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智能电能表功能规范Functional specificationfor smart electricity meters
4.
9.1RS485通信a)RS485接曰必须和电能表内部电路实行电气:隔离,并有失效保护电路b)RS485接口应满足DL/T645-2007电气要求,并能耐受交流电压380V.2分钟不损坏的试验c)RS485接口通信速率可设置,标准速率为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps,缺省值为2400bps d)RS485接口通信遵循DL/T645-2007协议及其备案文件
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9.2红外通信a)应具备调制型或接触式红外接口b)红外接口的电气和机械性能应满足DL/T645-2007的要求c)调制型红外接口的缺省的通信速率为1200bpso d)红外通信遵循DUT645-2007协议及其备案文件
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9.3载波通信a)电能表可配置窄带或宽带载波模块b)电能表与载波通信模块之间的通信遵循DL/T645-2007协议及其备案文件c)如采用外置即插即用型载波通信模块的电能表,载波通信接口应有失效保护电路,即在未接入、接入或更换通信模块时,不应对电能表自身的性能、运行参数以及正常计量造成影响d)在载波通信时,电能表的计量性能、存储的计量数据和参数不应受到影响和改变
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9.4公网通信a)电能表的无线通信接口组件应采用模块化设计;更换或去掉通信模块后,电能表自身的性能、运行参数以及正常计后不应受到影响;更换通信网络时,应只需更换通信模块和软件配置,而不应更换整只电能表b)当有重要事件发生时,应主动上报主站c)应能将主站命令转发给所连接的其他智能装置,以及将其他智能装置的返回信息传送给主站的功能如转发其他智能装置的信息不成功,应返【可否认帧d)无线(GSM/GPRS、CDMA等)通信模块应符合通信行业标准YD/T1214和YD/T1208的有关要求e)支持TCP与UDP两种通信方式,通信方式由主站设定,默认为TCP方式;在TCP通信方式下,终端初始化后和到心跳周期时,应主动与主站心跳3次,如不成功则在下一个心跳周期之前不再主动心跳;心跳周期由主站设置f)支持“永久在线”、“被动激活”两种工作模式;工作模式可由主站设定g)公网通信底层协议应符合DL/T645-2007及其备案文件的要求
4.10信号输出
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10.1电能量脉冲输出a)应具备与所计量的电能量(有功/无功)成正比的光脉冲输出和电脉冲输出b)光脉冲输出采用超亮、长寿命LED器件,脉冲宽度80ms±20mso c)电脉冲输出应有电气隔离,并能从正面采集
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10.2多功能信号输出a)多功能信号输出端子可输出时间信号、需量周期信号或时段投切信号;三种信号通过软件设置、转换;电能表初次上电,或断电再上电后,多功能信号输出初始化为时间信号输出b)时间信号为秒信号;需量周期信号、时段投切信号为80ms±20ms的脉冲信号
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10.3控制输出电能表可输出电脉冲或电平开关信号,控制外部报警装置或负荷开关
4.11显示a)应具备自动循环和按键两种显示方式;自动循环显示时间间隔可在5〜20秒内设置;按键显示时,LCD应启动背光b)显示内容分为数值、代码和符号三种c)电能表可显示电能量、需量、电压、电流、功率、时间、剩余金额等各类数值,数值显示位数不少于8位,显示小数位可以设置;显示的数值单位应采用国家法定计量单位,如kW、kvar^kWh、kvarh,V、A等;d)显示符号可包括功率方向、费率、象限、编程状态、相线、电池欠压、故障(如失压、断相、逆相序)等标志;e)显示代码包括显示内容编码和出错代码;电能表如果发生出错故障,显示器应立即停留在该代码上;出错代码至少应包括下列故障类型内部程序错误、时钟错误、存储器故障或损坏;显示代码参见附录Bo f)显示内容可通过编程进行设置g)应具有停电后唤醒显示的功能
4.12测量a)可测量总及各分相有功功率、无功功率、功率因数、分相电压、分相(含零线)电流、频率等运行参数b)沸J量误差(引用误差)不超过±1%«
4.13安全保护
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13.1编程开关a)编程开关应采用按键式设计,旦只有在打开封印后方能触及到编程开关b)在可编程状态下,若240分钟内没有任何操作,电能表将自动关闭编程状态
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13.2密码验证a)电能表需先通过密码验证才能执行编程或其他特殊操作b)密码采用两级管理,每•级密码由6位阿拉伯数字组成密码权限等级不同,可执行的操作不同c)具有高等级密码权限的人员,可修改低等级密码,并执行低等级密码的所有操作d)连续3次密码输入错误,电能表将自动关闭编程功能24小时
