GB/T 37880-2019 就地化环网母线保护技术导则 GB/T37880-2019 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS29.240.01
中华人民共和国国家标准
GB/T37880—2019
就地化环网母线保护技术导则
Technical guide for on-site ring network busbar protection2019-08-30发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2020-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
技术要求
环境条件
额定电气参数
准确度和变差
开关量输入和输出
功能要求
接口要求
环网通信bzxZ.net
过载能力
功率消耗
机械要求
绝缘要求·
电磁兼容性能
安全要求
连续通电
耐湿热性能：
保护功能
一般要求
母线差动保护
断路器失灵保护
充电过流保护
试验方法
试验条件
温度影响试验
结构和外观检查
准确度和变差检查
装置功能及性能试验
过载能力试验
功率消耗试验
直流电源影响试验
绝缘性能试验
GB/T37880—2019
GB/T37880—2019
耐湿热性能试验
电磁兼容性能试验
机械性能试验
连续通电试验
动态模拟试验
通信接口试验
IP防护等级试验
盐雾试验
太阳光辐射试验
附录A（资料性附录）
环网分布式母线保护子机配置方案附录B（资料性附录）环网分布式母线保护环网拓扑结构示意图..
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国量度继电器和保护设备标准化技术委员会（SAC/TC154)归口。GB/T37880—2019
本标准起草单位：国网浙江电力调度控制中心、国家电网有限公司国家电力调度控制中心、国电南京自动化股份有限公司、国家电网公司华东分部、国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、许继电气股份有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、长园深瑞继保自动化有限公司、江苏金智科技股份有限公司、珠海万力达电气自动化有限公司、东方电子股份有限公司、积成电子股份有限公司、国电南瑞科技股份有限公司、西电通用电气自动化有限公司、南京电研电力自动化股份有限公司、河北北恒电气科技有限公司、许昌开普检测研究院股份有限公司、国网河北省电力有限公司、国网江苏省电力有限公司、国网河南省电力公司、国网浙江省电力有限公司、国网山东省电力公司、云南电网有限责任公司昆明供电局、国网电力科学研究院有限公司、中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、国网湖南省电力有限公司电力科学研究院、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、西门子电力自动化有限公司。本标准主要起草人：裘愉涛、吕鹏飞、陈琦、徐凯、邱智勇、高博、吕航、王智勇、宋小舟、陆兆沿、王广领、秋磊、权宪军、丛春涛、戴魏、冯国东、许国江、田建军、刘园伟、萧彦、陈昊、杜兴伟、潘武略、李磊、李剪、俞波、吴利军、梁文武、潘本仁、赵书耀m
1范围
就地化环网母线保护技术导则
本标准规定了就地化环网母线保护装置的技术要求、保护功能和试验方法GB/T37880—2019
本标准适用于110kV（66kV）～750kV电压等级的就地化环网母线保护装置（以下简称装置），作为产品设计、制造、检验和运行维护的依据。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/T2423.8电工电子产品环境试验第2部分：试验方法：试验Ed：自由跌落GB/T2423.17一2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾GB/T2423.24一2013环境试验第2部分：试验方法试验Sa：模拟地面上的太阳辐射及其试验导则
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GB/T14537—1993量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验GB/T14598.26—2015量度继电器和保护装置第26部分：电磁兼容要求GB/T26864电力系统继电保护产品动模试验GB/T32901—2016智能变电站继电保护通用技术条件DL/T478—2013继电保护和安全自动装置通用技术条件DL/T670—2010母线保护装置通用技术条件DL/T860（所有部分）电力自动化通信网络和系统3
