智能电能表技术规范.ppt

单相智能电能表技术要求,概述,Hexing Electrical, Email:,内容,二,三,一,一、单相智能电能表的技术要求,Hexing Electrical, Email:,1、规格要求 2、机械性能要求 3、适应环境要求 4、功能要求(略） 4、电气性能要求 6、准确度要求 7、一致性要求 8、载波通信模块要求 9、电磁兼容性,10、软件要求,Hexing Electrical, Email:,准确度等级：有功 2 级； 参比电压： 220V ； 参比电流：电能表采用直接接入方式，其基本电流为 5A 、 10A 、20A ；采用经互感器 接入方式，其额定电流为 1.5A 。 最大电流宜在参比电流的 4 倍及以上。,一、单相智能电能表的技术要求,1、规格要求,2、机械性能要求,电能表的机械和结构要求除应符合国家电网公司单相智能电能表型式规范的规定 外 ，对电能表的防尘和防水试验、弹簧锤试验、冲击试验、振动试 验 、耐热和阻燃试验应符合 GB/T 17215.211 2006 的规定。每项机械性能试验后，电能表应正常工作，无信息改变。还应满足下列要求：,Hexing Electrical, Email:,（1）通用要求 电能表的设计和结构应能保证在额定条件下使用时不引起任何危险。,单相智能电能表的技术要求,（2） 表壳 电能表应有能实施封印的表壳，只有破坏封印后才能触及表内部件。,1） 表盖 密封防尘并有一定的强度，由能抗变形、抗腐蚀、抗老化及透明度高的阻燃、环保材 料制成。,2）端子盖、端子座、表座 应使用绝缘、阻燃、防紫外线的材料制成，具有不燃性。,（3）通信接口 a ） 具有接触或调制型红外接口、 RS485 通信接口；各通信接口的物理层必须独立， 一个通信接口的损坏不应影响其它接口。 b ） 通信波特率可设置，标准速率为 1200bps 、 2400bps 、 4800bps 、 9600bps ； RS4 85接口设计的缺省波特率为 2400bps ；调制式红外通信接口的缺省波特率为 1200 bps 。 c ） 电能表通信协议应符合 DL/T 645 2007 及其备案文件。 d ） 红外通信接口通信距离： 5m ，通信角度：在中轴线的正上方、左面、右面 | | 30 ，在中轴线的正下方， | | 45 。 e ） RS485 通信接口抗干扰性能应符合 DL/T 614 2007 的要求。 f ） RS485 通信接口或载波模块应与电能表内部电路实行有效的电气隔离，应有失效 保护措施。 g ） 采用载波方式通信的单相电能表，载波模块接口与 RS485 接口物理层相互独立，一个通信接口的损坏不得影响其它通信接口正常工作。,载波模块支持热插拔。CPU 卡和射频卡有费率表文件，无时段表文件。电能表只支持通过 RS485 接口、红外接口和载波接口采用密文加 MAC 方式经 ESAM 认证后设置时段。,单相智能电能表的技术要求,（4）铭牌 标志应清晰，能防紫外线辐射，不褪色，并符合 GB/T17215.321 2008 的要求，条码应符合 Q/GDW 205 2008 的要求。,单相智能电能表的技术要求,（5）按键 电能表 应 设 置 两类按键 ，即 显示键和编程键。按键等应灵活可靠，无卡死或接触不良 现象，各部件应紧固无松动 ； 编程键应能施加封印，防止非授权人操作。,（6）插口 固态介质的插口应防尘、防水。 防尘应满足 GB 4208 中规定的 IP5X 防护等级要求；对防水要求，户内满IPXl 防护等级，户外表应满足 IPX4 防护等级。,（7）卡座 IC 卡在卡座中连续插拔 20 次后，卡片及触点应无划裂，并能用该卡座正 常读写。 