4.14费控功能a)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,远程方式通过公网、载波等虚拟介质和远程售电系统实现b)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;当剩余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;在不能自动中断供电的情况下,应记录透支金额;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,由用户人工恢殳供电c)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d)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e)完成电费预存后,电能表应能将剩余金额、电能表用电参数等信息,按照不同的费控方式返写至固态介质或通过虚拟介质传回售电系统f)电能表不应接受使用非指定介质输入购电金额等信息g)若用户遗失CPU卡或射频卡,通过一定的补遗程序可获得补发的新卡;电能表应接受补发的CPU卡或射频卡,并拒绝原卡继续使用h)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i)购电卡插入电能表后3s内,应完成相应的读写操作j)本地费控方式可通过固态介质对电能表内的用电参数进行设置k)远程费控方式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
4.15负荷记录a)负荷记录内容可以从DUT645-2007定义的“电压、电流、频率”、“有、无功功率”、“功率因数”、“有、无功总电能”、“四象限无功总电能”、“当前需量”六类数据项中任意组合b)负荷记录间隔时间可•以在1〜60min范围内设置每类负荷记录的间隔时间诃以相同,也可以不同c)负荷记录的存储空间应至少保证在记录正反向有功总电能、无功总电能、四象限无功,间隔时间为1min的情况下不少于40天的数据量
4.16阶梯电价具有两套阶梯电价,并可在设置时间点启用另一套阶梯电价计费
4.17停电抄表a)在停电状态下,能通过按键或非接触方式唤醒电能表抄读数据b)电能表停电唤醒后应能通过红外通信方式抄读表内数据
4.18报警a)应有发光或声音报警输出b)光报警采用红色常亮指示,当事件恢复正常后报警自动结束c)声报警生效后,可通过按键关闭,当事件恢复正常后报警自动结束d)报警事件包括失压、失流、逆相序、过载、功率反向(双向表除外)、电池欠压等
4.19辅助电源a)电能表可配置辅助电源接线端了b)辅助电源供电电压为100〜240V交、直流自适应c)具备辅助电源的电能表,应以辅助电源供电优先;线路和辅助电源两种供电方式应能实现无间断自动转换
4.20安全认证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模块建议使用SM1国密算法5功能配置表电能表按有功电能计量准确度等级可分为
0.2S、
0.5S、
1、2四个等级,根据安装环境不同推荐使用电能表类型如表5-1所示,各类电能表的功能配置参见附录A,表5・1不同安装环境适用表类型安装环境电能表适用类型(推荐)关口
0.2S级三相智能电能表、
0.5S级三相智能电能表、1级三相智能电能表100kVA及以上专变用户
0.5S级三相费控智能电能表(无线)、1级三相费控智能电能表、1级三相费1OOkVA以下专变用户控智能电能表(无线)1级三相费控智能电能表、1级三相费控智能电能表(载波)、1级三相费控公变下三相用户智能电能表(无线)2级单相本地费控智能电能表、2级单相本地费控智能电能表(载波)、2级公变下单相用户单相远程费控智能电能表、2级单相远程费控智能电能表(载波)附录A电能表功能配置推荐表电能表类族序
0.5S级小费1级三相责1级三相费2级单相本2级单相远类型功能O.2S4S三
0.5S级三相责1级三相费1级三相费2级单相本2套单相远类型功能
0.5S级三1级三相费2级单相本2银单相远
0.5S级三相费1级三相费1级三相贸2级单相本2级单相远类型功能
0.5S级三1级三相费2级单相本2级单相远
17215.211-2006《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
17215.301-2007《多功能电能表特殊要求》GB/T
17215.323-2008《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)GB/T
17215.321-2008《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
17215.322-2008《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/T15284-2002《多费率电能表特殊要求》GB/T
0.2S级三相智能电能表技术规范》、《
0.5S级三相智能电能表技术规范》、《
