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1 NORME CEI INTERNATIONALE IEC INTERNATIONAL STAN DARD Première édition First edition Performances et essai des matériels de téléprotection des réseaux d'énergie électrique Deuxième partie: Systèmes à comparaison analogique Performance and testing of teleprotection equipment of power systems Part 2: Analogue comparison systems IEC 1993 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun any form or by any means, electronic or mechanical, procédé, électronique ou mécanique, y compris la photo- including photocopying and microfilm, without permission in copie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher. International Electrotechnical Commission 3, rue de Varembé Geneva, Switzerland Telefax: IEC web site http: //www.iec.ch IEC Commission Electrotechnique Internationale International Electrotechnical Commission Me ayhapoahai alektpotexhh4echan KOMHCCHA CODE PRIX fin/ PRICE CODE V V Pour prix, voir catalogue en vigueur For price, see current catalogue
2 CEI:1993 SOMMAIRE Pages AVANT- PROPOS 6 Articles SECTION 1: GÉNÉRALITÉS 1.1 Domaine d'application et objet Références normatives Conditions de service Conditions ambiantes Tension d'alimentation pour fonctionnement sur batterie Tension d'alimentation pour fonctionnement sur réseau alternatif Conditions de stockage Système de télécommunication utilisé 12 SECTION 2: TERMINOLOGIE SECTION 3: CARACTÉRISTIQUES DES DISPOSITIFS DE TÉLÉPROTECTION À COMPARAISON ANALOGIQUE 3.1 Configuration des dispositifs de téléprotection et de leurs interfaces Temps de fonctionnement du système de téléprotection (TA ou T0) Temps de fonctionnement du système de protection (TB ou Tp) 16 SECTION 4: PRESCRIPTIONS 4.1 Prescriptions générales applicables aux interfaces du matériel Isolement Niveau de tenue aux chocs Niveau de perturbation à haute fréquence Prescriptions spécifiques applicables à l'interface entre le matériel de protection et le matériel de téléprotection dans un système séparatif Prescriptions spécifiques à l'alimentation Variations d'alimentation Coupures Bruit réinjecté Inversion de polarité Prescriptions de fonctionnement Prescriptions globales de protection Surveillance et alarmes 28 SECTION 5: MÉTHODES APPLICABLES AU CONTRÔLE DES PERFORMANCES 5.1 Contrôle général d'interface du matériel Isolement Niveau de tenue aux chocs Essai de perturbation à haute fréquence 30
3 834-2 IEC:1993 _ 3 _ CONTENTS Page FOREWORD 7 Clause SECTION 1: GENERAL 1.1 Scope and object Normative references Service conditions Ambient conditions Supply voltage with battery operation Supply voltage with a.c. mains operation Storage conditions Telecommunication system used 13 SECTION 2: TERMINOLOGY SECTION 3: CHARACTERISTIC OF ANALOGUE COMPARISON TELEPROTECTION SCHEMES 3.1 Arrangement of teleprotection schemes and their associated inte rfaces Teleprotection operating time (TA or T0) Protection operating time (TB or Tp) 17 SECTION 4: REQUIREMENTS 4.1 General equipment inte rface requirements Insulation levels Impulse withstand level High frequency disturbance level Specific requirements for inte rface between separate protection equipment and teleprotection equipment Specific power supply requirements Power supply variations Interruptions Reflected noise Reverse polarity Operational requirements Overall protection requirements Monitoring and alarms 29 SECTION 5: METHODS FOR PERFORMANCE TESTING 5.1 General equipment inte rface tests Insulation tests Impulse withstand test High frequency disturbance test 31
4 CE1:1 993 Articles Pages 5.2 Contrôle spécifique à l'alimentation Variations d'alimentation Coupures Bruit réinjecté Inversion de polarité Contrôle de performances des systèmes de téléprotection Généralités Procédure Condition de référence Commande, surveillance et réglage du courant Application du bruit à la voie de téléprotection Fiabilité Sécurité Contrôle des fonctions d'alarme 50 Figures 52 ANNEXES A Types de systèmes de protection à comparaison analogique et dispositifs de téléprotection associés 68 B Modèle à voie symétrique binaire 74 C Bibliographie 76
5 834-2 IEC:1993 _ 5 _ Clause Page 5.2 Specific power supply tests Power supply variations Interruptions Reflected noise Reverse polarity Teleprotection system performance tests General Procedure Reference condition Current control, monitoring and settings Application of noise to teleprotection channel Dependability Security Checking alarm functions 51 Figures 53 ANNEXES A Types of analogue comparison protection systems and associated teleprotection schemes 69 B The binary symmetric channel (BSC) model 75 C Bibliography 77
