号;
b.收货单位名称、地址、到站;
c.包装箱外形尺寸(长×宽×高)及毛重;
d.包装箱外面书写“防潮”、“向上”、“小心轻放”等标志字样.
8.2包装
8.2.1产品包装前地检查
a.产品地合格证书和技术文件、附件、备品备件齐全;
b.产品外观无损伤;
c.产品表面无灰尘.
8.2.2包装地一般要求
产品应有内包装或外包装,插件插箱及可动部分应锁紧扎牢,包装应有防尘、防雨、防水、防潮、防震等措施.
8.3运输
产品应适于陆运、空运、水运(海运),运输装卸须按包装箱上地标志进行操作.
8.4贮存
包装完好地装置贮存运输环境温度应符合5.4条地规定,长期不用地装置应保留原包装,在相对湿度不大于85%地库房内贮存,并不受酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体和灰尘、雨、雪侵害.
附录A
电平及其换算
(参考件)
A1NP—dB换算公式
(A1)
(A2)
A2电压电平和功率电平地关系
(A3)
(A4)
当阻抗Z=600Ω时,Pu=Pm;Z=75Ω时,Pu=pm-9dB.
附录B
回波损耗AF、反射系数ρ和实际阻抗Z地关系
(参考件)
回波损耗用来估计四端网络与信号源内阻之间地失配程度.回波损耗利用图图B1所示电路计算,如知道反射系数ρ,可用下式计算回波损耗
图B1
(B1)
其中:
当Z=R时,ρ=0,AF=∞;当Z≠R时,ρ和AF为不同值.
测量AF,可按下式计算ρ和实际阻抗Z
(B2)
(B3)
当R=75Ω时,AF,ρ,Z地计算值如表B1所示.
表B1
AF/dB
26
20
16.5
14
2.2
10
ρ/%
5
10
15
20
25
30
Z/Ω
82.9
91.7
101
112
125
139
67.9
61.4
55
50
45
40.4
___________________
附加说明:
本标准由中华人民共和国电力工业部提出.
本标准由全国静态继电保护标准化分技术委员会归口.
本标准由电力工业部南京自动化研究所负责起草.
本标准主要起草人:
田守常.
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- 关 键 词:
- 静态 保护 电力线 载波 专用 收发 条件