0.5S级三相费控智能电能表(无线)技术规范》、《1级三相费控智能电能表(无线)技术规范》、《1级三相费控智能电能表(载波)技术规范》、《1级三相费控智能电能表技术规范》、《1级三相智能电能表技术规范》、《单相智能电能表技术规范》、《智能电能表信息交换安全认证技术规范》等12个标准标准编制参考了有关标准、规程、规范本标准对各类智能电能表的通用功能进行了规范和统一,涉及电能量计量、防窃电、实时监测、信息交互、自动控制等内容,基本满足“信息化、自动化、互动化”的要求本标准是各类智能电能表功能部分的基础,其它标准应与本标准保持一致,并在本标准基础上丰富、完善本标准由XX公司营销部提出并负责解释本标准由XX公司科技部归口1适用范围本标准适用于XX公司系统内单、三相智能电能表(以下简称电能表)的设计、制造、采购及验收本标准对电能表的功能进行了规范和统一;本标准未述及的功能可参照有关国家标准或IEC标准的规定执行2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准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标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究可使用这些文件的最新版本凡是不注口期的引用文件,其最新版本适用于本标准DL/T645-2007《多功能电能表通信协议》DL/T566《电压失压计时器技术条件》YD/T1208-2002WOOMHz CDMA蜂窝移动通信网无线智能网(WIN)阶段1接口技术要求》YD/T1214-2006((900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)设备技术要求移动台》3术语和定义
3.1智能电能表smartelectricitymeter由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成,具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表
3.2需量demand规定时间内的平均功率
3.3需量周期demand interval测量平均功率的连续相等的时间间隔
3.4最大需■maximum demand在规定的时间段内记录的需量的最大值
3.5滑差时间sliding windowtime依次递推用来测鼠最大需晟的小于需屈周期的时间间隔
3.6冻结freeze存储特定时刻重要数据的操作
3.7时段、费率time consumption,rates将-•天中的24小时划分成的若干时间区段称之为时段一般分为尖、峰、平、谷时段与电能消耗时段相对应的计算电费的价格体系称为费率
3.8介质intermediary用于在售电系统与电能表之间以某种方法传递信息的媒体根据使用不同,可以将介质分为两类固态介质和虚拟介质
3.9固态介质solid intermediary具备合理的电气接匚I,具有特定的封装形式的介质,如接触式IC卡、非接触式IC卡(又称射频卡)等
3.10虚拟介质virtual intermediary采用非固态介质传输信息的介质,可以为电力线载波、无线电、电话或线缆等
3.11CPU卡CPU card配置有存储器和逻辑控制电路及微处理(MCU)电路,能多次重复使用的接触式IC卡
3.12射频卡radio frequencycard一种以无线方式传送数据的具有数据存储、逻辑控制和数据处理等功能的非接触式IC卡
3.13ESAM模块ESAM module嵌入在设备内,实现安全存储、数据加/解密、双向身份认证、存取权限控制、线路加密传输等安全控制功能
3.14剩余金额charge balance在电能表中记录的可供用户使用的电费金额,该金额应大于等于零
3.15透支金额overdraft用户己使用但未缴纳电费的金额值,该值小于零
3.16透支门限金额limiting overdraft允许用户合法使用的最大透支金额
3.17报警金额limiting charge剩余金额的报警值,当剩余金额小于等于报警值时,电表给出光报警
3.18负荷开关load switch用于切断和恢复用户负载的电气开断设备
3.19低压电力线载波LV powerline carrier将低压电力线作为数据/信息传输载体的一种通信方式
3.20公网通信communication viapublic network采用无线公网信道,如GSM/GPRS、CDMA等实现数据传输的通信
3.21阶梯电量step powerquantity在一个约定的用电结算周期内,把用电量分为两段或多段,每一分段对应一个单位电价;单位电价在分段内保持不变,但是可随分段不同而变化
3.22阶梯电价step tariff针对阶梯电量制定的单位电价
3.23临界电压critical voltage电能表能够启动工作的最低电压,此值为参比电压下限(对宽量程的电能表此值为参比电压下限)的60%o
3.24失压loss ofvoltage在三相(或单相)供电系统中,某相负荷电流大于启动电流,但电压线路的电压低于电能表参比电压的78%时,且持续时间大于1分钟,此种工况称为失压
3.25全失压no-voltage若三相电压(单相表为单相电压)均低于电能表的临界电压,且负荷电流大于5%额定(基本)电流的工况,称为全失压
3.26断相loss ofphase在三相供电系统中,某相出现电压低于电能表的临界电压,同时负荷电流小于启动电流的工况
3.27失流loss ofcurrent在三相供电系统中,三相电压大于电能表的临界电压,三相电流中任一相或两相小于启动电流,且其他相线负荷电流大于5%额定(基本)电流的工况