6 CEI:1993 COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE PERFORMANCES ET ESSAI DES MATÉRIELS DE TÉLÉPROTECTION DES RÉSEAUX D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE Partie 2: Systèmes à comparaison analogique AVANT- PROPOS 1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations., 2) Les décisions ou accords officiels de la CEI en ce qui concerne les questions techniques, préparés par les comités d'études où sont représentés tous les Comités nationaux s'intéressant à ces questions, expriment dans la plus grande mesure possible un accord international sur les sujets examinés. 3) Ces décisions constituent des recommandations internationales publiées sous forme de normes, de rapports techniques ou de guides et agréées comme telles par les Comités nationaux. 4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière. La Norme internationale CEI a été établie par le comité d'études 57 de la CEI: Téléconduite, téléprotection et télécommunications connexes pour systèmes électriques de puissance. Le texte de cette norme est issu des documents suivants: DIS 57(BC)55 Rapport de vote 57(BC)64 Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant abouti à l'approbation de cette norme. La CEI 834 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général «Performances et essai des matériels de téléprotection des réseaux d'énergie électrique»: - Partie 1: 1988, Systèmes de commande à bande étroite - Partie 2: 1993, Systèmes à comparaison analogique. Les annexes A, B et C sont données uniquement à titre d'information.
7 834-2 IEC: INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION PERFORMANCE AND TESTING OF TELEPROTECTION EQUIPMENT OF POWER SYSTEMS Part 2: Analogue comparison systems FOREWORD 1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote international cooperation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two organizations. 2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters, prepared by technical committees on which all the National Committees having a special interest therein are represented, express, as nearly as possible, an international consensus of opinion on the subjects dealt with. 3) They have the form of recommendations for international use published in the form of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense. 4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly indicated in the latter. International Standard IEC has been prepared by IEC technical committee 57: Telecontrol, teleprotection and associated telecommmunications for electric power systems. The text of this standard is based on the following documents: DIS 57(CO)55 Report on Voting 57(CO)64 Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the repo rt on voting indicated in the above table. IEC 834 consists of the following pa rts, under the general title "Pe rformance and testing of teleprotection equipment of power systems": - Part 1: 1988, Narrow-band command systems - Part 2: 1993, Analogue comparison systems. Annexes A, B and C are for information only.
8 CEI:1993 PERFORMANCES ET ESSAI DES MATÉRIELS DE TÉLÉPROTECTION DES RÉSEAUX D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE Partie 2: Systèmes à comparaison analogique 1.1 Domaine d'application et objet SECTION 1: GÉNÉRALITÉS La présente partie de la CEI 834 s'applique aux systèmes de téléprotection à bande étroite et à bande large utilisés pour transmettre les informations analogiques relatives aux quantités essentielles telles que la phase ou la phase et l'amplitude. Les matériels de téléprotection peuvent être soit séparés, soit intégrés au matériel de protection ou au matériel de télécommunication dans un ensemble unique. Les systèmes à bande étroite sont des systèmes fonctionnant avec une largeur de bande maximale de 4 khz (dans chaque sens de transmission). Les systèmes à bande large sont des systèmes dont la largeur de bande dépasse 4 khz (dans chaque sens de transmission). Les systèmes de commande à bande large ne sont pas traités dans la présente norme. Cette partie de la CEI 834 a pour objet d'établir des prescriptions de performance, de proposer des méthodes d'essai applicables aux matériels analogiques de téléprotection, nécessaires aux dispositifs de protection des réseaux d'énergie, et de donner la terminologie s'y rapportant. Les informations transmises et comparées, notamment la phase ou la phase et l'amplitude, peuvent être exprimées sous forme analogique ou numérique. En plus des alimentations et des interfaces du matériel de téléprotection, les performances du matériel de téléprotection seront essayées conjointement à celles du matériel de protection. Il convient que tous les essais soient considérés comme des essais de type (voir la CEI 50(151)). 1.2 Références normatives Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 834. Au moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document normatif est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie de la CEI 834 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'iso possèdent le registre des Normes internationales en vigueur. CEI 50(151): 1978, Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) Chapitre 151: Dispositifs électriques et magnétiques
