Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59365-2021 "Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Система мониторинга переходных режимов. Устройства синхронизированных векторных измерений. Нормы и требования" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 апреля 2021 г. N 214-ст)

United power system and isolated power systems. Relay protection and automation. Wide-area measurement system. Phasor measurement unit. Norms and requirements

ОКС 27.010

Дата введения - 1 мая 2021 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Разработан Акционерным обществом "Системный оператор Единой энергетической системы"

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 "Электроэнергетика"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 апреля 2021 г. N 214-ст

4 Введен впервые

Введение

В соответствии с пунктом 168 Правил технологического функционирования электроэнергетических систем [1] в энергосистеме следует осуществлять регистрацию аварийных событий и процессов, в том числе с использованием устройств системы мониторинга переходных режимов.

Требования к построению системы мониторинга переходных режимов в Единой энергетической системе России и технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах установлены ГОСТ Р 59364-2021 "Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Система мониторинга переходных режимов. Нормы и требования", согласно которому система мониторинга переходных режимов состоит из устройств синхронизированных векторных измерений и концентраторов синхронизированных векторных данных, устанавливаемых на объектах электроэнергетики и в диспетчерских центрах субъектов оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике.

Общие требования к оснащению объектов электроэнергетики устройствами синхронизированных векторных измерений и концентраторами синхронизированных векторных данных установлены Требованиями к оснащению линий электропередачи и оборудования объектов электроэнергетики классом напряжения 110 кВ и выше устройствами и комплексами релейной защиты и автоматики, а также к принципам функционирования устройств и комплексов релейной защиты и автоматики [2].

Настоящий стандарт разработан в развитие положений указанных нормативных правовых актов, а также ГОСТ Р 59364-2021 "Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Система мониторинга переходных режимов. Нормы и требования" и направлен на обеспечение нормативно-технической основы для применения технологии синхронизированных векторных измерений, построения и функционирования системы мониторинга переходных режимов в Единой энергетической системе России и технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах.

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает требования к;

- функциональности устройств синхронизированных векторных измерений (далее - УСВИ);

- составу измеряемых параметров УСВИ;

- метрологическому обеспечению УСВИ;

- синхронизации измерений УСВИ;

- проведению испытаний УСВИ в целях подтверждения их соответствия требованиям настоящего стандарта в части выполнения требований к составу синхронизированных векторных измерений и нормированной точности.

1.2 Настоящий стандарт распространяется на системного оператора, субъекты оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике в технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах, собственников и иных законных владельцев объектов электроэнергетики, организации, осуществляющие деятельность по разработке, изготовлению, наладке, эксплуатации УСВИ, а также проектные и научно-исследовательские организации.

1.3 Настоящий стандарт предназначен для применения при проектировании, строительстве, реконструкции, модернизации и техническом перевооружении объектов электроэнергетики, технологическом присоединении объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок потребителей электрической энергии к электрическим сетям, создании (модернизации) комплексов и устройств релейной защиты и автоматики.

1.4 Требования настоящего стандарта не распространяются (за исключением случаев, указанных в абзаце четвертом настоящего пункта) на УСВИ, если такие устройства:

- установлены на объектах электроэнергетики до вступления в силу настоящего стандарта;

- подлежат установке на объектах электроэнергетики в соответствии с проектной (рабочей) документацией на создание (модернизацию) комплексов или устройств релейной защиты и автоматики, согласованной и утвержденной в установленном порядке до вступления в силу настоящего стандарта.

Для указанных УСВИ выполнение требований настоящего стандарта должно быть обеспечено при замене (модернизации) УСВИ.

1.5 Настоящий стандарт не устанавливает требования к методам измерения (расчета) векторных параметров и скалярных величин УСВИ, а также информационному обмену синхронизированными векторными измерениями между УСВИ и концентраторами синхронизированных векторных данных.

Настоящий стандарт также не устанавливает требования к электромагнитной совместимости, условиям эксплуатации, сервисному обслуживанию, объему заводских проверок, пожаробезопасности, электробезопасности, информационной безопасности, а также оперативному и техническому обслуживанию УСВИ.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.567 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения времени и частоты. Термины и определения

ГОСТ 30804.4.7 (IEC 61000-4-7:2009) Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств

ГОСТ Р 2.601 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ Р 55105 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем. Нормы и требования

ГОСТ Р 55537 Глобальная навигационная спутниковая система. Системы навигационно-информационные. Классификация

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 8.567, ГОСТ Р 55105, ГОСТ Р 55537, ГОСТ 30804.4.7, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 абсолютный угол (тока/напряжения): Фазовый угол синхронизированного вектора, равный углу между основной гармоникой фазного тока (напряжения) и условной косинусоидой промышленной частоты, фаза которой равна нулю при смене секунд всемирного координированного времени.