3.28掉电power fail三相电压(单相表为单相电压)均低于电能表临界电压,且负荷电流不大于5%额定(基本)电流的工况4电能表功能要求
4.1电能计■a)具有正向、反向有功电能量和四象限无功电能量计量功能,并可以据此设置组合有功和组合无功电能量b)具有分时计量功能;有功、无功电能量应对尖、峰、平、谷等各时段电能量及总电能量分别进行累计、存储;不应采用各费率或各时段电能量算术加的方式计算总电能量c)具有计量分相有功电能量功能;不应采用各分相电能量算术加的方式计算总电能量
4.2需■测置a)在约定的时间间隔内(一般为一个月),测量单向或双向最大需量、分时段最大需量及其出现的日期和时间b)需量周期可在
5、
10、
15、
30、60min中选择;滑差式需量周期的滑差时间可以在
1、
2、
3、5min中选择;需量周期应为滑差时间的5的整倍数c)总的最大需量测量应连续进行;各费率时段最大需量的测量应在相应的费率时段内完整的测量周期内进行d)当发生电压线路上电、清零、时钟调整、时段转换、需量周期变更、功率潮流方向转换等情况时,电能表应从当前时刻开始,按照需量周期进行需量测量;当第•个需量周期完成后,按滑差间隔开始最大需量记录;在不完整的需量周期内,不应做最大需量的记录
4.3时钟a)应采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路:在-25〜+60°C的温度范围内时钟准确度应<±1s/d;在参比温度(23°C)下,时钟准确度<±
0.5s/do b)时钟应具有日历、计时、闰年自动转换功能c)应使用环保型的锂电池作为时钟备用电源;时钟备用电源在电能表寿命周期内无需更换,断电后应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,电能表应给予报警提示d)日期和时间的设置必须有防止非授权人操作的安全措施e)广播校时不受密码和硬件编程开关限制;电能表只接受小于或等于5分钟的时钟误差校时;每日只允许校时一次,且应尽量避免在电能表执行冻结或结算数据转存操作前后5分钟内进行
4.4费率和时段a)至少应支持尖、峰、平、谷四个费率b)全年至少可设置2个时区;24小时内至少可以设置8个时段;时段最小间隔为15分钟,且应大于电能表内设定的需量周期;时段可以跨越零点设置c)应支持节假日和公休日特殊费率时段的设置d)应具有两套可以任意编程的费率和时段,并可在设定的时间点起用另一套费率和时段
4.5清零
4.
5.1电表清零a)清除电能表内存储的电能量、最大需量、冻结量、事件记录、负荷记录等数据b)清零操作应作为事件永久记录,应有防止非授权人操作的安全措施,如设置硬件编程开关、操作密码或封印管理以及保留清零前数据等
4.
5.2需量清零a)清空电能表内当前的最大需量及发生的日期、时间等数据b)需量清零应有防止非授权人操作的措施
4.6数据存储a)至少应能存储上12个结算日的单向或双向总电能和各费率电能数据;数据转存分界时刻为月末的24时(月初零时),或在每月的1号至28号内的整点时刻b)至少应能存储上12个结算日的单向或双向最大需量、各费率最大需量及其出现的日期和时间数据;数据转存分界时刻为月末的24时(月初零时),或在每月的1号至28号内的整点时亥土月末转存的同时,当月的最大需量值应自动复零c)在电能表电源断电的情况下,所有与结算有关的数据应至少保存10年,其它数据至少保存3年
4.7冻结a)定时冻结按照约定的时刻及时间间隔冻结电能最数据;每个冻结最至少应保存12次b)瞬时冻结在非正常情况下,冻结当前的日历、时间、所有电能量和重要测量量的数据;瞬时冻结量应保存最后3次的数据c)口冻结存储每天零点时刻的电能量,应可存储2个月的数据量d)约定冻结在新老两套费率/时段转换、阶梯电价转换或电力公司认为有特殊需要时,冻结转换时刻的电能量以及其他重要数据e)整点冻结存储整点时刻或半点时刻的有功总电能,应可存储96个数据
4.8事件记录a)应记录各相失压的总次数,最近10次失压发生时刻、结束时刻及对应的电能量数据等信息;失压功能应满足DUT566的技术要求b)应记录各相断相的总次数,最近10次断相发生时刻、结束时刻及对应的电能量数据等信息c)应记录各相失流的总次数,最近10次失流发生时刻、结束时刻及对应的电能最数据等信息d)应记录最近10次全失压发生时刻、结束时刻、及对应的电流值;全失压后程序不应紊乱,所有数据都不应丢失,且保存时间应不小于180天;电压恢复后,电能表应正常工作e)应记录电压(流)逆相序总次数,最近10次发生时刻、结束时刻及其对应的电能量数据f)应记录掉电的总次数,以及最近10次掉电发生及结束的时刻g)应记录需量清零的总次数,以及最近10次需量清零的时刻、操作者代码h)应记录编程总次数,以及最近10次编程的时刻、操作者代码、编程项的数据标识i)应记录校时总次数(不包含广播校时),以及最近10次校时的时刻、操作者代码j)应记录各相过负荷总次数、总时间,最近10次过负荷的持续时间k)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l)应记录开端钮盖总次数,最近10次开端钮盖事件的发生、结束时刻m)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n)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0)应支持失压、断相、开表盖、开端钮盖、内部程序错误等重要事件记录主动上报
4.9通信通信信道物理层必须独立,任意一条通信信道的损坏都不得影响其它信道正常工作。