电能表在正常工作条件下，将金属片插入卡座， 5min 后拔出，电能表应能正常工作，内存数据不丢失。,单相智能电能表的技术要求,1 ）触点压力 卡座读写头触点对 IC 卡的每一个触点的压力应小于 0.6N ；插拔操作不应损坏 IC 卡或集 成电路，或使 IC 卡产生划痕。 2） 接触电阻 清洁的 IC 卡与卡座触点的接触电阻应不大于 100 毫欧。 3 ）短路保护 卡座应能承受触间短路的能力；不论短路时间长短，短路触点数量多少，均不应损坏 卡座或引起功能上的改变。 4 ）电源通断保护 已插入 IC 卡的卡座出现突然通断电现象时，接触触点上不应出现引起卡误操作的信号。 5 ）工作寿命 在规定的使用条件下，卡座应能承受不小于 2 万次的 IC 卡插拔操作。,单相智能电能表的技术要求,（8 ）负荷开关 负荷开关可采用内置或外置方式，当采用内置负荷开关时电能表最大电流不宜超过 60A 。 采用内置负荷开关时，开关操作时应有消弧措施（硬件或软件），其出口回路应有防 误动作和便于现场测试的安全措施。在通、断上述电流的条件下，负荷开关的寿命不应小于 6 000次。在电能表电压线路施加参比电压，电流线路通过 1.2I max 的条件下，进行 10 次开关通断 试验；试验后，电能表应能正常工作；当在电能表电压线路上施加 70 120 的参比电压时 ，负荷开关应能正常工作。 采用外置负荷开关（选择相应常开和常闭方式）时，电能表应输出一组开关信号，开关节点容量为交流 250V 、 2A 。正常工作时，输出的开关信号应维持负荷开关合闸，允许用户用电；当满足控制条件时， 输出的开关信号应驱动外置负荷开关动作，中断供电。 负荷开关无论内置、外置，用户购电成功后都须通过本地方式由用户自行合闸。,单相智能电能表的技术要求,用户购电成功后的合闸方式有两种。当采用外置负荷开关时，用户进行手动合闸，跳闸指示灯熄灭。 当 使用内置负荷开关时，若为本地费控电能表（ CPU 卡或射频卡），用 户进行插卡合闸，跳闸指示灯熄灭；或为远程费控电能表，用户按下轮显键 3 秒后，电能表自动合闸，跳闸指示灯熄灭。,单相智能电能表的技术要求,（ 9 ）封印 电能表应有施加两个封印的位置。新出厂的电能表，两个封印都应完整；封印具有一 次性防撬和防伪功能，并有生产厂家的标识。 （ 10 ）接线图 电能表应采用激光蚀刻等非粘贴性方式在端子盖内侧刻印电能表电压接线端子、电流 接线端子、辅助接线端子的接线图；接线图应清晰、永久不脱落。 （ 11） 表内配件 表内所有元器件均应经过防锈蚀、防氧化处理；内部连接线路如采用插接方式时，接插应 紧固、牢靠。 （ 12 ）包装 应按照 GB/T 15464 1995 的要求进行产品包装。 （13） 电池 应采用绿色环保锂电池，电池容量 1.2Ah ，在电能表寿命周期内无需更换，断电后可 维持内部时钟正确工作时间累计不少于 5 年。电池电压不足时，电能表应自动提示、报警。不要求支持停电抄表。,单相智能电能表的技术要求,电能表的高温试验、低温试验、交变湿热试验、阳光辐射防护试验应符合 GB/T17215.211 2006 的规定；每项气候影响试验后，电能表应无损坏，无信息改变并能正确地工作。 （1） 温度范围 规定工作温度范围为 25 60 ；工作极限温度范围为 40 70 ；贮存和 运输极限温度范围为 40 70 。需求单位可根据实际使用情况对温度范围提出特殊要求。,3、适应环境要求,湿度范围,（2）湿度范围,（3）大气压力 63.0kPa 106.0kPa （海拔 4000m 及以下），特殊订货要求除外。,单相智能电能表的技术要求,4、功能要求,（1） 计量功能 a ） 具有正向有功电能、反向有功电能计量功能，能存储其数据，并可以据此设置组 合有功。 