QGDW 3741-2009《电力用户用电信息采集系统技术规范.pdf
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1、 IICS 29.02029.240 76-2008 国家电网公司企业标准 Q/GDW 374.1 2009 电力用户用电信息采集系统技术规范 第一部分:专变采集终端技术规范 power user electric energy data acquire system Technical specification Part 1:data acquire terminal of special transformer 2009-12-07 发布 2009-12-07 实施 国家电网公司 发 布 Q/GDW Q/GDW 374.12009 I 目 次 前言 II 1 范围 1 2 规范性引用文件
2、 1 3 术语和定义 1 4 技术要求 1 4.1 环境条件 1 4.2 机械影响 2 4.3 工作电源 2 4.4 结构 2 4.5 绝缘性能要求 2 4.6 数据传输信道 3 4.7 输入/输出回路要求 3 4.8 功能要求 4 4.9 电磁兼容性要求 4 4.10 电磁兼容性要求 14 4.11 连续通电稳定性 15 4.12 可靠性指标 15 4.13 包装要求 15 5 检验规则 15 5.1 检验分类 16 5.2 验收检验 16 5.3 型式检验 16 5.4 项目和顺序 16 6 运行质量管理要求 17 6.1 监督抽检 17 6.2 周期检测 17 6.3 故障统计分析 17
3、 编制说明 19 Q/GDW 374.12009 II 前 言 按照坚强智能电网建设的总体要求,保证智能电网建设规范有序推进,实现电力用户用电信息采集系统建设“全覆盖、全采集、全预付费”的总体目标,规范统一用电信息采集系统及主站、采集终端、通信单元的功能配置、型式结构、性能指标、通信协议、安全认证、检验方法、建设及运行管理等。在国家电网公司“电力用户用电信息采集系统建设研究”项目研究成果基础上,国家电网公司营销部组织对国内外采集系统建设应用现状进行调研和分析,并充分结合通信技术、微处理器技术、制造工艺等技术的发展,全面梳理国内外用电信息采集系统相关技术标准,制定了电力用户用电信息采集系统系列标
4、准。本部分是电力用户用电信息采集系统系列标准之一,本部分规定了国家电网公司专变采集终端的型式要求,包括终端分类、外形结构、显示、通信接口、材料及工艺要求、标志标识等。本部分主要起草单位:中国电力科学研究院、上海市电力公司、重庆市电力公司、福建省电力公司 本部分主要起草人:章欣、周宗发、刘宣、王晋、杜新纲、葛得辉、黄建军、李建新 Q/GDW 374.12009 1 电力用户用电信息采集系统技术规范 第一部分:专变采集终端技术规范 1 范围 本部分规定了专变采集终端的技术指标、机械性能、适应环境、功能要求、电气性能、抗干扰及可靠性等方面的技术要求、检验规则以及运行质量管理等要求。本部分适用于国家电
5、网公司电力用户用电信息采集系统专变采集终端等相关设备的制造、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 28292002 周期
6、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 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 DL/T 7212000 配电网自动化系统远方终端 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 375.12009 电力用户用电信息采集系统型式规范 第一部
7、分:专变采集终端型式规范 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 379.22009 电力用户用电信息采集系统检验技术规范 第二部分:专变采集终端检验技术规范 3 术语和定义 除下述定义外,Q/GDW 3732009 其它部分定义均适用本部分。数据转发 data transfer 一种借用其它设备的远程信道进行数据传输的方式。主站通过数据转发命令,可以将电能表的数据通过主站与电能采集终端间的远程信道直接传送到主站。4 技术要求 4.1 环境条件 4.1.1 参比温度及参比湿度 Q/GDW 374.12009 2 参比温度为
8、 23;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a/h 相对湿度b 最大绝对湿度 g/m3 遮 蔽 C2 25+55 0.5 10100 户 外 C3 40+70 1 35 协议特定 CX a 温度变化率取 5min 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:
9、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 一般要求 终端使用交流单相或三相供电。三相供电时,电源出现断相故障,即三相三线供电时断一相电压,三相四线供电时断两相电压的条件下,交流电源能维持终端正常工作。4.3.2 额定值及允许偏差 额定电压:220V/380V,57.7V/100V,允许偏差20+20;频率:50Hz,允许偏差6+2。4.3.3 功率消耗 在非通信状态下,采用单相供电的终端,有功功耗应不大于 7W,视在功耗应不大于 15VA;采用三相供电的终端,每相有功功耗应不大于 5W,视在功耗不大于
