配变监测计量终端说明书.docx
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配变监测计量终端说明书
配变监测计量终端
产
品
说
明
书
1概述(1
1.1引言(1
1.2系统原理(1
1.3系统平台(2
2性能和参数指标(2
2.1电源(2
2.1.1供电方式(2
2.1.2消耗功率(2
2.1.3抗接地故障能力(2
2.1.4备用电源(2
2.2本地接口(2
2.2.1脉冲输出(2
2.2.2RS-232接口(2
2.2.3RS-485接口(2
2.2.4红外接口(高速红外可达115200bps(2
2.2.5开关量输入(3
2.2.6告警输出、跳闸输出(3
2.2.7交流采样(3
2.3无线信号指示(3
2.4测量范围及准确度要求(3
2.5可靠性指标(3
2.6运行环境(3
3功能(4
3.1计量功能(4
3.2过负荷跳闸功能(4
3.3遥控跳合闸(4
3.4保电功能(5
3.5剔除功能(5
3.6测量功能(5
3.7数据记录、报警和统计功能(5
3.7.1整点数据记录(5
3.7.2负荷曲线记录(5
3.7.3报警功能(6
3.7.4电压合格率统计(6
3.7.5变压器运行统计功能(7
3.8数据安全防护以及接收和导入(7
3.9终端抄表(7
3.10远程通信(8
3.11上传信息量类型(8
3.12远程升级(8
4安全指标(8
4.1基本安全指标(8
4.1.1绝缘强度(8
4.1.2介电强度(9
4.2标识(9
4.3温升(9
4.4装置结构(9
4.5安全措施(9
5检验试验项目(9
5.1出厂检验(9
5.1.1基本安全测试(9
5.1.2基本功能特性检验(9
5.1.3基本误差测试(9
5.1.4高温老化试验(9
5.1.5数据传输检测(9
5.2其它试验(型式试验(9
5.2.1温度试验(9
5.2.2湿热试验(9
5.2.3冲击电压试验(9
5.2.4机械性能试验(10
5.2.5抗干扰能力(型式试验(10
6终端说明(10
6.1外型尺寸、重量(10
6.2按键定义(10
6.3指示灯说明(10
6.3.1通信接口模块盒指示灯(10
6.3.2GPRS模块盒指示灯(11
7显示(11
8安装(13
8.1安装方式(13
8.2安装尺寸(13
8.3端子接线图(14
8.4当终端用于单相变压器时,电压、电流分别只接一相,而且电压、电流要相互对应。
(14
9服务与培训(14
10运输和储存(14
11装箱清单(14
12注意事项(15
13特别提示(15
14安全警示(15
1概述
1.1引言
随着各级电力公司企业化、市场化改革的逐步完成,厂网分开格局的确定以及国内经济的快速发展所带来的局部、阶段性电力资源的短缺和广大电力用户对电力供给服务日益增长的优质化、多样化的需求,使得供电部门更加关注提高供电质量、改善服务水平、减负增效、降低线损、防止窃电和安全生产等这些对供电企业提高自己经济效益和社会效益意义重大的工作。
配变监测计量终端是珠海市科为电力科技有限公司按照国家有关标准和规定,在反复分析用户需求的基础上,积累多年的运行经验后,经过多次优化改进而推出的新一代无线配变监测设备。
该产品为配变监测提供了全新的自动化概念,将配变监测、远程抄表、无线通信等功能综合考虑,对加强用电监测,防止窃电、加强设备安全监视、预防事故,为线损管理、降低线损、提高运行管理和经济运行水平等提供科学依据。
1.2系统原理
基于GSM短信息/GPRS的配变监测系统,以公共的GSM/GPRS移动通信网络为载体,辅助以现场RS485总线、红外线等通讯方式,将变电站、大用户、公用配变、居民户等为主要控制管理对象,实现从变电站到供电线路再至电力用户的综合供用电监测、控制和管理。
本终端主要有六部分组成:
电源单元、处理单元、接口单元、交流采样单元、GPRS单元、后备电池单元,框图如下图1所示。
其中电源单元给GPRS单元、处理单元、接口单元、交流采样单元供电。
GPRS单元通过移动公司的GSM/GPRS网络同主台通讯,把终端的信息传递给主台,并执行来自主台的命令。
处理单元对各种数据进行统计分析后保存在处理单元的flash芯片内等待主站召测,同时处理单元也执行主台下发的命令,处理单元还配备有标准的RS232口,供现场通讯。
接口单元配置了标准的232接口,抄表的RS485接口和红外接口。
交流采样单元将电流、电压经取样电路分别取样后,送至专用芯片,再将得到的基本电参数传送给处理单元。
后备电池单元在终端电源停止供电时可给处理单元、GPRS单元供电,可实现停电抄表功能。
1.3系统平台
本系统采用先进的32位RISC嵌入式ARM7内核CPU,大屏幕图形点阵显示,显示内容丰富,64MbitFLASH大容量数据存储器,通信信道采用高速全双工的工业级GPRS模块;终端内置TCP/IP协议,支持各种有线及无线网络通信方式;支持网络在线升级。
2性能和参数指标
2.1电源
2.1.1供电方式
终端使用三相四线电源供电方式:
交流额定电压:
3×220V,在偏差±30%的范围内能正常工作;频率:
50Hz,在偏差±5%的范围内能正常工作。
交流额定电流:
3×5A,能承受2In输入24小时连续过载。
在任意断二相的情况下,终端在额定电压-20%~+30%的偏差下能正常工作。
注意:
当终端用于单相变压器时,电压、电流分别只接一相,而且电压、电流要相互对应。
2.1.2消耗功率
在守候状态(不与主站通信的状态下,配变监测计量终端的总功率消耗小于15VA:
交流电压输入额定值Un:
3×220V;电压测量回路功耗<0.5VA/相;
交流电流输入额定值In:
5A;电流测量回路功耗<0.75VA/相;
工作电源电压:
信号端取电或交流220V±20%,整机功耗≤5W;数据上传通讯时≤8W。
2.1.3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,维持4小时,终端不会出现损坏。
供电恢复正常后终端能正常工作,保存数据不会丢失。
2.1.4备用电源
终端装配有备用电池,终端在掉电的情况下,后备电池能维持10分钟正常运行,以保证终端断电情况下与主站数据通信。
2.2本地接口
2.2.1脉冲输出
具有2路有功、无功LED显示脉冲及4路光藕脉冲输出(正向有功、反向有功、正向无功、反向无功。
2.2.2RS-232接口
功能测试终端与PC通信专用通讯接口。
通信数率默认为:
4800bps,1位起始位,8位数据位,无校验位,1位停止位。
2.2.3RS-485接口
终端具备1路485本地通信接口,该接口与内部电路电气隔离。
终端的本地通信规约符合多功能电度表通信规约DL/T645-1997和Q/GDW130-2005电力负荷管理系统数据传输规约及江苏电网配电监测计量数据传输规约。
通信数率默认为:
1200bps,1位起始位,8位数据位,1位偶校验位,1位停止位。
2.2.4红外接口(高速红外可达115200bps
具有吸附式红外通讯接口,提供手持式抄读器通过该通讯接口实现本地对终端读取和参数设置。
通信数率默认为:
1200bps,1位起始位,8位数据位,1位偶校验位,1位停止位,通信规约同RS-485接口。
2.2.5开关量输入
8路开关量输入接口。
一路是内置供终端尾盖打开报警专用,一路是计量箱开门报警专用。
2.2.6告警输出、跳闸输出
a输出路数:
4路开/合双位置控制输出和1路告警继电器输出
b输出继电器型式:
双稳态继电器
c触点额定功率:
可接通和开断交流250V、10A
d触点寿命:
通、断上述额定电流不少于105次
2.2.7交流采样