b ） 具有分时计量功能，有功电能量按相应的时段分别累计、存储总、尖峰、平、 谷电能量。 c ） 至少存储上 12 个月的总电能和各费率电能量；数据存储分界时刻为月末 24 时， 或在每月 1 号至 28 号内的整点时刻。,（2） 费控功能 费控功能的实现分为本地和远程两种方式：本地方式通过 CPU 卡、射频卡等固态介质 实现，远程方式通过载波等虚拟介质和远程售电系统实现。,单相智能电能表的技术要求,1）本地费在电能表内进行电费实时计算，其主要功能包括 a ） 当剩余金额小于或等于设定的报警金额时，电能表应能以声、光或其他方式提醒 用户；透支金额应实时记录，当透支金额低于设定的透支门限金额时，电能表应发出断电信 号 ，控制负荷开关中断供电；当电能表接收到有效的续交电费信息后，应首先扣除透支金额， 当剩余金额大于设定值（默认为零）时，方可通过远程或本地方式使电能表处于允许合闸状 态 ，由人工 本地 恢复供电。 b ） 剩余金额不能超过设计允许的电能表最大储值金额；最大储值金额由电能表显示 位数决定。 c ） 电能表的预存电费金额应能与表内的剩余金额进行准确迭加，并能将剩余金额、 电能表用电参数等信息返写至固态介质。 d ） 电能表不应接受非指定介质输入的任何信息。当使用非指定介质或进行非法操作 时 ，电能表应能进行有效防护；在非指定介质或非法操作撤销后，电能表应能正常工作且数据 不丢失。,单相智能电能表的技术要求,2）远程费控电能表 电费计算在远程售电系统中完成，表内不存储、显示与电费、电价相关信息。电能表 接收远程售电系统下发的拉闸、允许合闸、 ESAM 数据抄读指令时，需通过严格的密码验证及安全认证。 在保证安全的情况下，可通过虚拟介质对电能表内的用电参数进行设置；不提倡通过 载波通信信道实现费率时段表、电价方案等用电参数的远程预置。,（ 3 ）安全认证加密要求 通过固态介质或虚拟介质对电能表进行参数设置、预存电费、信息返写和下发远程控制命令操作时，需通过严格的密码验证或 ESAM 模块等安全认证，以确保数据传输安全可靠。 ESAM 模块的加密算法应符合国家密码管理的有关政策，推荐使用 SM1 算法。电能表在全性能试验或验收试验时，应通过系统内有资质的检测机构对电能表数据传输进行安全认证 检查，检查依据智能电能表信息交换安全认证技术规范。,单相智能电能表的技术要求,e ） 电能表应能接受按正确程序补发的新卡（ CPU 卡或射频卡），并拒绝原卡。 f ） 购电卡插入电能表后 3s 内，应完成相应的读写操作。 g ） 通过固态介质对电能表进行参数设置（开户卡，不需编程开关配合）、预存电费、信息返写、 ESAM 数据抄读和 下远程控制命令操作时，需通过严格的密码验证及安全认证，除用户购电信息外的其他用 电参数设置还应通过编程键和编程密码验证使电能表处于编程允许状态下方可进行。 h ） 在保证安全的情况下，可通过虚拟介质对电能表内的用电参数进行设置；不提倡 通过载波通信信道实现费率时段表、电价方案等用电参数的远程预置。,（3） 测量及监测 能测量、记录、显示当前电能表的电压、电流（包括零线电流）、功率、功率因数等 运行参数。测量误差（引用误差）不超过 1 。,单相智能电能表的技术要求,（4）事件记录 a ） 永久记录电能表清零事件的发生时刻及清零时的电能量数据。 b ） 应记录编程总次数，最近 10 次编程的时刻、操作者代码、编程项的数据标识。 c ） 应记录校时总次数（不包含广播校时），最近 10 次校时的时刻、操作者代码。 d ） 应记录掉电的总次数，最近 10 次掉电发生及结束的时刻。 