术语和定义
GB/T2900.17和GB/T2900.49界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1
分布式母线保护子机distributedbusbarprotectionbayunit多台协同运行，共同完成母线保护全部功能（采集、保护逻辑、出口、人机管理等）的装置。注：分布式母线保护子机简称子机。各个子机所承担的功能根据设计需求进行划分。3.2
就地化环网母线保护on-siteringnetworkbusbarprotection采用硬件分布式架构，由多台直接安装于一次设备近旁或与一次设备集成安装的分布式母线保护GB/T37880—2019
子机组成的母线保护装置。各子机通过光纤环网通信共享信息，共同实现完整的母线保护功能。注：就地化环网母线保护装置可采用有防护安装方式或无防护露天安装方式3.3
保护功能集中模式functionwithmastermode装置的保护功能实现由环网母线保护中的一台子机完成，该子机接收所有子机的数据并集中完成逻辑运算，控制整套保护的动作行为，完成GOOSE信号的收发。其他子机仅作为采集和执行单元，不完成保护逻辑的计算。
保护功能分布模式functionwithdistributedmod装置的所有子机共享数据，每台子机均具备完整的保护功能，独立进行保护逻辑计算，仅负责各自对应间隔的动作行为。
管理功能集中模式managementwithmastermode装置的管理功能由环网母线保护中的一台子机实现。实现管理功能的子机负责与监控系统和外部进行通信，上送整套保护的状态，接收操作指令，对所有子机进行修改定值、压板等管理操作。3.6
管理功能分布模式managementwithdistributedmode装置的所有子机均与监控系统通信，每台子机均具备管理功能，上送各自的事件和状态，独立接受监控系统修改定值、压板等管理操作。3.7
报文冷却时间framecooltime
环网中的常量，为环网报文的顿序号翻转一次的最短传输时间3.8
设备重复deviceredundantframe环网中任意子机，接收报文顿的源地址与本子机地址相同的顿。3.9
应用重复顿applicationredundantframe在报文冷却时间之内，环网中子机先后接收到的两个源地址相同（且非设备重复顿），报文序号、应用标识相同，但路径标识符不同的报文顿中的后一个顺。3.10
环网风暴顿loopstormframe
在报文冷却时间之内，环网中子机先后接收到的两个源地址相同（且非设备重复顿），报文序号、应用标识相同，且路径标识符也相同的报文顿中的后一个顿。3.11
异常顿abnormal frame
环网中来源路径和物理路径不符，不满足以太网报文基本格式或者不带环网标签的报文顿。4总则
4.1装置应符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求4.2装置应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，应符合DL/T670一2010中第5章的规定。4.3除出口继电器外，装置任一元件损坏时，装置不应误动作4.4装置可按间隔配置子机，也可按一台子机对应多个间隔配置2
GB/T37880—2019
4.5环网母线保护中的保护功能和管理功能在各个子机中的分解，均可采用集中模式或分布模式。根据不同的组合，环网母线保护可采用“保护集中、管理集中”“保护分布、管理集中”和“保护分布、管理分布”三种实现方案。各种模式的子机配置方案参见附录A。4.6装置各子机之间的通信宜采用有元余的多环网通信（环网拓扑实例图参见附录B），任一环网发生N-1通信中断不应影响保护功能
4.7装置各个子机的识别机制应满足可靠性、易用性、可修改的要求。4.8环网内各子机之间的通信应实现免配置，便于工程应用。4.9装置应采用两路不同的A/D采样数据，使用双环网模式时，双A/D采样数据宜在两个独立的环网中分别传输。装置接入的电压电流等模拟量信息和断路器位置等间隔开人信息宜采用电缆连接方式，与其他装置间的启动、闭锁、联跳等信号宜采用DL/T860中的GOOSE机制通信4.10装置宜具备以SV报文格式对外发送采集的模拟量的功能。在保护功能集中模式下，装置具备发送SV报文功能时，实现保护功能的子机对外发送所有子机采集的模拟量；在保护功能分布模式下，装置具备发送SV报文功能时，每台子机以SV报文格式对外发送本子机采集的模拟量。SV数据输出格式应满足DL/T860要求。