三相三(四线制交流电压输入和交流三相电流互感器耦合输入
信号接入数量与方式要求如下:
一回三相三(四线方式电压直接接入,额定电压为3×220V。
交流电压输入范围:
每相电压允许输入范围为0~264VAC(0~120%。
一回三相电流经电流互感器耦合接入,额定电流为5A。
交流电流输入范围:
0~10A,能承受200%连续过载;耐受20倍过载电流5S以上;每相电流功率消耗≤1VA。
2.3无线信号指示
无线模块和模块启动及SIM卡安装在终端机壳内,且有外引天线的位置。
有表示GPRS信号和指示。
具有防止无线通信模块死机的断电自复位功能。
2.4测量范围及准确度要求
电流测量精度:
0~10A(满足电流互感器2500/5及以下变化
电压测量精度:
176V~264V(交流有效值
功率因数测量精度:
0.5(滞后~1.0~0.5(超前
在正常使用条件下,其综合统计误差rc≤±0.02;
在正常使用条件下,统计电压合格率的超上限值和越下限值基本误差均为rz≤±0.5%;
配变监测计量终端能够测量四象限有功(带有方向、无功(带有方向,且当输入电压模拟量的值在80%~120%额定值、输入电流模拟量的值在10%~120%额定值范围内变化时,配变监测计量终端各项电压、电流测量准确度为0.5级;有功功率、无功功率计量精度为1级;有功电能计量精确度为1级;无功电能计量精确度为2级。
数据存储容量:
≥12个月
数据通讯速率:
≥9600bit/s(随通讯方式确定
2.5可靠性指标
终端的可靠性指标是平均无故障工作时间(MTBFMTBF≥2×104h。
2.6运行环境
正常使用环境条件
z正常工作温度:
-15℃~+65℃;
z正常工作温度:
-25℃~+75℃。
z相对湿度:
5%~90%(包括凝露。
z大气压力:
86~108kPa。
zIP防护等级:
户内:
IP52户外:
IP56
电能计量部分的环境条件满足《DL/T614-1997多功能电能表》户外式电能表中规定的环境要求,在此环境要求下,电能计量精度能满足本规范的要求。
3功能
3.1计量功能
DTDL-401型配变监测计量终端设置开机自检和自动恢复系统,恢复时间小于或等于2s,使其在允许使用的条件下,能连续正常工作。
电压规格为三相四线3×220/380V。
可测量电压、电流、功率、电量、功率因数、最大需量、零序电流(通过矢量计算得出等交流量。
z有功正反向总电能量。
z无功正反向总电能量。
z三相相电压有效值。
z三相相电流有效值。
z三相功率因数和总功率因数。
z三相瞬时有功功率和瞬时无功功率。
a具有计量多时段的总正向有功电能、正反向无功电能,计量分相总电量的功能,并存储其
数据。
b具有日历、计时和闰年自动切换等功能,日历和时间的改变能防止非授权人操作的措施,
具有两套时区时段,并能在设定时间点自动切换,24小时内具有可以任意编程的4种费
率(尖、峰、平、谷、10个时段,每日的1~10个时段可与1~4个费率按需组合成为日时
段表(也可称套时段或季节费率,最多可设置4个,分别为第1日至第4日时段表。
c终端能储存最近12个月或最近31个抄表周期的数据,数据转存分界时间为每月月末24时
(月初零时或其他抄表日的任意时刻;可以定义其他抄表日及时刻;转存的同时,当月
最大需量值应自动复零,对非指定的抄表日,抄表时数据不转存,最大需量也不复零。
d抄表日及时刻设定能就地可设置,并具有相应权限的密码保护。
e能够在指定的时间区间内,测量最大需量、分时段最大需量及其出现的日期和时间。
f需量周期可在5、10、15、30、60分钟中选择,滑差(窗式需量周期的滑差时间可在1、
2、3、4、5分钟中选择,需量周期为滑差(窗时间的整数倍5倍以上,15倍及15倍以下。
g需量周期选择和滑差时间可就地设置。
