模块 01 · 基础与体系
英国与 IEC 标准体系基础 · 必读
二次设计不是"想怎么画就怎么画"。在英国做电厂/变电站二次设计，你的每一张图、每一个整定都要落在标准与法规上。本模块帮你建立"标准地图"，知道该查哪本、谁听谁的。
实景照片
实景：一座配电站（变压器 + 开关柜）——二次系统设计服务的真实对象，标准正是为约束这类工程而生。
照片来源：Wikimedia Commons · Ziko / CC BY-SA 4.0
1 为什么必须先懂标准？
二次设计交付物最终要过业主、DNO（配电网络运营商）/ 输电公司、审图机构、调试工程师的眼睛。他们判断"对不对"，依据的正是标准与法规。标准告诉你：
- 安全底线在哪（触电、电弧、防火）；
- 技术做法如何统一（符号、标号、计算方法）；
- 并网要满足什么（G99 接口保护、故障穿越）；
- 不同厂家设备如何互操作（IEC 61850）。
关键认知在英国，法规（Regulations）是强制的，标准（Standards）通常是"符合法规的技术路径"。做到标准 = 推定符合法规（所谓"符合标准即合规" presumption of conformity）。
2 标准的层级：从法律到图纸
图：约束力自上而下递减，具体程度自下而上递增
你日常打交道最多的是第 ③ 层标准和第 ④ 层工程规范。但记住：标准和规范的存在，是为了满足第 ① 层法律的安全义务。
3 二次设计必须知道的文件
① 安全生产法与电气作业法规
Electricity at Work Regulations 1989 (EWR) —— 英国电气安全的"母法"。核心是第 4 条："所有电气系统（包括设备）在其使用中须做到：不危及人员（无论是否合格人员）安全"。二次设计的绝缘、隔离、联锁、标识，本质上都是在落实它。
Health and Safety at Work etc. Act 1974 (HSWA) —— 总体职业健康安全法，EWR 是其下的具体规程。另需注意 CDM 2015（施工设计管理规程）：要求设计阶段就考虑施工与运维安全（比如防误入带电间隔）。
② 高压装置安全设计
BS EN IEC 61936-1:2021 (+A11:2025，2026‑01‑05 发布) —— 交流 1 kV 以上电力装置的安全要求（间隙、绝缘水平、接地、防火、布置间距）。取代 2010 版，是 HV 装置设计的总纲，二次布置不能违反它的间距与分隔要求。英国还常配合 BS EN 50522（接地）、BS 7430:2011+A1:2015（接地实施规范）共同使用。
BS EN 50522:2022+A1:2024 —— 1 kV 以上装置接地（现行：2022 版 + A1:2024 修订，2023 年在英国发布，取代 2010 版）。规定接触电压/跨步电压安全限值、接地网设计与热稳定计算、与防雷/低压系统的协调。二次设计要配合主接地网（详见模块 09）。
③ 发电并网与电能质量（英国特色 · 重点）
ESQCR 2002（Electricity Safety, Quality and Continuity Regs，电气安全·质量·连续性规程）—— 法定框架，是 G98/G99/G100 等并网规范的法律基础：规定供电连续性、电压/频率质量与并网技术门槛。
ENA EREC G98 —— 适用于单相 ≤16 A（≤3.68 kW）/ 三相 ≤16 A/相（≤11.04 kW）的小型发电/储能，仅需通知（notification） DNO 即可，不强制完整并网申请。
ENA EREC G99 —— 2019 年取代 G59/G83，规范超过 16 A/相的发电/储能电站接入英国配电网。核心：接口保护（Interface Protection）必须"故障安全（fail-safe）"——继电器失电时断路器必须跳闸；按容量/电压分 Type A/B/C/D；整定须与 CT/VT 比值、继电器配合；现行 Issue 1 Amdt 6（2022–23）。这是电厂二次设计的"并网门槛"。
ENA EREC G100 —— 客户侧输出/输入限制方案（CLS, Curtailment / Export Limitation），用于约束上网功率或配合 G99 接口保护，避免配网过载或电压越限。
ENA EREC G5/5、G5、P28、G12 —— 电能质量与配网协调：G5/5 规定谐波电压规划水平；G5 约束电压变动；P28 约束电压阶跃变化（voltage step change）。G12 规定 PME（Protective Multiple Earthing） / CNE（Common Neutral Earth），涉及配网中性点接地与共用中性线的协调（详见模块 09）。