e ） 应记录最近 10 次远程控制拉闸和最近 10 次远程控制合闸事件，记录拉、合闸事 件发生时刻和电能量等数据。 f ） 应记录开表盖总次数，最近 10 次开表盖事件的发生、结束时刻。,本地费控电能表电表清零必须在编程开关配合下，同时在公钥状态下，用参数预置卡 进行电表清零。清除电表原来数据（不包括清零事件），把参数预置卡中的参数设置到电表 内。，本地费控电能表不 支持远程清零功能。,单相智能电能表的技术要求,（5） 费率、时段及电价方案 具有两套费率时段表，可在约定的时刻自动转换；每套费率应至少支持 4 个费率。 应具有日历、时钟，全年应至少可设置 2 个时区，在 24h 内至少可以任意编程 8 个时段；时段的最小间隔为 15min ；时段可跨越零点设置。 具有两套电价方案，可在约定的时刻或达到约定的用电量水平时自动转换。 应支持通过红外、 RS485 通信接口修改费率表、时段表及电价方案，并应有防止非授 权人操作的安全措施。 支持通过授权的 CPU 卡和射频卡修改费率表、时段表及电价方案。 不提倡采用载波通信方式修改设置费率表、时段表、电价方案等电表参数。,（6）报警功能 当出现下列故障或报警项时， LCD 应立即停留在该代码上或报警提示，且背光灯持续 点亮； a ） 当剩余电费小于报警电费时，提示 “ 请购电 ” ； b ） 当电能表出现故障时，显示出错信息码（用 Err- 表示）： 1 ） Err 01 控制回路错误； 2 ） Err 02 ESAM 错误； 3 ） Err 04 时钟电池电压低； 4 ） Err 08 时钟故障； 5 ） Err 10 认证错误； 6 ） Err 16 修改密钥错误。 对于远程费控电能表，由系统主站进行电费计算，当剩余电费小于报警电费时，下发 提示命令 “ 请购电 ” 。,单相智能电能表的技术要求,（8）冻结功能（略）,单相智能电能表的技术要求,（9）计时功能（略）,（10）脉冲输出（略）,（7）显示功能（略）,5、电气性能要求,（1）功耗 1）电压线路 在参比电压、参比温度和参比频率下，电能表电压线路的有功功率和视在功率消耗在 非通信状态下不应大于 1.5W 、 10VA ；在通信状态下不应大于 3W 、 12VA 。 2） 电流线路 在基本电流、参比温度和参比频率下，电能表电流线路的视在功率消耗不应大于 1VA 。,单相智能电能表的技术要求,（2）交流电压 电能表应能承受 规定的 交流耐压试验。 试验电压应近似正弦波，频率在 45Hz 和 65Hz 之间，施加 1min 。电源容量至少应为 500 VA 。试验中不应发生闪络、火花放电和击穿现象。 在对地电压试验中，参比电压等于或低于 40V 的辅助线路应接地。 所有试验均应在装上表壳和端子盖情况下进行试验。,单相智能电能表的技术要求,（3）脉冲电压 电能表应能承受规定的脉冲电压试验，且应满足 GB/T 17215.211 2006 中的要求。,6、准确度要求,（1）电流改变引起的误差极限 1） 验收误差极限 验收试验时，电能表在参比条件下，其百分数误差应控制在表 4-4 规定的误差限的 60 范围内。 2 ）检定误差极限 经验收试验合格的电能表方可进行检定。电能表检定应按照最新 JJG596 要求进行，其 百分数误差不应超过本标准表 4-4 规定的误差限的 60 。,单相智能电能表的技术要求,（2）剩余电量递减准确度 电能表累计用电能量增加数与计算剩余电能量减少数之差应不大于计度器的一个最小分辨率值的计量单位。在同一阶梯电量内，计算剩余电能量减少数由剩余金额减少数与当 前电价相除得出。的误差极限,（1）电流改变引起的误差极限 1） 验收误差极限 验收试验时，电能表在参比条件下，其百分数误差应控制在表 4-4 规定的误差限的 60 范围内。 