9 834-2 IEC: PERFORMANCE AND TESTING OF TELEPROTECTION EQUIPMENT OF POWER SYSTEMS Part 2: Analogue comparison systems 1.1 Scope and object SECTION 1: GENERAL This pa rt of IEC 834 applies to narrowband and wideband teleprotection systems used to convey analogue information about the primary quantities such as phase or phase and amplitude. The teleprotection equipment can either be separate or integrated in one unit with the protection equipment or the telecommunication equipment. Narrow-band systems include systems operating within a 4 khz band (for each direction of transmission). Wide-band systems include systems occupying more than 4 khz bandwidth (for each direction of transmission). Broad-band command systems are not dealt with in this standard. The object of this part of IEC 834 is to establish pe rformance requirements and recommended testing methods for analogue comparison teleprotection equipments used in connection with power network protection systems and to define the associated terminology. The information conveyed and compared such as phase or phase and amplitude quantities can be in analogue or digital form. In addition to the power supply and the inte rf aces belonging to the teleprotection equipment, the pe rformance of the teleprotection equipment in conjunction with the protection equipment shall be tested. All the tests should be considered as type tests (see IEC 50(151)). 1.2 Normative references The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this part of IEC 834. At the time of publication, the editions indicated were valid. All normative documents are subject to revision, and pa rties to agreements based on this part of IEC 834 are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards. IEC 50(151): 1978, International Electrotechnical Vocabulary (lev) Chapter 151: Electrical and magnetic devices
10 CEI:1993 CEI 255-4: 1976, Relais électriques - Quatrième partie: Relais de mesure à une seule grandeur d'alimentation d'entrée à temps dépendant spécifié CEI 255-5: 1977, Relais électriques - Cinquième partie: Essais d'isolement des relais électriques CEI 255-6: 1988, Relais électriques - Sixième partie: Relais de mesure et dispositifs de protection CEI : 1988, Relais électriques - Vingt-deuxième partie: Essais d'influence électrique concernant les relais de mesure et dispositifs de protection - Section un: Essais à l'onde oscillatoire amortie à 1 MHz CEI 834-1: 1988, Performances et essai des matériels de téléprotection des réseaux d'énergie électrique - Première partie: Systèmes de commande à bande étroite Recommandation V.11 du CCITT: 1976, Caractéristiques électriques des circuits de jonction symétriques en double courant pour application générale aux équipements à circuits intégrés dans le domaine des transmissions de données. Livres rouges du CCITT, tome VIII - fascicule VIII.1, 1985 Recommandation V.28 du CCITT: 1972, Caractéristiques électriques des circuits de jonction dissymétriques pour transmission par double courant. Livres rouges du CCITT, tome VIII - fascicule VIII.1, 1985 Recommandation G.703 du CCITT: 1972, Caractéristiques physiques et électriques des jonctions. Livres rouges du CCITT, tome Ill - fascicule 111.3, 1985 CIGRÉ SC 34 et 35 - WG 05: 1987, Systèmes de protection utilisant les télécommunications CIGRÉ SC 35: 1979, Guide sur les courants porteurs d'énergie
11 834-2 IEC: IEC 255-4: 1976, Electrical relays - Pa rt 4: Single input energizing quantity measuring relays with dependent specified time IEC 255-5: 1977, Electrical relays - Part 5: Insulation tests for electrical relays IEC 255-6: 1988, Electrical relays - Part 6: Measuring relays and protection equipment IEC : 1988, Electrical relays - Pa rt 22: Electrical disturbance tests for measuring relays and protection equipment - Section 1: 1 MHz burst disturbance tests IEC 834-1: 1988, Performance and testing of teleprotection equipment of power systems - Part 1: Narrow-band command systems CCITT Recommendation V.11: 1976, Electrical characteristics for balanced double-current interchange circuit for general use with integrated circuit equipment in the field of data communications. CCITT Red Book, volume VIII - fascicle VI11.1, 1985 CCITT Recommendation V.28: 1972, Electrical characteristics for unbalanced doublecurrent interchange circuits. CCITT Red Book, volume VIII - fascicle VIII.1, 1985 CCITT Recommendation G.703: 1972, Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces. CCITT Red Book, volume Ill - fascicle 111.3, 1985 CIGRÉ SC 34 and 35 - WG 05: 1987, Protection systems using telecommunication CIGRÉ SC 35: 1979, Guide on power line carrier