10、10VA。电流输入回路功率消耗0.25VA(单相);电压输入回路功率消耗0.5VA(单相)。4.3.4 失电数据和时钟保持 终端供电电源中断后,应有数据和时钟保持措施,存储数据保存至少十年,时钟至少正常运行五年。4.3.5 抗接地故障能力 终端的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会达到 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 终端的结构应符合 Q/GDW 375.12009 的结构要求。4.5 绝缘性能要求 4.5.1 绝缘
11、电阻 Q/GDW 374.12009 3 终端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 U60 10 2 250 60U250 10 2 500 U250 10 2 1000 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
12、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 U60 500 125U250 2000 60U125 1500 250U400 2500 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
13、 额定绝缘电压 试验电压有效值 U60 2000 125U250 5000 60U125 5000 250U400 6000 注:RS485 接口与电源回路间试验电压不低于 4000V 4.6 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 数据传输信道 4.7.1 安全防护 Q/GDW 374.12009 4 终端应采用国家密码管理局认可的硬件安全模块实现数据的加解密。硬件安
14、全模块应支持对称密钥算法和非对称密钥算法。密钥算法应符合国家密码管理相关政策,对称密钥算法推荐使用 SM1 算法。4.7.2 通信介质 通信介质可采用无线、有线、电力线载波等。4.7.3 数据传输误码率 专用无线、电力线载波信道数据传输误码率应不大于 105,微波信道数据传输误码率应不大于 106,光纤信道数据传输误码率应不大于 109,其他信道的数据传输误码率应符合相关标准要求。4.7.4 通信协议 终端与主站的通信协议应符合 Q/GDW 376.12009。终端与电能表的数据通信协议至少应支持DL/T 645。4.7.5 通信单元性能 通信单元性能应符合 Q/GDW 374.32009 相
15、关要求。4.8 输入/输出回路要求 4.8.1 电压、电流模拟量输入 交流采样模拟量输入有:a)交流电压:输入额定值为 57.7V/100V、220V/380V,输入电压范围:(0120)Un。电压输入回路功率消耗0.5VA(单相)。b)交流电流:输入额定值为 5A(或 1.5A),输入电流范围:06A,能承受 200In 连续过载;耐受 20 倍额定电流过载 5s 不损坏。电流输入回路功率消耗0.25VA(单相).4.8.2 脉冲输入 脉冲输入回路应能与 DL/T614 规定的脉冲参数配合,脉冲宽度为:80ms20ms。4.8.3 状态量输入 状态量输入为不带电的开合切换触点。每路状态量在稳
16、定的额定电压输入时,其功耗0.2W。4.8.4 控制输出 出口回路应有防误动作和便于现场测试的安全措施;触点额定功率:交流 250V/5A,380V/2A 或直流 110V/0.5A 的纯电阻负载;触点寿命:通、断上述额定电流不少于 105次。4.9 功能要求 4.9.1 功能配置 终端的功能配置见表 5,选配功能中交流模拟量采集可为异常用电分析和实现功率控制提供数据支持。表 5 专变采集终端的必备功能和选配功能 序 号 项 目 必备 选配 1 数据采集 电能表数据采集 状态量采集 脉冲量采集 a 交流模拟量采集 2 数据处理 实时和当前数据 历史日数据 历史月数据 电能表运行状况监测 Q/G
17、DW 374.12009 5 序 号 项 目 必备 选配 电能质量数据统计 表 5(续)序 号 项 目 必备 选配 3 参数设置 和查询 时钟召测和对时 TA 变比、TV 变比及电能表脉冲常数 限值参数 功率控制参数 预付费控制参数 终端参数 抄表参数 费率时段等参数 4 控制 功率定值闭环控制 预付费控制 保电/剔除 遥控 5 事件记录 重要事件记录 一般事件记录 6 数据传输 与主站通信 与电能表通信 中继转发 7 本地功能 显示相关信息 用户数据接口 8 终端维护 自检自恢复 终端初始化 软件远程下载 断点续传 a 有交流(电压、电流)模拟量采集功能的终端,脉冲量采集功能可以作为选配 4
18、.9.2 数据采集 4.9.2.1 电能表数据采集 终端能按设定的终端抄表日或定时采集时间间隔对电能表数据进行采集、存储,并在主站召测时发送给主站,终端记录的电能表数据,应与所连接的电能表显示的相应数据一致。4.9.2.2 状态量采集 终端实时采集位置状态和其它状态信息,发生变位时应记入内存并在最近一次主站查询时向其发送该变位信号或终端主动上报。4.9.2.3 脉冲量采集 终端能接收电能表输出的脉冲,并根据电能表脉冲常数 Kp(imp/kWh 或 imp/kvarh)、TV 变比 KTV、Q/GDW 374.12009 6 TA 变比 KTA计算 1min 平均功率,并记录当日、当月功率最大值