3.1.2 время отклика УСВИ: Интервал времени между измерениями электрических параметров УСВИ до и после их скачкообразного изменения, погрешность измерения которых в установившемся режиме не превышает установленной величины.

3.1.3 время реакции УСВИ: Интервал времени между моментом скачкообразного изменения измеряемых электрических параметров на входе УСВИ и моментом времени, когда их значение на выходе УСВИ достигает величины, равной половине данного изменения.

3.1.4 данные синхронизированных векторных измерений (данные СВИ): Совокупность измеренных УСВИ векторных и скалярных электрических параметров с метками времени.

3.1.5 кадр данных синхронизированных векторных измерений: Набор данных синхронизированных векторных измерений, соответствующий одной метке времени.

3.1.6 класс устройств синхронизированных векторных измерений: Градация УСВИ по соответствию их технических характеристик установленным требованиям для задач мониторинга (М) и задач автоматического управления (Р) электроэнергетическим режимом.

3.1.7 концентратор синхронизированных векторных данных: Программно-техническое устройство, выполняющее прием, обработку, хранение и передачу данных синхронизированных векторных измерений.

3.1.8 перерегулирование УСВИ: Максимальное отклонение измеряемых УСВИ электрических параметров после их скачкообразного изменения от нового установившегося значения.

3.1.9 синхронизированный вектор: Действующее значение и фазовый угол основной гармоники фазного тока или напряжения, измеряемые в однозначно определенные моменты времени.

3.1.10 темп передачи: Число передаваемых кадров данных СВИ в секунду.

3.1.11 устройство синхронизированных векторных измерений: Техническое средство, функцией (одной либо одной из нескольких) которого являются выполнение с нормированной точностью измерений синхронизированных векторов и других электрических параметров в однозначно определенные с помощью глобальных навигационных спутниковых систем моменты времени и передача результатов измерений в концентраторы синхронизированных векторных данных.

3.1.12 частота: Частота напряжения переменного тока.

3.2 В настоящем стандарте использованы следующие сокращения:

ПАК РВ - программно-аппаратный комплекс моделирования энергосистем в режиме реального времени;

СВИ - синхронизированные векторные измерения;

УСВИ - устройство синхронизированных векторных измерений;

UTC - всемирное координированное время.

4 Основные положения

4.1 УСВИ предназначено для выполнения с нормированной точностью измерений синхронизированных векторов фазных токов и напряжений, частоты, скорости изменения частоты и передачи измеренных параметров в концентраторы синхронизированных векторных данных. Основные понятия о синхронизированном векторе приведены в приложении А.

4.2 УСВИ подразделяют на следующие классы:

- УСВИ класса М;

- УСВИ класса Р.

В зависимости от класса УСВИ должно соответствовать требованиям к реализованным в нем алгоритмам и настройке, а также погрешностям измерений в соответствии с приложением Б.

4.3 Производитель конкретного УСВИ должен определять класс данного устройства. Допускается реализация в одном устройстве алгоритмов, раздельное функционирование которых позволяет одному УСВИ одновременно удовлетворять требованиям двух классов.

4.4 К УСВИ следует прилагать комплект эксплуатационных документов в соответствии с ГОСТ Р 2.601, а также копий описания типа и методики поверки УСВИ.

5 Требования к функциональности устройств синхронизированных векторных измерений

В УСВИ должны быть реализованы следующие функции:

- выполнение СВИ с нормированными погрешностями измерений в статических и динамических условиях;

- синхронизация с глобальными навигационными системами;

- формирование на каждом установленном интервале времени кадра данных СВИ;

- передача данных СВИ по одному из протоколов, установленных стандартами [3], [4], [5];

- включение в каждый кадр данных СВИ метки времени UTC;

- передача данных СВИ двум или более получателям;

- регистрация и передача дискретных сигналов;

- самодиагностика функционирования.

6 Требования к темпу передачи синхронизированных векторных измерений

6.1 В каждом УСВИ должна быть реализована передача кадров данных СВИ с темпом передачи 50 кадров данных СВИ в секунду.

6.2 Метка времени первого кадра данных СВИ в секунде должна соответствовать моменту смены секунды UTC.

6.3 Интервалы между метками времени кадров данных СВИ должны быть равными и определяться темпом передачи.

6.4 В технической документации на УСВИ должны быть указаны все значения темпа передачи данных СВИ, которые поддерживает УСВИ.