h能接受远方冻结命令进行数据冻结或根据预设周期进行数据冻结,可以定时或立即冻结总
及个费率的有无功电量及瞬时量。
i具备二路LED显示脉冲及四路光耦电度脉冲输出,脉冲输出时间间隔保证在输入1%额定电
流,cosφ=1时每个脉冲间隔<1.5分钟,输出工作方式采用光电输出、脉宽为80ms±20%,
脉冲电量叠加后输出:
正向无功为Ⅰ+Ⅳ象限叠加输出、反向无功为II+III象限叠加输出。
l最大需量值能在就地清零。
3.2过负荷跳闸功能
当终端实时视在功率超过视在功率上上限(可设置时终端跳闸继电器将立即执行分闸动作。
终端视在功率小于视在功率上上限(可设置时将继电器恢复为合闸状态。
终端在保电状态下此功能无效。
3.3遥控跳合闸
终端按照主控站下发的控制命令对终端进行控制。
主台下发的遥控命令包括控制轮次、告警时间、控制(限电时间。
遥控跳合闸功能如下:
(1终端执行主控站下达的延时跳闸命令。
从接收到主站下发的命令开始倒计时,倒计时结束,终端输出跳闸信号。
(2终端执行主控站下达的立即跳闸或允许合闸命令。
一接收到主站下发的命令,终端就输出跳(合闸信号。
(3终端按主控站下达的计划限电时间延时后自动允许合闸。
如限电时间为0,表示不允许自动合闸。
(4终端在上电10分钟之内继电器不动作,但终端能够接收主台的控制命令。
10分钟后,自动解除这种限制。
(5控制命令类型包括:
遥控跳闸、合闸。
(6遥控告警延时:
跳闸继电器在跳闸动作前的告警时间范围0~15分钟;限电时间为跳闸后到允许自动合闸经过的时间,范围0~7.5,在限电时间结束时将该轮开关重新置“合”;如命令为合闸,则在收到命令时立即将该轮开关置为“合”。
(9终端自动记录命令下发时及跳闸后的负荷。
3.4保电功能
当终端处于保电投入时,不输出任何跳闸信号,但终端控制逻辑照样执行。
终端在某一段时间内未收到主台的召测命令时,终端会自动进入保电状态,该时间为终端无通信自动保电时间,该时间主台可以设置。
终端失电大于两分钟即为停电,终端此时上电会自动进入保电状态,保电时间为10分钟。
以上保电状态均可以通过主站下发保电解除命令退出保电状态。
3.5剔除功能
当终端收到剔除投入命令后,对于任何广播命令或终端组地址命令(对时命令除外均不响应。
3.6测量功能
测量功能包括如下:
a三相分相电压、分相电流。
b三相分相的有功功率、无功功率及总有功、无功功率。
c三相功率因数和总功率因数。
d当前开关状态及变位。
3.7数据记录、报警和统计功能
通过直接输入三项三(四线电压和电流,经过离散采样后计算得到相关电量数值并存储,进行对电量数值统计,具有事件纪录等功能。
3.7.1整点数据记录
纪录整点三相电压和电流、零序电压、零序电流、有功功率、功率因数、四象限电量。
3.7.2负荷曲线记录
终端具有以下数据的曲线记录,记录容量为15分钟间隔的数据,每点记录均有时标,时标记录数据采样时的“年、月、日、时、分”。
有无功电能量可按底度和增量两种方式存储。
时间间隔、记录内容选择等设定支持本地和远方均可以设定,出厂默认为15分钟采样间隔滚动数据记录。
电量冻结功能:
变电所及大用户有时会要求准确记录同一时刻各路进出线的电量,本产品增加了通过RS485总线的广播冻结命令,可冻结有功正向、有功反向各费率电量及总电量、无功正向、无功反向各费
率电量及总电量,同时记录冻结的时间。
费率号:
编程时用费率号来表示电表运行在何种费率,费率号用1、2、3、4表示,1对应峰费率,2对应平费率,3对应谷费率,4对应尖费率。
费率数:
表示电能表最多能切换的费率号的个数,其值最大不超过4。
如费率数为0,则电能表不论在哪个日时段,只运行峰费率。
日时段表号:
编程时用日时段表号来表示电表运行在第几日时段表,日时段表号用1、2、3、4表示,1对应第1日时段表,依次类推。