G99 接口保护默认整定（设计必填项）
| 保护功能 | 动作门槛 | 跳闸延时 |
|---|---|---|
| 欠压 UV1 | < 0.87 pu | 2.5 s |
| 欠压 UV2 | < 0.80 pu | 0.5 s |
| 过压 OV1 | > 1.10 pu | 1.0 s |
| 过压 OV2 | > 1.14 pu | 0.5 s |
| 欠频 UF | < 47.5 Hz | 20 s |
| 过频 OF | > 52.0 Hz | 0.5 s |
| 频率变化率 ROCOF | 1.0 Hz/s | 0.5 s |
| 失步/脱网 LoM | 被动判据 + ROCOF | 按设置 |
注意以上是 G99 的默认整定；DNO 会因电网强度（短路水平）要求更严或更宽。旧 G59 的 ROCOF 仅 0.125 Hz/s，G99 提高到 1.0 Hz/s，矢量偏移（vector shift）判据基本已淘汰。自 2025 年 9 月 1 日起，英国所有非居民发电站点须满足新的失步保护（LoM）规则。英国六大 DNO：UKPN、National Grid Electricity Distribution（原 WPD）、Electricity North West、Northern Powergrid、SP Energy Networks、SSE/SHEPD。
ENA TS 41-24（Issue 2, 2018）—— 变电站主接地系统的设计、安装、测试与维护技术规格，与 BS EN 50522、BS 7430 协同（做接地与保护配合时引用）；ENA S34 用于评估接地电位升（EPR），见模块 09。
④ 二次专业核心技术标准（多为 IEC 采标为 BS EN）
IEC 61850 —— 变电站通信与自动化（站控/间隔/过程三层、GOOSE/SV/MMS）。现代数字变电站的"普通话"。
IEC 61869 —— 电流互感器/电压互感器（已取代旧版 IEC 60044）：-1 通用、-2 CT、-3 VT；精度与试验的权威依据（见模块 05）。
IEC 60255 —— 量度继电器与保护设备（整定、性能）。
IEC 60870-5-101/104 —— 远动/SCADA 通信协议（104 走 TCP/IP）。
IEC 62305 —— 防雷保护。
BS 7671（IEC Wiring Regs） —— 低压（<1kV）布线规则，用于厂用辅助、直流、控制回路的 LV 部分。
BS 7430:2011+A1:2015 —— 保护接地的实施规范（Code of Practice）；BS 6626 开关柜维护（1–36kV）；BS EN 50110-1 电气操作；BS EN 60076-1 电力变压器。另见 HSG 230 / HSG 47 / HSR 25 等 HSE 安全导则。
IEC 61869 —— 电流互感器/电压互感器（已取代旧版 IEC 60044）：-1 通用、-2 CT、-3 VT；精度与试验的权威依据（见模块 05）。
IEC 60255 —— 量度继电器与保护设备（整定、性能）。
IEC 60870-5-101/104 —— 远动/SCADA 通信协议（104 走 TCP/IP）。
IEC 62305 —— 防雷保护。
BS 7671（IEC Wiring Regs） —— 低压（<1kV）布线规则，用于厂用辅助、直流、控制回路的 LV 部分。
BS 7430:2011+A1:2015 —— 保护接地的实施规范（Code of Practice）；BS 6626 开关柜维护（1–36kV）；BS EN 50110-1 电气操作；BS EN 60076-1 电力变压器。另见 HSG 230 / HSG 47 / HSR 25 等 HSE 安全导则。
类比把标准想成"菜谱"：EWR 是"不能毒死人"的法律底线；BS EN 61936 是"火候与安全操作"；IEC 61850 是"用同一种语言报菜名"；G99 是"本餐厅（电网）准入规则"。照做，菜才上得了桌。
4 二次设计常用标准速查表
| 主题 | 标准/文件 | 对二次设计意味着什么 |
|---|---|---|
| 电气安全（强制） | Electricity at Work Regs 1989 | 绝缘、隔离、联锁、标识的设计义务 |
| 施工/运维安全 | CDM 2015 | 设计阶段考虑可施工、可维护、防误入 |
