（正式版）DB43∕T 558-2010 《数字化电能表》

数字化电能表2010-03-25发布2010-04-25实施湖南省质量技术监督局发布IDB43/T558—2010 Ⅲ 2规范性引用文件 3术语和定义 4分类和电量值 24.1分类 24.2电量值 45机械要求 45.1接线图和端子标志 45.2试验 46环境条件 56.1参比温度 56.2温度范围 56.3相对湿度 56.4气候环境试验 57电气要求 57.1功率消耗 57.3绝缘 67.4工作电源的接口及输入要求 67.5数字量输入要求 7.6电磁兼容性(EMC) 87.6.1一般试验条件 7.6.2静电放电抗骚扰度试验 88准确度要求 8.1基本要求 8.2电能示值误差要求 8.3计时误差要求 18.4最大需量误差要求 8.5起动要求 8.6无负载状态要求 8.7误差一致性要求 8.8误差变差要求 9.1基本功能 9.2扩展功能 9.3特殊功能 10检验规则 10.3验收检验 10.5型式检验和验收检验抽样方案 10.6可靠性验证试验抽检方案 10.7检验结果的判定 附录A(资料性附录)电磁兼容试验的试验设备 附录B(规范性附录)数字化电能表准确度测试方法 附录C(规范性附录)数字化电能表试验项目 I随着国家在数字化变电站建设的投资规模不断增加，数字化变电站电能表的需求量也随之增大，电子式电压、电流互感器、智能化一次设备的应用，使得作为电压、电流数字量输入的数字电能表已成为数字化变电站电能计量的重要设备。为了规范该类产品，满足电力系统对电能计量器具进行计量管理的需要，特制定本产品的技术条件。本标准的附录A为资料性附录，附录B、附录C为规范性附录。本标准由湖南省质量技术监督局提出并归口。本标准起草单位：湖南省计量检测研究院、威胜集团有限公司。本标准主要起草人：宋文涛、谢小军、熊兰英、杨晓科、金维宇、熊宠巍、殷昌华、徐勇明、李华、何献华、谭鹏、罗庆绪、蒋亮、肖志华本标准规定了基于IEC61850标准体系的数字化电能表的术语和定义、分类和电量值、机械要求、环境条件、电气要求、准确度要求、功能、检验规则、2规范性引用文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2829周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)GB/T15284多费率电能表特殊要求GB/T17215.211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/T17215.321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/T17215.322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/T17215.323交流电测量设备特殊要求第23部分：静止式无功电能表(2级和3级)DL/T614多功能电能表IEC61850-9-1变电站通信网络和系统第9-1部分：特定通信服务映射(SCSM)-通过单向多路点对点串行通信链路的采样值IEC61850-9-2变电站通信网络和系统第9-2部分：特定通信服务映射(SCSM)-通过ISO/IEC8802-3的采样值符合IEC61850系列标准规定输入信号的电能计量仪表。以电流和/或电压信号的数字编码时间相关数组2数据处理单元是对量化后的数字信号进行运算以获得相应测量计量当一组正弦离散序列(两字节长，有符号)的均方根为11585时，映射为量化参比电流。量化参比电压(Un)QuantifyReferenceVoltage(Un)对于一组来自合并单元正弦离散序列(两字节长，有符号)的均方根为11585,映射为量化参比电根据IEC61850-9-1,IEC61850-9-2协议规定计算得出的最大电流，以满足本标准仪表的准确度4分类和电量值数字量遵循IEC61850-9-1协议的电能表、数字量输入遵循IEC61850-9-2LE协议的电能表。