WSN无线采集器技术规范书.doc

国家电网公司2010年科技项目坚强智能电网第二批试点工程项目鄞州农网智能化建设试点工程微功率无线采集器技术规范书 鄞 州 供 电 局2010年7月目 录1范围42规范性引用文件43术语和定义43.1微功率无线采集器43.2手持设备44技术要求44.1环境条件44.1.1参比温度及参比湿度54.1.2温湿度范围54.1.3大气压力54.2机械影响54.3工作电源54.3.1工作电源54.3.2额定值及允许偏差54.3.3功率消耗和发射功率54.3.4 杂散发射54.3.5失电数据和时钟保持54.3.6抗接地故障能力54.4结构54.5绝缘性能要求64.5.1绝缘电阻64.5.2绝缘强度64.5.3冲击电压64.6温升64.7功能要求64.7.1功能配置74.7.2采集器功能要求74.7.3 微功率无线通信单元84.7.4外壳及其防护性能94.7.5接线端子94.7.6天线94.7.7接线端子94.7.8电气间隙和爬电距离94.7.9加封印104.7.10金属部分的防腐蚀104.8采集数据可靠性104.8.1采集数据准确度104.8.2数据采集成功率104.9电磁兼容性要求104.10连续通电稳定性104.11可靠性指标114.12包装要求115 型式规范111范围本部分规定了微功率无线采集器的技术要求和性能指标。本部分适用于鄞州供电局电力用户用电信息采集系统中微功率无线采集器的检验、使用和验收。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。GB/T 42082008 外壳防护等级（IP代码）GB/T 154641995 仪器仪表包装通用技术条件GB/T 17215.2112006 交流电测量设备 通用要求 试验和试验条件 第11部分：测量设备GB/T 17215.321 交流电测量设备 特殊要求 第21部分 静止式有功电能表（1级和2级）GB/T 17215.322 交流电测量设备 特殊要求 第22部分 静止式有功电能表（0.2s级和0.5s级）GB/T 17215.323 交流电测量设备 特殊要求 第21部分 静止式无功电能表（2级和3级）GB/T 28292002 周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验）DL/T 5332007 电力负荷管理终端DL/T 614 多功能电能表 DL/T 645 多功能电能表通信规约DL/T 698.12009 电能信息采集与管理系统 第1部分：总则Q/GDW1292005 电力负荷管理系统通用技术条件Q/GDW1302005 电力负荷管理系统数据传输规约Q/GDW 3732009 电力用户用电信息采集系统 功能规范Q/GDW 374.32009 电力用户用电信息采集系统技术规范 第三部分：通信单元技术规范Q/GDW 375.32009 电力用户用电信息采集系统型式规范 第三部分：采集器型式规范Q/GDW 376.12009 电力用户用电信息采集系统通信协议 第一部分：主站与采集终端通信协议Q/GDW 376.22009 电力用户用电信息采集系统通信协议 第二部分：集中器本地通信模块接口协议Q/GDW 379.32009 电力用户用电信息采集系统检验技术规范 第三部分：集中抄表终端检验技术规范3术语和定义3.1微功率无线采集器 微功率无线采集器是用于采集多个电能表电能信息, 并可通过微功率无线通信单元与智能配变终端交换数据的设备，以下简称为采集器。3.2手持设备 手持设备（或称手持抄表终端）是指能够近距离直接与单台电能表、智能配变终端、采集器及计算机设备进行数据交换的设备。4技术要求4.1环境条件4.1.1参比温度及参比湿度参比温度为23C；参比湿度为4060。4.1.2温湿度范围终端设备正常运行的气候环境条件见表1。表1气候环境条件分类场所类型级别空气温度湿度范 围最大变化率/h相对湿度最大绝对湿度g/m3遮 蔽C1-5+450.559529C2-25+550.510100户 外C3-40+70135协议特定CXa 温度变化率取5 min 时间内平均值。b 相对湿度包括凝露。4.1.3大气压力63.0kPa108.0kPa（海拔4000m及以下），特殊要求除外。4.2机械影响终端设备应能承受正常运行及常规运输条件下的机械振动和冲击而不造成失效和损坏。