19、和出现时间。脉冲输入累计误差应不大于 1 个脉冲。功率显示至少 3 位有效位,功率的转换误差在1范围内。4.9.2.4 交流模拟量采集 交流模拟量采集要求:a)测量准确度 专变采集终端可按使用要求选配电压、电流等模拟量采集功能,测量电压、电流、功率、功率因数等,测量准确度见表 6。具有电压监测越限统计功能的终端,其电压准确度等级为 0.5;具有谐波数据统计功能的终端,谐波分量准确度等级为 1。表 6 准确度等级及误差极限 测量量 电 压 电 流 有功功率 无功功率、功率因数准确度等级 0.5/1 0.5/1 0.5/1 2 误差极限 0.5/1 0.5/1 0.5/1 2 b)被测量的参比条件
20、见表 7。表 7 被测量的参比条件 被测量 参 比 条 件 电 压 电 流 功率因数 有功功率 额定电压2 零到额定值内任一值 Cos=1.00.5(滞后或超前)无功功率 额定电压2 零到额定值内任一值 sin=1.00.5(滞后或超前)相角或功率因数 额定电压2 额定电流的 40100 谐波分量 额定电压的 80120 额定电流的 10120 c)影响量引起的改变量应满足表 8 要求。表 8 影响量引起的改变量 影 响 量 使用范围极限 允许改变量注 环境温度 C2、C3 级或 CX 级 100 电源电压 2020 100 被测量的频率 47.5Hz52.5Hz 100 被测量的谐波 3 次
21、、5 次,10 200 被测量的超量限值 120 50 电流不平衡 三相缺一相 100 射频场感应传导抗扰度 200 高频振荡波抗扰度 200 电快速脉冲群抗扰度 200 Q/GDW 374.12009 7 工频磁场抗扰度 200 辐射电磁场抗扰度 200 注:此改变量为用准确度等级百分数表示的允许改变量。4.9.3 数据处理 4.9.3.1 实时和当前数据 终端按照要求可以采集实时和当前数据,采集数内容见 表 9。表 9 实时和当前数据 序号 数 据 项 数 据 源 1 当前总加有功功率 终端 2 当前总加无功功率 终端 3 当日总加有功电能量(总、各费率)终端 4 当日总加无功电能量 终端
22、 5 当月总加有功电能量(总、各费率)终端 6 当月总加无功电能量 终端 7 终端当前剩余电量(费)终端 8 实时三相电压、电流 测量点 9 实时三相总及分相有功功率 测量点 10 实时三相总及分相无功功率 测量点 11 实时功率因数 测量点 12 当月有功最大需量及发生时间 电能表 13 当前电压、电流相位角 测量点 14 当前正向有功电能示值(总、各费率)电能表 15 当前正向无功电能示值 电能表 16 当前反向有功电能示值(总、各费率)电能表 17 当前反向无功电能示值 电能表 18 当前一/四象限无功电能示值 电能表 19 当前二/三象限无功电能示值 电能表 20 三相断相统计数据及最
23、近一次断相记录 测量点 21 终端日历时钟 终端 22 终端参数状态 终端 23 终端上行通信状态 终端 24 终端控制设置状态 终端 25 终端当前控制状态 终端 26 终端事件计数器当前值 终端 27 终端事件标志状态 终端 28 终端状态量及变位标志 终端 Q/GDW 374.12009 8 29 终端与主站当日/月通信流量 终端 30 电能表日历时钟 电能表 31 电能表运行状态字及其变位标志 电能表 32 电能表参数修改次数及时间 电能表 4.9.3.2 历史日数据 终端将采集的数据在日末(次日零点)形成各种历史日数据,并保存最近 30 天日数据,数据内容见表 10。表 10 历 史
24、 日 数 据 序号 数 据 项 数 据 源 1 日有功最大需量及发生时间 电能表 2 日总最大有功功率及发生时间 终端 3 日正向有功电能量(总、各费率)终端 4 日正向无功总电能量 终端 5 日反向有功电能量(总、各费率)终端 6 日反向无功总电能量 终端 7 日正向有功电能示值(总、各费率)电能表 8 日正向无功电能示值 电能表 9 日反向有功电能示值(总、各费率)电能表 10 日反向无功电能示值 电能表 11 日一/四象限无功电能示值 电能表 12 日二/三象限无功电能示值 电能表 13 终端日供电时间、日复位累计次数 终端 14 终端日控制统计数据 终端 15 终端与主站日通信流量 终
25、端 16 抄表日有功最大需量及发生时间 电能表 17 抄表日正向有功电能示值(总、各费率)电能表 18 抄表日正向无功电能示值 电能表 19 总加组有功功率曲线 终端 20 总加组无功功率曲线 终端 21 总加组有功电能量曲线 终端 22 总加组无功电能量曲线 终端 23 有功功率曲线 测量点 24 无功功率曲线 测量点 25 总功率因数曲线 测量点 26 电压曲线 测量点 27 电流曲线 测量点 28 正向有功总电能量曲线 终端 29 正向无功总电能量曲线 终端 30 反向有功总电能量曲线 终端 Q/GDW 374.12009 9 序号 数 据 项 数 据 源 31 反向无功总电能量曲线 终
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