| 并网法律框架 | ESQCR 2002 | 供电连续性、电压/频率质量（G98/G99/G100 的法律基础） |
| HV 装置安全 | BS EN IEC 61936-1:2021 | 间距、绝缘水平、布置分隔（取代 2010 版） |
| 接地 | BS EN 50522 | 接触/跨步电压限值、热稳定、协调 |
| 接地实施规范 | BS 7430:2011+A1:2015 | 保护接地的设计/测试/维护做法 |
| 并网·大型（发电） | ENA EREC G99 | 接口保护 fail-safe、整定、Type 分级（>16A/相） |
| 并网·小型 | ENA EREC G98 | ≤16A/相，仅需通知 DNO |
| 限制方案 | ENA EREC G100 | 输出/输入限制 CLS，配合 G99 |
| 谐波/电压变动 | ENA EREC G5/5 · G5 · P28 | 注入谐波/电压变动/阶跃限值 |
| PME/CNE 协调 | ENA EREC G12 | 配网中性点接地与共用中性线协调 |
| 变电站自动化 | IEC 61850 | 三层架构、GOOSE/SV/MMS、互操作 |
| 继电保护 | IEC 60255 | 继电器性能与整定 |
| 互感器 | IEC 61869 | CT/VT 精度与试验（取代 IEC 60044） |
| 远动 | IEC 60870-5-104 | 调度通信 |
| 低压布线 | BS 7671 | 厂用 LV、控制、直流回路 |
| 开关柜/操作/变压器 | BS 6626 · BS EN 50110-1 · BS EN 60076-1 | 维护、操作、变压器 |
提醒标准会修订（如 BS EN 50522 的 2022+A1:2024、G99 周期性更新）。永远以"现行有效版本 + 项目业主要求"为准。本网站是学习框架，不能替代官方原文。
✍️ 主动回忆 · 自测
🧠 主动回忆 1
在英国，规范发电机/储能电站接入配电网（含接口保护 fail-safe 要求）的关键标准是？
A ENA EREC G99
B BS 7671
C IEC 62305
D CDM 2015
解析：G99（2019 取代 G59）专门规范发电/储电站并网，核心包含接口保护的故障安全要求。BS 7671 是低压布线，IEC 62305 是防雷，CDM 是施工设计管理。
🧠 主动回忆 2
"符合标准即合规"（presumption of conformity）这句话的意思是？
A 标准是法律，必须遵守
B 满足相关标准，可推定为满足了法规的安全要求
C 标准比法规约束力更强
D 只要有标准就不用看法规
解析：法规是强制的、标准是其技术路径。做到恰当的标准，通常即推定符合法规的安全义务——但前提是用对了、现行有效的标准，且项目无特殊要求。
🧠 主动回忆 3
变电站接地设计（接触/跨步电压、热稳定）主要依据哪本？
A IEC 61850
B BS EN 61936-1（仅）
C BS EN 50522
D G99
解析：BS EN 50522:2022+A1:2024 专门规定 1kV 以上装置接地的接触/跨步电压限值与热稳定设计。61936 涉及接地但不如 50522 专门。
🧠 主动回忆 4
英国发电并网中，G98 与 G99 的分界线是什么？
A 并网电流是否超过 16 A/相（G98≤16A/相通知即可，G99>16A/相需完整申请）
B 电压等级是否超过 11 kV
C 是否使用 IEC 61850
D 是否有直流系统
解析：G98 适用于单相≤16A（≤3.68kW）/三相≤16A/相（≤11.04kW）的小型发电，仅需通知 DNO；超过 16A/相则进入 G99，需完整并网申请与接口保护。这是英国并网的两个最基本门槛。
本模块关键英文术语 (Key English terms)
EAWR 1989 电气作业法规 · CDM 2015 施工设计管理 · ESQCR 2002 电气安全法规 · BS EN IEC 61936-1 HV 装置安全 · BS EN 50522 接地 · ENA EREC G98/G99/G100 并网 · G5/5 谐波 · IEC 61850 通信 · IEC 60255 保护 · BS 7671 布线规则 · BS 7430 接地规范 · ENA TS 41-24 / S34 / G12 主接地/EPR/PME
电气二次设计学堂 · 模块 01 · 依据英国与 IEC 标准编制 · 仅供学习参考