机械振动强度要求：频率范围：10Hz150Hz；位移幅值：0.075mm（频率60Hz）；加速度幅值：10m/s2（频率60Hz）。4.3工作电源4.3.1工作电源采集器可使用单相或三相四线供电。三相四线供电时，在断一相或两相电压的条件下，交流电源应能维持和采集器正常工作和通信。4.3.2额定值及允许偏差工作电源额定电压：220V/380V，允许偏差-20+20；频率：50Hz，允许偏差-6+2。4.3.3功率消耗和发射功率在非通信状态下，采集器消耗的视在功率应不大于5VA、有功功率应不大于3W。发射功率不大于50毫瓦(注：应为线路板板载天线接口处功率)。4.3.4 杂散发射最大功率发射时杂散辐射限值： -36dBmm；待机或空闲状态的杂散辐射限值： -47dBm。4.3.5失电数据和时钟保持供电电源中断后，应有措施至少一个月内保持数据不丢失和内部时钟正常运行。电源恢复时，系统正常运行。采集器可选配该功能。4.3.6抗接地故障能力采集器电源由非有效接地系统或中性点不接地系统的三相四线配电网供电时，在接地故障及相对地产生10过电压的情况下，没有接地的两相对地电压将达到1.9倍的标称电压；在此情况下，终端不应出现损坏。供电恢复正常后，终端应正常工作，保存数据应无改变。4.4结构采集器的结构应符合Q/GDW 375.3-2009的结构要求。4.5绝缘性能要求4.5.1绝缘电阻采集器各电气回路对地和各电气回路之间的绝缘电阻要求如表2所示：表2绝 缘 电 阻额定绝缘电压V绝缘电阻M测试电压V正常条件湿热条件U6010225060U250102500U2501021000注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路采用U250V的要求。4.5.2绝缘强度电源回路、交流电量输入回路、输出回路各自对地和电气隔离的各回路之间以及输出继电器常开触点回路之间，应耐受如表3中规定的50Hz的交流电压，历时1min的绝缘强度试验。试验时不得出现击穿、闪络现象，泄漏电流应不大于5mA。表3试 验 电 压单位：V额定绝缘电压试验电压有效值额定绝缘电压试验电压有效值U60500125U250200060U1251500250U4002500注：输出继电器常开触点间的试验电压不低于1500V；对于交直流双电源供电的终端，交流电源和直流电源间的试验电压不低于2500V。4.5.3冲击电压电源回路、交流电量输入回路、输出回路各自对地和无电气联系的各回路之间，应耐受如表4中规定的冲击电压峰值，正负极性各5次。试验时应无破坏性放电（击穿跳火、闪络或绝缘击穿）现象。 表4冲击电压峰值单位：V额定绝缘电压试验电压有效值额定绝缘电压试验电压有效值U602000125U250500060U1255000250U4006000注：RS-485接口与电源回路间试验电压不低于4000V4.6温升在额定工作条件下，电路和绝缘体不应达到可能影响终端正常工作的温度。具有交流采样的终端每一电流线路通以额定最大电流，每一电压线路（以及那些通电周期比其热时间常数长的辅助电压线路）加载1.15倍参比电压，外表面的温升在环境温度为40时应不超过25K。4.7功能要求4.7.1功能配置微功率无线采集器的功能配置见表5。表5微功率无线采集器的功能配置序号项 目采集器必备选配1数据采集电能表数据采集状态量采集交流模拟量采集直流模拟量采集2数据管理和存储实时和当前数据历史日数据历史月数据重点用户采集电能表运行状况监测公变电能计量3参数设置和查询时钟召测和对时终端参数抄表参数其它（限值、预付费等）参数4事件记录重要事件记录一般事件记录5数据传输与主站（或智能配电终端）通信中继（路由）级联数据转发（通信转换）6本地功能运行状态指示本地维护接口本地扩展接口7终端维护自检自恢复终端初始化软件远程下载断点续传4.7.2采集器功能要求4.7.2.1数据采集采集器应能按智能配电终端设置的采集周期自动采集电能表数据。4.7.2.2数据存储采集器应能分类存储数据，形成总及各费率正向有功电能示值等历史日数据，保存重点用户电能表的最近24小时整点总有功电能数据。4.7.2.3参数设置和查询可远程查询或本地设置和查询下列参数：a）支持广播对时命令，对采集器时钟进行校时。b）支持设置和查询采集周期、电能表通信地址、通信协议等参数，并能自动识别和适应不同的通信速率。c）能依据智能配电终端下发或本地通信接口设置的表地址，自动生成电能表的表地址索引表。