如编为0,则电表默认第1日时段表。
日时段表数:
表示电能表最多能运行的日时段表号的个数。
其值最大不超过4。
如日时段表数编为0,则电表只运行第1日时段表。
日时段数:
电能表每天最多能运行的日时段。
其值最大不超过10。
如为0,则电表只运行第1个日时段。
时区:
将一年划分几个时间段,每个时间段可实行不同的费率,该时间段的个数即为年时区数,其值最大不超过10。
如果年时区数小于已编程的年时区,则电能表只运行前面几个时区;若年时区数为2,则运行前2个时区;若年时区数编为0,则电能表只运行第一个时区(不管编程时编设了几个时区。
备用时区及启用时间:
电能表可设置一个自动转换的时间,到设定的时间后电表自动切换到备用时区,方便用户统一修改时段。
公共假日:
一般指每年相同的国家规定的假日,如1月1日、10月1日等,可由用户任意设定。
公共假日数:
电能表一年中能运行在公共假日状态下的最大天数(不包括春节期间,其值最大不超过24,分别为第1公共假日,第2公共假日,依次类推。
如公共假日数为0,表示公共假日选择无数。
特殊假日:
一般指每年不同的国家规定的假日,如春节(05年2月9日等,可有用户根据各年实际的假日来设定。
特殊假日数:
电能表能运行在特殊假日状态下的最多天数,其值最大不超过200,分别为第1特殊假日,第2特殊假日,依次类推。
如特殊假日数为0,表示特殊假日选择无效。
周休日:
每周可设1~2日为休息日,自动转换为工休日时段。
3.7.3报警功能
按照设定的阀值、允许持续时间告警等,能实时计算出负荷电流的三相不平衡、过负荷等,超限时产生报警记录,同时告警继电器和蜂鸣器输出相应告警信号。
变压器运行状态报警功能及报警记录数据格式如下:
z过压(ERC24、断相或失压告警(ERC10
z电流回路(短路、开路、反极性异常告警(ERC9
z视在功率越限告警(ERC26。
z电压逆相序告警(ERC11。
z状态量变位报警。
(ERC14
z电压、电流越限报警(ERC24、ERC25
具备遥信功能:
终端具备两组遥信开关量输入,接点采用无源隔离接入,接点类型常闭。
其中一组是内置供终端尾盖打开报警专用,定义为接点1。
另外一组作为计量箱开门报警专用,定义为接点2,置于基表辅助端子最右侧。
ERC24、ERC10、ERC9、ERC26、ERC11、ERC14、ERC24、ERC25数据格式见《Q/GDW130-2005电力负荷管理系统数据传输规约》5.11.2.5。
3.7.4电压合格率统计
按照设定的允许电压上、下限,按抄表周期统计电压合格率。
终端能够保存最近31个抄表周期的数据;其统计结果保存在非易失存储器中,可与有功、无功电能量同步读取。
3.7.5变压器运行统计功能
z有功最大需量及其出现时间
z无功最大需量及其出现时间
z三相电压最大/最小值及其出现时间。
z三相电流最大及其出现时间
z三相有功功率最大值及其出现时间
z三相过压/欠压累计时间
z三相电流越上限的累积时间
z三相不平衡超限累计时间
z零序电流/电压的日最大值
z运行时间、失电时间(指三相电压均低于50%
z功率因数超限累积时间
z电压越上/下限起/止时间及当次越限极值、相标记,每日存的次数可以设定
z电流过流起/止时间及本次越限极值,每日存的次数可以设定
3.8数据安全防护以及接收和导入
终端数据安全满足以下要求:
a计量参数设置、电量清零、需量清零等(除广播校时外按参数分类有硬件的写保护措施。
b失去工作电源时,终端能保持断电前数据及保证实时时钟计时正常,数据能无电保存5年
以上,实时时钟能持续计时10年以上。
(包括月、日统计及整点数据
数据通讯速率:
≥9600bit/s(随通讯方式确定
c能够记录终端内部异常事件(如自检错,硬件错等发生的时间及当前电量。
d终端计量误差调整设置仅能够在本地设置;终端出厂时,需有硬件方法禁止对其进行调整。