7 Требования к составу синхронизированных векторных измерений

7.1 УСВИ должно выполнять измерение следующих параметров:

- синхронизированные векторы фазных напряжений, где модулем является действующее значение основной гармоники фазного напряжения (U _a, U _b, U _c), а фазовым углом - соответствующий абсолютный угол напряжения (, , );

- синхронизированные векторы фазных токов, где модулем является действующее значение основной гармоники силы фазного тока (I _a, I _b, I _c), а фазовым углом - соответствующий абсолютный угол тока (, , );

- частота пофазно и прямой последовательности (f _a, f _b, f _c, f _U1);

- скорость изменения частоты (d _fa/d _t, d _fb/d _t, d _fc/d _t).

7.2 При необходимости измерения параметров системы возбуждения генераторов в УСВИ или в отдельном устройстве, подключаемом к УСВИ или поддерживающем передачу данных СВИ по протоколу, установленному стандартом [3], должно быть реализовано выполнение измерений следующих параметров:

- напряжение возбуждения (напряжение ротора) генератора (U _f);

- ток возбуждения (ток ротора) генератора (I _f);

- напряжение возбуждения возбудителя (U _ff);

- ток возбуждения возбудителя (I _ff).

8 Требования к метрологическому обеспечению устройств синхронизированных векторных измерений

8.1 УСВИ должны быть внесены в Государственный реестр средств измерений Российской Федерации и иметь действующее свидетельство о поверке или сертификат (протокол) калибровки.

8.2 Метрологические характеристики УСВИ, указанные в описании типа средства измерений, в части выполнения СВИ должны соответствовать требованиям приложения Б. Соответствие погрешностей УСВИ требованиям приложения Б должно быть определено для темпа передачи данных 50 кадров/с.

8.3 При передаче результатов измерений УСВИ в качестве телеизмерений в АСУ ТП точность измерений УСВИ должна соответствовать требованиям, предъявляемым соответствующими системами.

9 Требования к синхронизации измерений устройств синхронизированных векторных измерений

9.1 Для синхронизации УСВИ должны использоваться приемники сигналов глобальных навигационных систем с точностью синхронизации не хуже 1 мкс.

9.2 Сигналы синхронизации должны соответствовать шкале UTC.

9.3 В кадры данных СВИ следует включать информацию о качестве синхронизации результатов измерений в соответствии с требованиями [3].

10 Требования к проведению испытаний устройств синхронизированных векторных измерений

10.1 Для применения УСВИ в составе системы мониторинга переходных режимов в отношении УСВИ следует проводить испытания в целях подтверждения их соответствия требованиям настоящего стандарта в части выполнения требований к составу измерений СВИ и нормированной точности (далее - испытания).

10.2 Для проведения испытаний организация (испытательная лаборатория, испытательный центр), проводящая испытания (далее - организация, осуществляющая испытания), должна быть оснащена соответствующей производственно-технической базой (техническими средствами), необходимой для проведения испытаний, включая математическую модель энергосистемы, созданную с применением ПАК РВ в составе тестовой схемы с характеристиками, требуемыми для проведения испытаний УСВИ в соответствии с приложением В.

10.3 Объектами испытаний являются:

- УСВИ определенного класса (М или Р);

- УСВИ (отдельные устройства), в которых реализована функция измерения параметров системы возбуждения с передачей данных по протоколу, установленному стандартом [3].

Результаты испытаний распространяются на тип (марку) УСВИ и класс УСВИ.

10.4 Испытания УСВИ могут осуществляться на соответствие требованиям, предъявляемым к устройствам одного из классов (М или Р) или двух классов одновременно. Испытания проводят в объеме опытов (тестов) для соответствующего класса УСВИ.

При реализации в одном устройстве алгоритмов, раздельное функционирование которых позволяет УСВИ одновременно удовлетворять требованиям двух классов, должны быть проведены независимые испытания УСВИ для каждого класса.

10.5 Испытания следует проводить с использованием ПАК РВ по программе, разработанной в соответствии с приложением Г и согласованной с субъектом оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике. Программа испытаний должна учитывать класс УСВИ.

10.6 Для проведения испытаний собственником или иным законным владельцем объекта электроэнергетики, на котором планируется к установке (установлено) УСВИ, или иным лицом, заинтересованным в их проведении (далее - владелец устройства), должны быть предоставлены следующие документы и информация:

- технические условия на изготовление УСВИ или технические спецификации (при отсутствии технических условий);

- руководство (инструкция) по монтажу, настройке и вводу в эксплуатацию УСВИ;

- руководство (инструкция) по эксплуатации УСВИ, включающее: техническое описание с обязательным указанием типа, области применения, а также указания по оперативному и техническому обслуживанию и ремонту с учетом наличия системы самодиагностики; общее техническое описание УСВИ, включающее тип, класс, коммуникационные интерфейсы и технические характеристики;

- копии протоколов и методик заводских испытаний УСВИ с приведением данных о характеристиках испытательного стенда, на котором проводились указанные испытания;

- руководство оператора по интерфейсу "человек - машина" и сервисному программному обеспечению;

- сертификат (свидетельство) об утверждении типа средств измерения с указанием срока действия, а также методика поверки УСВИ;

- руководство (инструкция) по эксплуатации приемника сигналов глобальных навигационных систем, используемого для синхронизации УСВИ при проведении испытаний.