4.11装置宜具备以GOOSE报文格式对外发送装置信息的功能。在保护功能集中模式下，装置具备发送GOOSE报文功能时，由实现保护功能的子机对外发送GOOSE报文，包含整套母线保护的跳闸信号和所有间隔的开关量信息；在保护功能分布模式下，装置具备发送GOOSE报文功能时，所有子机均对外发送GOOSE报文，包含整套母线保护的跳闸信号和本子机所采集间隔的开关量信息，4.12在管理功能集中模式下，宜配置两台子机实现整套装置的管理功能。正常运行时，一台作为管理子机运行，另外一台作为备用几余。当运行的管理子机异常退出后，可通过自动或人工手动的方式将备用管理子机切换为运行管理子机。5技术要求
5.1环境条件
5.1.1正常工作大气条件
采用有防护安装方式时，装置使用地点大气条件要求如下：5.1.1.1
环境温度：-10℃~+55℃；
相对湿度：5%~95%；
天气压力：80kPa106kPa
采用无防护安装方式时，装置使用地点大气条件要求如下：5.1.1.2
环境温度：一40℃～+70℃；
相对湿度：0%~100%；
c）大气压力：61.6kPa~106kPa
5.1.2贮存、运输环境条件
采用有防护安装方式时，装置贮存、运输大气条件要求如下：贮存环境温度为一25℃～十55℃，相对湿度不大于85%；a）
运输环境温度为一40℃～+70℃，相对湿度不大于85%。b）
采用无防护安装方式时，装置贮存、运输大气条件要求如下：贮存环境温度为一40℃～十70℃，相对湿度不大于85%；a)
b）运输环境温度为一40℃～+70℃，相对湿度不大于85%。3
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5.1.3周围环境
5.1.3.1采用有防护安装方式时，装置使用地点周围环境符合以下要求：a)
使用地点应遮阳、挡雨雪，防御雷击、沙尘、油污，通风；使用地点不出现超过GB/T11287一2000规定的严酷等级为1级的振动，运输贮存过程不出b）
现超过GB/T14537—1993规定的严酷等级为1级的冲击和碰撞；使用地点应无爆炸危险的物质，不应有严重的霉菌存在；c
d）接地电阻应符合GB/T2887—2011中5.8的要求。5.1.3.2
采用无防护安装方式时，装置使用地点周围环境符合以下要求：a)
使用地点不出现超过GB/T11287一2000规定的严酷等级为2级的振动，运输贮存过程不出现超过GB/T14537一1993规定的严酷等级为2级的冲击和碰撞；使用地点应无爆炸危险的物质，不应有严重的霉菌存在；b）
接地电阻应符合GB/T2887一2011中5.8的要求。5.1.4特殊环境条件
当超出5.1.15.1.3规定的环境条件时，由用户与制造厂商定。采用无防护安装方式时.使用于特殊环境条件地点时，装置符合下列要求：应用于海洋周边地区或内地盐碱地区时，装置应满足7.17规定的盐雾试验要求；a)
b）应用于太阳辐射强度大的地区时，装置应满足7.18规定的太阳光辐射试验要求。5.2
2额定电气参数
直流电源额定参数
直流电源额定参数要求如下：
额定电压：220V、110V（装置宜自适应）；a）
允许偏差：一20%~+15%；
纹波系数：不大于5%。
5.2.2激励量额定参数
采用常规互感器输人的装置，交流回路的要求应符合DL/T478—2013中4.2.2的要求5.3
3准确度和变差
常规互感器接人的保护装置的准确度和变差应符合DL/T478一2013中4.3的规定。5.4
开关量输入和输出
对装置开关量输入和输出的要求应符合DL/T478一2013中4.5的规定。5.5功能要求
5.5.1基本要求
5.5.1.1装置应以数字信号方式与监控系统交换信息，信息类型主要有：保护动作信息、定值、保护测量值、遥信量、录波信息、异常信息等。5.5.1.2装置具备以SV报文格式对外发送采集的模拟量功能时，装置SV数据输出格式应满足DL/T860，采样率为4kHz.SV数据应支持同步采样（基于外时钟同步系统）和延时可测，在外同步信4
号消失后，应至少满足10min内误差不超过主4us同步精度要求GB/T37880—2019
5.5.1.3装置的定值应满足保护功能的要求，应做到简单、易理解、易整定；装置应能够设置和存储不少于8个可切换的定值区。在失去工作电源的情况下定值不应丢失、出错，在工作电源恢复正常后应能自行恢复正常。
5.5.1.4采取保护功能分布模式的装置应具备子机间的保护定值CRC校核比对功能，任意两个投人运行的子机保护定值CRC校核比对不一致时应闭锁保护，并发出告警信号。5.5.1.5直流电源回路出现各种异常情况（如短路、断线、接地等）时，装置不应误动作。5.5.2记录功能