三相四线测量模式、三相三线测量模式，图1、图2中包含了IEC61850-9-1协议中应用服务数据三相三线的IEC61850-9-1传输格式如图1:3DB43/T558—2010RatedPhaseVoltageCurrentPhaseA,mes数据应用单元逻辑节点名数据集名设备名状态字1图1三相三线的IEC61850-9-1传输格式三相四线的IEC61850-9-1传输格式如图2:RatedNeutralCurrentVoltagePhaseBVoltagePhaseC逻辑节点名数据集名设备名状态字1状态字2图2三相四线的IEC61850-9-1传输格式IEC61850-9-2LE协议中应用服务数据单元的数据格式由具体的应用工程配置。4DB43/T558—20104.2电量值4.2.1参比频率参比频率的标准值为50Hz(或60Hz)。4.2.2量化参比电压量化参比电压见表1。表1量化参比电压量化参比电压(V)4.2.3量化参比电流量化参比电流见表2。表2量化参比电流量化参比电流推荐值(A)仪表在确定的工作电流内运行时，误差特性应满足等级指数的要求。4.2.4脉冲常数仪表的脉冲常数由式(1)决定并取百位整数：经电子式互感器接入式电能表：C=[(2～3)×10⁷/(m·U·Imxt)]……M——测量元件数；U—量化参比电压，V;4.2.5时钟电池仪表电池容量≥1Ah。电能表应安装时钟电池，时钟电池断电后可维持电表的时钟连续运行3年以上，使用寿命≥10年。5机械要求除了GB/T17215.211中的机械要求(其中除了：间隙和爬电距离，因数字电能表，不涉及这方面要求)外，仪表还应满足下列要求。5.1接线图和端子标志每只仪表应永久地标示接入线路。在端子上标示工作电源，光纤接入口，其标识应符合国家标准规定的识别标识。如仪表端子加以标志，此标志应在标在电路图中出现。5.2试验5GB/T17215.211中给出的弹簧锤试验、冲击试验、振动试验、耐热和阻燃、防尘和防水试验适用试验后，仪表应无损伤或信息改变，并能按相应的标准要求正确地工作。参比温度为23℃。温度范围见表3。规定的工作范围-10℃~45℃极限工作范围-25℃~55℃贮存和运输极限范围-25℃~70℃相对湿度见表4。年平均其余时间GB/T17215.211中给出的高温试验、低温试验、阳光辐射防护试验适用绝缘材料应遵从IEC60085的相应要求。6仪表加载1.15倍工作电压，外表面的温升在环境温度为40℃时应不超过25K。试验期间，时间为2h,仪表不应吹风或直接照射阳光。试验后，仪表应不受损坏并满足7.3的绝缘强度试验。在额定工作条件下，考虑到大气影响及在额定工作条件下经受的不同工作电压，仪表及其内部辅助装置，如有时，应具有足够的介电强度。仪表应按7.3.2的规定经受脉冲电压试验。7.3.1通用试验条件试验仅对整表进行，带有表盖(后文有说明时除外)和端子盖，端子螺钉应拧在端子所能固定最大导线位置上。试验程序按GB/T16927.1。首先应进行脉冲电压试验，而后进行交流电压试验。在型式试验中，绝缘强度试验仅对经受过该试验的仪表的端子排列是有效的。当端子排列不同时，应对每种排列进行绝缘强度试验。对于这些试验，术语“地”具有如下含义：a)当表壳由金属制成时，“地”即表壳本身，置于导电平面。b)当表壳或其部分由绝缘材料制成时，“地”是包围仪表的导电箔，此导电箔与所有可触及的导电部件相接并与置于表底的导电平面相连接。如可能在端子盖处，则导电箔应接近端子和接线孔，距离不在脉冲电压和交流电压试验时，如下文所指出，非试验线路应与地相连接。试验后，在参比条件下仪表的百分误差应无大于测量不确定度的改变并对设备无机械损坏。在本条款中，“所有端子”指工作电压的整套端子。此项试验应在正常使用条件下进行。试验中，绝缘性能不应受灰尘或异常潮湿而降低。