4.7.2.4事件记录采集器应能记录参数变更、抄表失败、终端停/上电等事件。4.7.2.5数据传输数据传输功能内容如下：a）可以与智能配电终端进行通信，接收并响应智能配电终端的命令，向智能配电终端传送数据。b）中继转发，采集器支持智能配电终端与其它采集器之间的通信中继转发。c）通信转换，采集器可转换上、下信道的通信方式和通信协议。4.7.2.6本地功能具有电源、工作状态、通信状态等指示。提供本地维护接口，支持手持设备通过红外通信口等本地维护接口设置参数和现场抄读电能量数据。本地参数设置和现场抄表应有权限和密码管理。4.7.2.7采集器维护4.7.2.7.1自检自恢复采集器应有自测试、自诊断功能，发现终端的部件工作异常应有记录。采集器应记录每日自恢复次数。4.7.2.7.2初始化采集器接收到主站下发的初始化命令后，分别对硬件、参数区、数据区进行初始化，参数区置为缺省值，数据区清零，控制解除。4.7.3 微功率无线通信单元 4.7.3.1 工作频率和发/收电性能按照微功率（短距离）无线电设备管理暂行规定，推荐表 6的工作频率及收/发电性能。表6 工作频率和收/发电性能工作频率MHz发射功率限值mW占用带宽kHz频率容差接收灵敏度dBm47051050200100*10-6-1204.7.3.2 杂散发射最大功率发射时杂散辐射限值： -36dBm；待机或空闲状态的杂散辐射限值： -47dBm。4.7.3.3 本地信道性能下列指标为微功率无线采集系统工程正式运行一年后的现场需达到的指标。表7 微功率无线采集系统工程指标序号指 标 名 称性 能 参 数1传输速率4.838.4Kbps2传输误码率10-53传输距离200m600m，空旷地可达1000m4一次采集成功率85%5周期采集成功率98%（周期为1天，采集日冻结数据）6集中器单点抄表时间5s7集中器轮询抄表时间10min（300个电表）8其它特殊指标要求（1）频率范围： 470510MHz； （2）发射功率：50mW。4.7.4外壳及其防护性能4.7.4.1机械强度采集器的机箱外壳应有足够的强度，外物撞击造成的变形应不影响其正常工作。4.7.4.2阻燃性能非金属外壳应符合GB/T 5169.11的阻燃要求。4.7.4.3外壳防护性能采集器外壳的防护性能应符合GB/T 4208规定的IP51级要求，即防尘和防滴水。4.7.5接线端子4.7.5.1一般要求采集器对外的连接线应经过接线端子，接线端子及其绝缘部件可以组成端子排。强电端子和弱电端子分开排列，具备有效的绝缘隔离。电流出线端子的结构应与截面为46mm2的引出线配合。其它出线端子的结构应与截面为1.52.5mm2的引出线配合。4.7.5.2绝缘强度端子排的绝缘强度应符合本部分4.5.2的要求。4.7.5.3阻燃性能端子排的阻燃性能应符合GB/T 5169.11的阻燃要求。4.7.6天线采用无线信道时，应保证在不打开采集器封印的情况下无法使天线由采集器上拔出或拆下。4.7.7接线端子金属的外壳和端子盖板以及终端正常工作中可能被接触的金属部分，应连接到独立的保护接地端子上。接地端子应有清楚的接地符号。接地端子的截面积应不小于20mm2。4.7.8电气间隙和爬电距离裸露的带电部分对地和对其它带电部分之间，以及出线端子螺钉对金属盖板之间应具有表8规定的最小电气间隙和爬电距离。对于工作在海拔高度2000m以上的终端的电气间隙应按GB/T 16935.1 的规定进行修正。表8最小电气间隙和爬电距离额定电压V电气间隙mm爬电距离mmU2511.525U602260U25034250U380454.7.9加封印采集器应能加封印：门应能加封印；机架式终端无门且小机箱为可抽出结构的，小机箱应能加封印，不拆除所加封印，小机箱应无法抽出。4.7.10金属部分的防腐蚀在正常运行条件下可能受到腐蚀或能生锈的金属部分，应有防锈、防腐的涂层或镀层。4.8采集数据可靠性4.8.1采集数据准确度智能配电终端直接或通过采集器采集电能表的数据时，智能配电终端采集的电能表累计电能量读数E应与电能表示值E0一致。4.8.2数据采集成功率采集器和一定数量的电能表组成一个数据采集网络。在试验条件下以0.5h的采集周期自动定时采集各电能表数据，运行时间7d，统计智能配电终端采集电能表数据的成功率应98。4.9电磁兼容性要求采集器应能承受传导的和辐射的电磁骚扰以及静电放电的影响，设备无损坏，并能正常工作。电磁兼容试验项目包括：电压暂降和短时中断