10.7 Для проведения испытаний владелец устройства должен передать организации, осуществляющей испытания, УСВИ и согласовать с ней схемы его подключения к тестовой схеме ПАК РВ и параметры настройки испытуемого устройства.

10.8 Организация, осуществляющая испытания, проводит их в соответствии с этапами подготовки и проведения испытаний УСВИ согласно приложению Г.

10.9 Результаты испытаний УСВИ оформляют протоколом. Протокол испытаний должен быть подписан всеми участниками испытаний.

10.10 Протокол испытаний должен содержать следующую информацию:

- наименование и адрес владельца устройства;

- наименование и адрес организации, проводившей испытания;

- номер и дату протокола испытаний, нумерацию каждой страницы протокола, а также общее количество страниц;

- наименование объекта испытаний;

- дату (период) проведения испытаний;

- место проведения испытаний;

- перечень лиц, принявших участие в испытаниях;

- ссылку на настоящий стандарт, на соответствие которому проведены испытания;

- программу испытаний;

- описание испытуемого УСВИ (тип, класс, коммуникационные интерфейсы, технические характеристики, реализация функции измерения параметров системы возбуждения генераторов);

- описание отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения (тип, коммуникационные интерфейсы, технические характеристики, поддержка протоколов передачи данных);

- тип используемого при синхронизации УСВИ приемника сигналов глобальных навигационных систем;

- описание ПАК РВ (тип, модель и заводской номер);

- описание тестовой схемы, по которой проводились испытания;

- методики измерений;

- констатацию погрешности измерения (в случае необходимости);

- фактические значения показателей при испытаниях с указанием (при возможности) расчетной или фактической погрешности измерений;

- результаты проведенных испытаний, содержащие материалы, иллюстрирующие работу испытуемых УСВИ в каждом из проведенных тестов;

- оценка соответствия погрешностей УСВИ требованиям настоящего стандарта в каждом из проведенных тестов;

- вывод о соответствии или несоответствии проверяемых параметров, характеристик УСВИ настоящему стандарту, в том числе отдельно по каждому проверяемому параметру, характеристике.

10.11 Информация о результатах испытаний с указанием наименования, типа (марки), класса УСВИ, в отношении которого проводились испытания, и приложением копии протокола испытаний должна быть направлена владельцем устройства (уполномоченным им лицом) субъекту оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике.

10.12 Испытания УСВИ с целью утверждения типа средства измерений и регистрации УСВИ в Государственном реестре средств измерений должны проводиться производителем УСВИ.

Библиография

[1]	Правила технологического функционирования электроэнергетических систем (утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от 13 августа 2018 г. N 937)
[2]	Требования к оснащению линий электропередачи и оборудования объектов электроэнергетики классом напряжения 110 кВ и выше устройствами и комплексами релейной защиты и автоматики, а также к принципам функционирования устройств и комплексов релейной защиты и автоматики (утверждены приказом Минэнерго России от 13 февраля 2019 г. N 101)
[3]	IEEEStd С37.118.2-2011	Системы синхронизированных векторных измерений (IEEE Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems)
[4]	МЭК 61850-8-1:2011	Сети связи и системы автоматизации энергосистем общего пользования. Часть 8-1. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM). Отображения для MMS (ISO 9506-1 и ISO 9506-2) и ISO/IEC 8802-3 (IEC 61850-8-1:2011 Communication networks and systems for power utility automation - Part 8-1: Specific communication service mapping (SCSM) - Mappings to MMS (ISO 9506-1 and ISO 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3)
[5]	МЭК/TR 61850-90-5:2012	Сети и системы связи для автоматизации энергосистем общего пользования. Часть 90-5. Использование IEC 61850 для передачи информации синхрофазора согласно IEEE С37.118 (IEC/TR 61850-90-5:2012 Communication networks and systems for power utility automation - Part 90-5: Use of IEC 61850 to transmit synchrophasor information according to IEEE C37.118)
[6]	Федеральный закон от 26 июня 2008 г. N 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений"
[7]	МЭК 61850-9-2:2011	Сети и системы связи для автоматизации энергосистем общего пользования. Часть 9-2. Схема особого коммуникационного сервиса (SCSM). Значения выборок по ISO/IEC 8802-3 (IEC 61850-9-2:2011 Communication networks and systems for power utility automation - Part 9-2: Specific communication service mapping (SCSM) - Sampled values over ISO/IEC 8802-3)