这个标准是 IEC 60870-2-1 的欧洲版本,它并不规定设备的具体功能或性能,而是定义了这些设备在电源和电磁兼容性(EMC) 方面需要承受的运行环境条件。
适用范围
该标准适用于电力系统或其他工业过程中使用的遥控终端设备(RTU)、主站系统(Master Station)以及相关的通信设备。其目的是确保这些设备在规定的电源条件和电磁环境下能够可靠运行。
核心内容详解
标准主要分为两大部分:
1. 电源条件
这部分规定了设备供电电源的特性及其允许的偏差。电力自动化设备通常安装在变电站等场所,这些地方的电源质量可能不稳定。因此,标准对电源的以下方面提出了要求:
额定电压: 例如 24V DC, 48V DC, 110V DC, 220V DC 或 110V/220V AC。
电压波动范围: 规定了电压在正常和极端情况下允许的偏差。例如,直流电源可能要求能在额定电压的80%到115%范围内正常工作。
纹波: 对直流电源中的交流成分(纹波)的大小进行限制。
中断和暂降: 考虑了电源短时中断或电压暂降的情况,设备应能承受而不丢失数据或产生误动作。
备用电源: 可能涉及对电池等备用电源的要求,确保在主电源故障时系统能继续运行。
2. 电磁兼容性(EMC)
这是标准的重点。由于电力自动化设备工作在电磁环境极其恶劣的变电站或电厂中(存在开关操作、雷击、故障电流等产生的强烈干扰),其EMC性能至关重要。标准规定了设备需要抵抗的电磁干扰类型和相应的测试等级。
2.1 抗扰度要求: 设备必须能在以下干扰下不降低性能或误动。
静电放电: 模拟人体或物体带电后对设备的放电。测试等级通常为 ±8 kV(接触放电)和 ±15 kV(空气放电)。
辐射电磁场: 设备抵抗来自无线电、手机等辐射干扰的能力。测试场强通常为 10 V/m。
电快速瞬变脉冲群: 模拟继电器、接触器开合时产生的密集脉冲干扰。对电源端口和I/O端口的测试电压有不同要求(如 ±2 kV 对电源线)。
浪涌: 模拟雷击或大设备开关引起的高压脉冲。这是变电站环境中的关键测试,线-地之间的测试等级可能高达 ±4 kV。
传导骚扰: 抵抗由电源线或信号线传入的高频干扰。
工频磁场: 抵抗由母线中的大电流产生的强磁场干扰。
2.2 发射要求: 限制设备自身产生的电磁干扰水平,确保它不会影响同一环境中的其他设备。
传导发射: 限制设备通过电源线发射的干扰电平。
辐射发射: 限制设备向空间辐射的干扰电平。
性能判据
在进行EMC抗扰度测试时,标准会根据设备的功能重要性定义不同的性能判据:
判据A: 测试时和测试后,设备性能正常,无任何性能降级。
判据B: 测试期间允许功能暂时降级或丧失,但测试后能自行恢复正常,存储数据不能丢失。
判据C: 允许功能丧失,但可通过复位操作恢复正常(例如设备因干扰重启)。
对于关键的遥控和保护设备,通常要求满足最严格的判据A。
重要说明:标准状态与替代
需要特别注意以下几点:
版本老旧: EN 60870-2-1:1996 是一个非常陈旧的标准。自1996年以来,EMC技术和测试方法已经有了长足的发展。
已被取代: 该标准已经被更新的标准所取代。在当前的工程项目和产品认证中,通常不再直接引用此版本。
现行标准: 目前更常引用的通用EMC标准是 EN 61000-6 系列(通用工业环境下的EMC标准)或针对电力自动化设备的特定产品标准,如 EN 61850-3(适用于基于网络通信的变电站自动化设备)。
IEC 60870-5 系列: 需要注意的是,IEC/EN 60870-2-X 系列主要规定运行条件,而设备的功能和协议则由 IEC/EN 60870-5 系列(如 IEC 60870-5-101, -103, -104 规约)来定义。这两个部分需要结合使用。
总结
EN 60870-2-1:1996 在其发布时期,为电力系统遥控设备在电源适应性和电磁兼容性方面提供了重要的环境条件和测试依据,旨在确保这些关键设备在恶劣的工业环境中能稳定可靠地工作。
然而,对于现在的应用而言,此标准主要具有历史参考价值。在进行新产品设计、系统集成或设备采购时,应优先考虑采用最新的、现行有效的EMC标准(如 EN 61000-6-2 和 EN 61000-6-4)以及相关的产品功能标准,以确保符合当前的技术要求和法规。