除非另有规定，绝缘试验的正常条件为：—环境温度：15℃~25℃;—相对湿度：45%～75%;——大气压力：86kPa～106kPa。7.3.2脉冲电压试验试验应在下列条件下进行：——脉冲波形：按IEC60060规定的1.2/50脉冲；——工作电压上升时间：±30%;----工作电压下降时间：±20%;--—电源阻抗：500Ω±50Ω;——电源能量：0.5J±0.05J;——试验电压：6kV——试验电压允差：+0%～10%。每次试验，以一种极性施加10次脉冲，然后以另一极性重复10次。两脉冲间最小时间为3s。7.4工作电源的接口及输入要求工作电源电压应在表5所列的标准值中选取。电压等级(V)110或125具备与外部合并单元或者交换机连接可靠的数字量输入接口，须满足IEEE802.3u中100Base-FX光学性能要求，宜使用多模光纤输入接口：对于长距离传输(2km≤L≤40km,L为信号源到仪表的空间距离),宜选用单模光纤输入接口。光纤输入的机械接口宜采用SC接口，接口标仪表光接收灵敏度测试。(具体衰减倍数按工程需要信号源光衰仪表仪表的接收灵敏度测试，可以参考以上测试方框图设计，设计主要包括信号源、光纤线缆(长度为通过配置信号源，加入发送至仪表数据帧中包含非协议帧(如：不合法定长帧、超短帧、超长帧和指定范围的随机帧)时，仪表应能正确计量。8仪表应能正确接收解析具有组播目标地址或广播目标地址的采样数据帧。设置仪表接收的数字帧中目标地址(Source_MAC),通过改变信号源的发送数据帧中的日标地址 (Destination_MAC),通过设置Source_MAC和Destination_MAC匹配检测仪表的接收情况。匹配时接收正常，不匹配时无法接收为正常情况。7.5.6数字量输入口符合性要求仪表能正确解析协议包中符合本标准4.1.2所描述的数据项。异常时，仪表应该有相应的指示与报警。符合IEC61850-9-1/2LE协议标准的测试：仪表能正确解析协议包中符合本标准4.1.2所描述的数据项。异常时，仪表应该有相应的指示与报警。测试项目如下：肯定测试：a)发送带新数据的MSV报文并检查报文是否被接收和数据是新的值；b)发送带新数据的USV报文并检查报文是否被接收和数据是新的值。否定测试：检验仪表在以下情况下的响应：2)检验在USV/MSV数据集配置不匹配时的情况太多的元素、元素太少、错误类型元素数据通道状态字测试：根据IEC61850-9-1协议中应用服务测试7.6电磁兼容性(EMC)仪表应被如此设计以致传导的或辐射的电磁骚扰以及静电放电不会损坏或实质性地影响仪表。——静电放电；——射频电磁场；-射频场感的传导骚扰；—--浪涌；----振荡波；——无线电干扰抑制。有关试验见7.6.1～7.6.8。7.6.1一般试验条件所有这些试验除非另有规定，仪表应在其正常工作位置，盖上表盖和端子盖。所有需接地的部分应接地。试验后，仪表应无损坏并按相应标准规定工作。7.6.2静电放电抗骚扰度试验试验应按IEC61000-4-2,在下列条件下进行：——作为台式设备试验；—仪表在工作状态：工作电源通以量化参比电压；——接触放电；9DB43/T558—2010——试验电压：8kV;——放电次数：10(以最敏感的极性);——如因无外露金属部件而不能接触放电，则以15kV试验电压作空气放电。静电放电作用应不使计度器产生大于x计量单位的改变以及测试输出不应产生大于等同x计量单位的信号量。x值由式(2)算出：x=10⁶m·Un·Imx…………………式中：m——测量元件数；在试验中，功能或性能有暂时的降低或失去是容许的。7.6.3射频电磁场抗扰度试验试验应按IEC61000-4-3,在下列条件下进行：--作为台式设备试验；试验装置的例子见附录A的图A.1。——仪表在工作状态；工作电源线路通以量化参比电压；--未调制的试验场强：30V/m。射频电磁场的作用应不使计度器产生大于x计量单位的改变以及测试输出不应产生大于等同x计量单位的信号量。