2 ）检定误差极限 经验收试验合格的电能表方可进行检定。电能表检定应按照最新 JJG596 要求进行，其 百分数误差不应超过本标准表 规定的误差限的 60 。,单相智能电能表的技术要求,1 )剩余电量递减准确度试验仅适用于本地费控表。电能表每运行到 0.01kWh 结算单 位 ，剩余金额正确扣减。 2 )可在一个阶梯电价区间内进行剩余电量递减准确度试验，也可以与电价切换试验合并进行。 3)如果按照累计电能量增加值与计算剩余电量递减值之差值进行考核时， 对于所购电费无法计算出 0.01kWh 的整数倍电量时，采用舍去法跳闸，跳闸后应保留用户的剩余金额，并在下次购电时累加。 4 )也可以按照实际剩余金额递减值与累计电能计算的剩余电量递减值之差值进行考核 ，其差值应不大于剩余金额的一个最小分辨率。,单相智能电能表的技术要求,（2）剩余电量递减准确度 电能表累计用电能量增加数与计算剩余电能量减少数之差应不大于计度器的一个最小分辨率值的计量单位。在同一阶梯电量内，计算剩余电能量减少数由剩余金额减少数与当 前电价相除得出的误差极限,（3）电价切换试验 在一个约定的用电结算周期内，某一分段电量的累计值超过阶梯电量一个最小分辨率 值的计量单位时，切换到对应电价的另一分段计量用电量。 1 )电价切换试验仅适用于本地费控表。 2 )电能表应在参比电压、参比频率、 Ib(In) 、 cos =1.0( 或 sin =1.0) 条件下，经各阶梯 电量走字试验后，各阶梯电能量增量对应的用电电费的组合值应满足下述公式的要求式中：,单相智能电能表的技术要求,（4）费率时段电能示值误差 按照 GB/T 15284 2002 中 5.8.1 规定执行。 电能表按照如下条件试验： 在参比电压、参比频率、 Ib(In) 、 cos =1.0( 或 sin =1.0) 条件下； 读取总电能计数器和该时段相应的计数器电能 ( 初始 ) 示值； 仪表 ( 在各费率时段 ) 连续运行 6h ； 在每个费率时段结束时，读取总电能计数器和该时段相应计数器的电能示值； 计算出总电能计数器及 ( 各 ) 费率时段计数器所计的电能增量。 仪表经试验后，其费率时段电能示值误差应符合以下规定：在各时段内的电能示值 ( 增 量 )与该时段内总电能计数器示值 ( 增量 ) 之差应符合公式的规定。,单相智能电能表的技术要求,单相智能电能表的技术要求,（5）计度示值组合误差 按照 GB/T 15284 2002 中 5.8.2 规定执行。 电能表按照如下条件试验： 在参比电压、参比频率、 Ib(In) 、 cos =1.0( 或 sin 1.0) 条件下； 仪表各费率时段任意交替编制，日切换 7 次； 读取总电能计数器和各费率计数器电能 ( 初始 ) 示值； 连续运行 24h 后； 读取总电能计数器和各费率时段相应计数器的电能示值； 计算出总电能计数器及各费率时段计数器所计的电能增量。 仪表经试验后，其计数器示值 ( 增量 ) 的组合误差应符合以下规定：,单相智能电能表的技术要求,（6）环境温度影响 平均温度系数不应超过表 规定的极限。 温 度 系 数,（7）起动 在额定电压、额定频率和 cos =1.0 的条件下，负载电流升到 0.004Ib】 (经互感器接入的电能表，负载电流应升到 0.002In ) 后，电能表应有脉冲输出或代表电能输出的指示灯闪烁，启动时间不超过下述公式计算结果要求。起动规定时间：,单相智能电能表的技术要求,式中 C 为脉冲常数，单位为 imp/kWh ； P Q 为起动功率，单位为 W 。,(8) 潜动 当电能表施加参比电压的 115 而电流线路无电流时，电能表测试输出不应产生多于一个的脉冲。