5.5.2.1装置应具备故障记录功能，应能记录至少8次故障，包含故障时的输人模拟量和开关量、输出开关量、动作元件、动作时间.为分析保护动作行为提供全面的数据信息，并能以COMTRADE数据格式输出。
5.5.2.2装置应能按时间顺序记录定值更改、压板操作和外部开人量的变位信息，信息记录按照时间顺序循环覆盖
5.5.2.3装置记录的各种重要记录信息，在失去工作电源的情况下不应丢失，在工作电源恢复正常后应能重新显示。
5.5.3自检功能
5.5.3.1装置应满足状态监测信息输出要求，输出信息应至少包括电源电平、内部温度以及光口光强监视等信息，并应能明确报出通信链路等异常告警。5.5.3.2装置应具备硬、软件以及环网通信监视功能，自动监视硬、软件工作状态和装置子机间通信回路，对发现的异常、故障，自动采取告警、自复位、闭锁重要控制回路等措施并记录发现的异常故障信息。5.5.3.3装置宜具备故障定位功能，能输出损坏插件的类型及故障描述信息。5.5.4对时功能
5.5.4.1装置应配置对时接口。
5.5.4.2装置应具有硬件时钟电路，装置在失去直流电源时，硬件时钟应能正常工作。5.5.4.3装置时钟精度：24h不超过士2s；经时钟同步后相对误差不超过士1ms。5.5.4.4在管理或保护功能集中模式下，宜采用由实现保护或管理功能的子机接对时源的方式，5.5.5通信功能
5.5.5.1装置应具备与监控系统信息交互的功能，各子机之间通过环网进行通信。5.5.5.2在管理功能分布、保护功能分布的模式下，所有子机均与监控系统通信，上送本子机的动作，告警等事件及详细信息，监控系统对所有子机进行定值、压板等操作。5.5.5.3在管理功能集中、保护功能分布的模式下，只有实现管理功能的子机与监控系统通信，上送本子机的动作、告警等事件及详细信息，并上送其他子机的关键报文信号；监控系统仅对实现管理功能的子机进行定值、压板等操作，然后由该子机实现对环网中所有子机的定值、压板同步操作。5.5.5.4在管理功能集中、保护功能集中的模式下，仅实现保护和管理功能的子机与监控系统通信，上送本子机的动作、告警等事件及详细信息：监控系统仅对实现保护和管理功能的子机进行定值、压板等操作。
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6接口要求
光纤接口要求
5.6.1.1光纤类型：多模光纤。
光纤芯径：62.5/125μm（或50/125μm）。5.6.1.2
5.6.1.3光波长：1310nm或850nm。5.6.1.4光纤发送功率和接收灵敏度：光波长1310nm光纤（百兆）：
光纤发送功率：-20dBm~-14dBm；光接收灵敏度：31dBm~-14dBm。光波长850nm光纤（对时）：
光纤发送功率：-19dBm~-10dBm；光接收灵敏度：-24dBm~-10dBm。光波长1310nm光纤（千兆）：
光纤发送功率：-11.5dBm~-3dBm；光接收灵敏度：-19dBm~—3dBm。5.6.1.5
采用无防护安装方式时，装置光纤接口应采用防护等级为IP67预制光缆连接器5.6.2子机接口要求
子机应配置环网通信接口。
子机应配置独立的调试接口。
接人对时源的子机应配置与外部标准授时源相同的对时接口。5.6.2.3
保护功能分布模式下，所有子机均宜配置GOOSE收发光纤口，宜配置SV发送光纤口5.6.2.5
保护功能集中模式下，对于智能变电站应用场合，宜仅实现保护功能的子机配置SV发送、GOOSE收发光纤口。
5.6.2.6管理功能分布模式下，所有子机均应配置与监控系统通信的MMS光纤接口。5.6.2.7管理功能集中模式下，宜仅实现管理功能的子机配置与监控系统通信的MMS光纤接口。5.6.2.8采用无防护安装方式时，装置电接口应采用防护等级为IP67预制电缆连接器，连接器的芯数应满足各个子机采集所对应间隔的交流和开关量的要求，采样与开人开出接口宜独立，不同连接器接口应采用防误插拔措施。
5.7环网通信
5.7.1环网架构可采用双向元余单环网、双向穴余双环网和多环网等架构，参见附录B。5.7.2单个子机转发一顿环网报文的最大延时在100Mbps网络中不应超过200μs，在1000Mbps网络中不应超过20us。
5.7.3环网报文在环网内总的延时时间应不超过1ms。5.7.4接收方任一端口接收报文异常、中断，应能发出告警信号5.7.5环网中出现两点及以上链路中断，导致子机之间通信中断后，应闭锁主保护。5.7.6各子机将来自本机应用层的报文顿插入环网标记后注入环网，仅将环网中非本机发送的报文进行转发，不转发自身为目标节点的单播顿5.7.7子机从环网中接收到应用重复顿，不需上送应用层，仅将此报文向下一节点转发。5.7.8子机从环网中接收到设备重复顿、异常顿或环网风暴顿，应直接丢弃，不需上送应用层，也不应向环网下二节点转发