e终端具备和主站对时的功能,其误差范围±5S。
f所有参数设置、终端断电、复位等操作均能产生相应记录,记录不可删除,并可以远方抄
测。
g告警、操作、事件等记录记忆容量总数不少于200条,记录个数超过容量时,覆盖时标最
早的记录。
h终端记忆的任何数据都自带数据完整性校验功能,具有有效/无效校验和指示功能。
数据接收和导入:
a配变监测计量终端所测量、计算、存储的配变运行数据,在供电分公司数据服务中心通过无线公网
(GPRS/CDMA进行数据接收、入库,数据接收方式可以自动主传或被传,并具有自动补抄配变监测计量终端存储数据有效期内的负荷信息。
b数据导入格式:
远程无线通讯数据抄录的数据导入满足用户所定义的通讯规约格式。
配变监测计量终端可按规定输出存储的各项纪录与统计值;配变监测计量终端调换后,历史数据能正确导入到系统中或新替换的设备中去。
3.9终端抄表
1、规约:
支持DL/T-645电表规约。
终端同时支持不少于两种规约的电表接入,支持主站远程升级终端电表规约库。
2、复位方式及自动抄表日
为了方便用户,可选择以下四种复位方式完成对电量的转存和需量转存及清零:
485口、红外口、GPRS通信口、自动。
485复位:
通过485总线发DL/T645标准中的“最大需量清零”命令给数据处理单元,电能
表完成电量的转存、当前需量存贮并清零操作。
红外复位:
通过红外通道发DL/T645标准中的“最大需量清零”命令给数据处理单元,实现的功能与485复位相同。
GPRS复位:
通过GPRS通道发DL/T645标准中的“最大需量清零”命令给数据处理单元,实现的功能与485复位相同。
自动复位:
通过设置自动抄表日实现,自动抄表日可以为每月的任一天的任意时刻,抄表日只可在1-28日内选择。
自动抄表操作同样完成电量的转存、当前需量的存贮及清零。
终端能存储31个抄表周期的数据。
3、停电抄表功能
●可用红外通信完成编程设置和抄表。
●终端在交流供电断开的时候,终端自动立即切换到后备电池供电,可持续时间为10分钟。
终端在完全停电情况下,按键可进入停电唤醒的工作状态,最长持续时间为5分钟。
以上两种电池供电状态下,除不对计量,其它均与正常工作时相同,此时可实现当地红外通讯抄表及主站远程通讯抄表功能。
通信成功电池供电时间相应顺延。
注:
如交流停电终端不能进入电池供电运行状态或停电时按键无法唤醒终端,按显示键无法唤醒电表,可能是电池电力不足所致。
新的电池和停电超出一个月以上的电表,必须加正常的工作电压,运行3-4小时以上,让电池充上足够的电力即可。
3.10远程通信
规约:
支持国标Q/GDW130-2005电力负荷管理系统数据传输规约。
能够支持GPRS/CDMA、短消息、拨号(点对点等方式,实现数据的远程传输。
通信模块采用业界主流厂商工业级的无线通信芯片。
终端的无线通信部分是模块化设计,支持热拨插,方便维护和更换。
若更换通信网络类型,只需更换通信模块,不需更换整个终端。
配变监测计量终端通过GPRS/CDMA无线公网,与主站服务器进行连接并完成数据通讯。
¾支持GPRS900/1800双频或CDMA800/1900双频。
¾配变监测计量终端满足GPRS和CDMA两种通讯的性能要求,便于互换。
支持主动定时数据上传或接收主站召回命令数据上传的远传方式:
¾级每天0点后定时传回相应的整点数据及相关统计数据。
¾根据需要人工下发命令,实时查询当前配变监测计量终端全部数据功能。
3.11上传信息量类型
整点三相电压和电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、四
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