,(9) 电能表常数 电能表测试输出与计度显示指示之间的关系应与铭牌标志一致。 在试验室条件下，电能表输出脉冲累计值 n 与计度显示累计值 E 应符合下式要求 :, E 计度器示值误差； N 计数器记录的累计电能表输出脉冲数； C 电能表脉冲常数（ imp kWh ）； E 电能表计度累计值； a 电能表计度显示的小数位数。,单相智能电能表的技术要求,(10)环境温度对日计时误差的影响 在工作温度范围（ 25 +60 ）内，在交流电源供电和直流电池供电条件下，时钟准确度 1.0s/d 。,7、一致性要求,(1) 误差变差要求 对同一被试样品相同的测试点，在负荷电流为 Ib 、功率因数为 1.0 和 0.5L 的负载点进 行重复测试，相邻测试结果间的最大误差变化的绝对值不应超过 0.2 。 (2) 误差一致性 同一批次数只被试样品在同一测试点的测试误差与平均值间的偏差不能超过表 限 定值。,单相智能电能表的技术要求,( 3) 负载电流升降变差 电能表基本误差按照负载电流从小到大，然后从大到小的顺序进行两次测试，记录负 载点误差；在功率因数 1.0 、负荷电流 0.01Ib Imax 变化范围内，同一只被试样品在相同负载 点处的误差变化的绝对值不应超过 0.25 。 ( 4 )电流过载 直接接入式电能表的 Imax/Ib 小于 10 时，应加载 10Ib 的连续过载电流 15min ，并在参比 电压、功率因数为 1.0 以及电能表稳定的条件下测试误差，在此条件下，电能表的误差不应超 过等级指数要求的 2 倍，恢复正常 15min 后，电能表在参比电压、基本电流、功率因数为 1.0 的 条件下的误差应符合等级指数要求。,单相智能电能表的技术要求,8、载波通信模块要求,信号 要求 频率和电平、信号最大输出电平和频带外干扰电平、信号带宽等指标符合 DL/T 698 -1999要求。 (2) 数据影响要求 电能表通信时，电能表内存贮的计量数据和参数不应受到影响和改变。 ( 3 )数据传输可靠性要求 1 ）数据传输可靠性试验条件 电力线载波信道试验线路噪声低于 300mV ，信道上接入衰减量可调的电力线衰耗器， 同时加入白噪声，使信噪比为 15dB 。 2 ）一次采集成功率试验 依据 DL/T 645 2007 协议，以 5min 的间隔对电能表的累计电能量数据采集一次，共进行不少于 400 次的采集，统计一次采集成功率应满足 DL/T 698 -1999 相关要求。 3 ）电能数据抄读总差错率试验 依据 DL/T 645 2007 协议，对被试电能表的累计电能数据以 5min 的间隔进行采集，数据精确到 0.1kW h ，数据量不少于 2000 组，电能数据抄读总差错率满足 DL/T 698 -1999 要求 。,单相智能电能表的技术要求,9、电磁兼容性,1)静电放电抗扰度试验 2) 射频电磁场抗扰度试验 3 )快速瞬变脉冲群试验 4 )射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 5 )浪涌抗扰度试验 6 )衰减震荡波抗扰度试验 7)无线电干扰抑制 符合 GB/T 17215.211 2006 7.5.8 规定。,10、软件要求,a ） 电能表厂家应提供操作应用软件，并可通过红外接口或 RS485 等接口将电能表内部记录的信息下载到数据载体中。 b ） 涉及计量准确性的软件设置功能应提供明确的说明资料，并经试验验证，确保其 稳定可靠。 c ） 表内软件和操作应用软件必须成熟、完整，表内软件出厂后不允许远程及现场升 级更改；操作应用软件应满足用户要求。 d ） 软件要有良好的向下兼容性。 e ） 操作应用软件