过载能力
装置过载能力应符合DL/T478—2013中4.6的规定6
5.9功率消耗
5.9.1装置交流回路功率消耗应符合DL/T4782013中4.7的规定GB/T37880—2019
5.9.2单个子机直流回路功率消耗不应大于30W，保护动作后的功耗不大于40W。5.10机械要求
结构、外观
5.10.1.1装置宜小型化，应便于整体安装、拆卸及更换。5.10.1.2装置安装于户外时应为金属全密封机箱结构、并确保各金属表面构件间的导电连续性。5.10.1.3装置表面涂覆的颜色应无明显的色差和眩光，表面应无砂粒、起皱和流痕等缺陷。5.10.1.4装置的铭牌应包含可用于识别子机的唯一性编码。5.10.2安装方式
装置可采用就地柜柜内安装等有防护安装方式，装置也可采用就地柜侧壁安装等无防护安装方式。5.10.3IP防护等级
装置的IP防护等级应满足现场安装的要求，装置采用无防护安装方式时应满足IP67防护等级，装置采用有防护安装方式时应满足DL/T478一2013中4.10.2的要求。5.10.4接地
装置外壳应设置便于接地线连接的保护接地点5.10.5机械振动、冲击和碰撞
5.10.5.1室内安装的装置应具有承受GB/T11287一2000规定的严酷等级为1级的振动响应和振动耐久能力。
5.10.5.2室内安装的装置应具有承受GB/T14537一1993规定的严酷等级为1级的冲击响应和冲击耐受能力。
5.10.5.3室内安装的装置应具有承受GB/T14537一1993规定的严酷等级为1级的碰撞能力。5.10.5.4户外安装的装置应具有承受GB/T11287-2000规定的严酷等级为2级的振动响应和振动耐久能力。
5.10.5.5户外安装的装置应具有承受GB/T14537—1993规定的严酷等级为2级的冲击响应和冲击耐受能力。
5.10.5.6户外安装的装置应具有承受GB/T14537一1993规定的严酷等级为2级的碰撞能力。5.10.6跌落要求
装置户外安装时的跌落性能应符合GB/T2423.8的规定。5.11绝缘要求
装置绝缘性能应符合DL/T478—2013中4.9的规定5.12电磁兼容性能
装置的电磁兼容性应符合GB/T14598.262015和DL/T4782013中4.8的规定GB/T37880—2019
5.13安全要求
装置的安全性能应满足DL/T478一2013中第6章的要求。5.14连续通电
装置在完成调试后，应按DL/T478一2013中7.13的规定进行连续通电试验。连续通电试验的具体要求由企业产品标准规定
5.15耐湿热性能
装置应满足DL/T4782013中7.3.8和7.3.9规定的耐湿热性能试验要求。6保护功能
6.1一般要求
装置各个子机的故障、子机间的通信故障均不应造成装置误动作，并能发出告警信号。6.1.1
6.1.2装置保护功能不应依赖于外部对时系统。6.1.3装置各个子机之间采样同步的角度误差应小于0.5%6.2
母线差动保护
功能要求
6.2.1.1装置应能在区内发生各种故障时正确动作，在各种区外故障时不误动。6.2.1.2装置应能适应被保护母线的各种运行方式，并保证选择性和快速性；对于需要在运行中倒闻闸的母线差动保护，应通过隔离开关辅助触点自动识别母线运行方式：应对隔离开关触点进行自检，自检出错，发告警信号，并能通过辅助手段校正隔离开关位置；当只有单一支路的隔离开关辅助触点异常，且该支路有电流时，保护装置仍应具备选择故障母线的功能。6.2.1.3对于双母线等单断路器主接线的母线保护装置，应设置电压闭锁元件，并具备电压闭锁元件长期开放后告警功能。母线PT断线时，充许装置解除该段母线电压闭锁。6.2.1.4装置差动保护出口经本段电压元件闭锁，除双母双分段主接线中的分段断路器以外的母联断路器和分段断路器经两段母线电压“或门”闭锁，双母双分段分段断路器不经电压闭锁。6.2.1.5除双母双分段主接线中的分段断路器以外的母联（分段）开关与CT之间的保护死区宜设置专门的死区保护功能。
6.2.1.6装置应具备CT断线判别功能，CT断线后应闭锁断线相的差动保护并发出告警信号。非断线相的差动保护应仍能正确动作。6.2.1.7故障引起电流互感器暂态饱和.波形维持正确传变时间不少于3ms时，区外故障不应误动。6.2.1.8装置应能正确切除母线相继故障或由区外转区内的故障。ne
6.2.2性能要求
整组动作时间：小于20ms（电流不小于2倍整定值下）。6.2.2.1
整组返回时间：小于30ms。
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