关于x的公式见式(2)。在试验中，功能或性能有暂时的降低或失去是容许的。7.6.4快速瞬变脉冲群试验试验应按IEC61000-4-4,在下列条件下进行：-作为台式设备试验；—仪表在工作状态；工作电源线路通以量化参比电压；-耦合器与EUT之间的电缆长度：≤1m;——试验电压应以共模方式(线对地)作用于：电压线路；——电压线路上的试验电压：4kV;——试验时间：每一极性60s。误差改变应在相应标准规定的极限内。在试验中，功能或性能有暂时的降低或失去是容许的。然而仪表准确度应在相应标准规定的极限内。试验装置的例子见附录A的图A.2。7.6.5无线电射频场感应传导骚扰的抗扰度试验DB43/T558-2010试验应按IEC61000-4-6,在下列条件下进行：--作为台式设备试验；试验应按IEC61000-4-5,在下列条件下进行：--以差模方式(线对线)试验；——在电流线路和电压线路(干线)上的试验电压：4kV,发生器电源阻抗：2Ω; 试验次数：正极性5次负极性5次；浪涌抗扰度试验电压的作用应不使计度器产生大丁x计量等同x计量单位的信号量。关于x的公式见式(2)。试验应按IEC61000-4-12,在下列条件下进行：—-作为台式设备试验；—试验频率—试验时间：60s(对每种试验频率以2s开，2s关进行15个周期)-作为B级设备；试验结果应符合CISPR22规定的要求。8.1基本要求表6百分数误差极限(单相仪表和带平衡负载的多相仪表)(感性或容性)11当用户特殊要求时：8.4最大需量误差要求DL/T614中给出的最大需量误差要求适用于本标准。b)进行试验之前，工作电源应通电并c)在施加量化参比电压、0.1%量化参比电8.6无负载状态要求当电表输入数字电压，无数字电流时，仪表的测试输出不应产生多于一个的脉试验时，电流线路应开路，电压线路所加电压应为量化参比电压的115%。对0.5S级表： (4)8.7误差一致性要求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7的限定值。表7误差一致性限值(%)电流8.8误差变差要求表8误差变差限值(%)电流0.2S级0.5S级9功能9.1基本功能9.2扩展功能9.3特殊功能测试方法见附录B,通过设置仪表与合并单元的连接通断，起止时刻，检测仪表是否能正确记录，仪表是否可以通过软件设置仪表的MAC地址，来接收来自不同合并单元的数据。10检验规则10.1出厂检验检验合格证。出厂检验项目见附录C的表C.1。仪表的型式检验按附录C的表C.1规定的全部项目进行检验。d)国家质量监督机构提出进行型式检验要求时；e)产品正常生产时，每三年进行一次(可靠性验证试验除外)。由电力部门计量检定机构对每种产品按附录C的表C.1规定的验收项目进行检验。按GB2829确定抽样方案，选择判断水平I,不合格水平RQL=30的二次抽样方案，即：10.6可靠性验证试验抽检方案根据产品的生产批量及累积试验时间，按JB/T6214-92附录A中A.3.4.1规定，在不少于200台投入可靠性验证的单位产品必须是出厂检验项目全部合格，在试验前发用合格单位产品替换。检验项目的不合格类别分为：A、B、C三类。定A类不合格权值为1,B类不合格权值为0.6,C类不合格权值为0.2。各检验项目的不合格类别划分见附录C。试验中发现任一样本的A类不合格或其他类不合格折算为A类不合格的累积数大于或等于Re时，则判为不合格。除另有说明外，对在同一样本的同一试验项目上数按抽样方案中的合格判定数Ac和不合格判定失效数以样本单位计。对同一样本单位发生一个或一个以上的失效时，均以一个失效计。对本标准规定的试验方案4:6(a=β=0.2,Da=2.0),当失效数r<8时，累积试验时间≥4.87mo时，判为可靠性验证试验合格；当失效数r≥8时，判可靠性验证试验为不合格。11.1仪表的包装应符合GB/T15464的