1、1级三相费控智能电能表技术规范1级三相费控智能电能表技术规范Technical specification for class 1 prepayment polyphase smart electricity meters 目 次 1适用范围1.1本标准适用于公司系统1级三相费控智能电能表（以下简称“电能表”）的招标、检验、验收等工作，它包括技术指标、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。1.2凡本标准中未述及，但在有关国家、电力行业或IEC等标准中做了规定的条文，应按相应标准执行。2规范性引用文件下列标准中的条款通过本标准的引
2、用而成为本标准的条款，其最新版本适用于本标准。除本标准中规定的技术参数和要求外,其余均应遵循最新版本的国家标准、电力行业标准。如果制造单位有自已的标准或规范,原则上采用更高要求的标准。IEC 62053-21 1和2级静止式交流有功电能表的特殊要求IEC 62053-23 2和3级静止式交流无功电能表的特殊要求GB/T 15284-2002 多费率电能表特殊要求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 17215.211
3、-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 17215.321-20071级和2级静止式交流有功电能表GB/T 17215.301-2007多功能电能表特殊要求GB 4208-2008 外壳防护等级（IP代码）GB/T 15464-1995 仪器仪表包装通用技术条件JJG 596-1999 电子式电能表JB/T 6214-1992 仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则DL/T614-2007 多功能电能表DL/T 645-2007 多功能电能表通信协议DL/T 566-1995 电压失压计时器技术条件DL/T 830-2002 静止式单相交流
4、有功电能表使用导则Q/GDW 206-2008 电能表抽样技术规范Q/GDW XXX-2009 三相智能电能表型式规范Q/GDW XXX-2009 智能电能表功能规范Q/GDW XXX-2009 智能电能表信息交换安全认证技术规范3术语和定义3.1 智能电能表 smart electricity meter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、数据处理、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最大需量 maximum demand在规定的时
5、间段内记录的需量的最大值。3.5滑差时间 sliding window time 依次递推用来测量最大需量的小于需量周期的时间间隔。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将一天中的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具备合理的电气接口，具有特定的
6、封装形式的介质，如IC卡、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。3.11 CPU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 frequency card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。3.13 ESAM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 balan
7、ce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累计电量 total consumption电能表自使用以来各费率单元及总计单元累计电能值。3.16透支金额 overdraft用户已使用但未缴纳电费的金额值，该值小于零。3.17透支门限金额 limiting overdraft允许用户合法使用的最大透支金额。3.18报警金额 limiting charge剩余金额报警值，当剩余金额小于等于报警值时，电能表给出光报警。3.19负荷开关 load switch用于切断和恢复用户负载的电气设备。3.20阶梯电量 step power quantity在一个约定的用电结算周期内
8、，把用电量分为两段或多段，每一分段用电量范围内都有一个单位电价，单位电价在分段内保持不变，但是单位电价会随着分段不同而变化。3.21阶梯电价 step tariff针对不同阶梯电量制定的单位电价。3.22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（对宽量程的电能表此值为参比电压下限）的60%。3.23失压 loss of voltage在三相供电系统中，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正常工作电压的78%时，且持续时间大于1分钟，此种工况称为失压。 3.24全失压 no-voltage若三相电压均低于电能表的临界电压，且负荷电流大
9、于5%额定（基本）电流的工况，称为全失压。3.25断相 loss of phase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。 3.26失流 loss of current在三相供电系统中，三相有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。4技术要求4.1规格要求4.1.1参比电压：3220/380V，357.7/100V；4.1.2参比电流：电能表采用直接接入方式，其基本电流（Ib）为5A、10A、20A；采用经互感器接入方式，其额定电流（In）为1.5A。最大电流宜在参比电流的4倍及
10、以上。4.1.3参比频率：50Hz。4.1.4脉冲常数：电能表的脉冲常数由下式决定并取百位整数：C= (2 3)x107/（mUnImaxt）imp/kWh式中：C-电能表常数；m-测量单元数；Un-参比电压；Imax-最大电流；t-时间间隔，为1h。4.2机械及结构要求电能表机械和结构要求除应符合三相智能电能表型式规范的规定外，还应满足以下要求。4.2.1 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。尤其保证：防电击的人身安全；防过高温影响的人身安全；防火焰蔓延的安全；防固体异物、灰尘及水的保护。易受腐蚀的所有部件在正常条件下应予以有效防护。任一保护层在正常工作条件下
11、不应由于一般的操作而引起损坏，也不应由于在空气中暴露而受损。电能表应有足够的机械强度，并能承受在正常工作条件下可能出现的高温和低温。部件应可靠地紧固并确保不松动。电气接线应防止断路，包括在本标准规定的某些过载条件下。电能表结构应使由于布线、螺钉等偶然松动引起的带电部位与可触及导电部件之间绝缘短路的危险最小。电能表应能耐阳光照射。4.2.2 表壳表壳应具有阻燃、密封、防尘、防潮、防水性能，并有一定的强度，由能抗变形、腐蚀、老化的阻燃、环保材料制成。表壳应可实施封印，前后有螺丝固定。只有破坏封印才能打开前后螺丝触及表内部件。表壳悬挂点应采用镀锌铁或不锈钢构件。表壳的结构和装配应能保证在出现非永久性
12、变形时不妨碍电能表正常工作。表壳的全部或部分是金属材料时，应具有保护接地端，采用延伸型或嵌入型表座，采用II类防护绝缘包封。4.2.2.1 表盖表盖由能抗变形、抗腐蚀、抗老化的阻燃、环保材料制成，应密封防尘并有一定的强度，上紧螺丝后，不应有变形现象。表盖的透明窗口应采用透明度好的材料（不应使用回收料），透明窗口与上盖应无缝紧密结合。4.2.2.2 端子盖、接线端子、端子座、螺钉、底座电能表应有独立可封印的端子盖。端子座应有足够的绝缘性能和机械强度。 导线同接线端子的固定方式应确保充分的和持久的接触，以免松动和发热。每一接线端子中的所有部件，应保证同任一其他金属部件相接触而产生腐蚀的可能性最小。
13、 组装在一起并具有不同电位的端子应加以保护，以防偶然短路。 各接线端子、固定导体的螺钉、外部的或内部的导体，不应同金属端盖接触。端子座、端子盖和底座应使用绝缘、阻燃、防紫外线的材料制成，具有不燃性（端子座的热丝试验温度为：96015，端子盖和底座的热丝试验温度为：65015）。端子座内所有桩头一体化，采用“-”型、“+”型通用螺钉。电压、电流接线端子的接线柱在受到向内60N的接线压力时，接线柱应不内缩；辅助接线端子的接线柱在受到向内10N的接线压力时，接线柱应不内缩。采用延伸型或嵌入型底座。底座设计应考虑安装方便。4.2.3显示4.2.3.1电能表采用LCD显示，LCD尺寸、屏显图形和内容、技
14、术指标应不低于三相智能电能表型式规范的有关要求，并应根据电能表工作温度范围选用不同类型的LCD。在电能表正常使用条件下，LCD使用寿命应大于10年。4.2.3.2 在安装有表盖的条件下，其电子显示器外部应能承受15kV试验电压的静电空气放电。4.2.3.3 电量数据显示位数不少于8位，小数位可设置且不少于2位。4.2.3.4具备背光显示功能。电能表在运行状态下可通过按键、红外等触发方式点亮背光，2个自动轮显周期后关闭背光。4.2.4输出接口4.2.4.1电能量脉冲输出电能表应具有与其电量成正比的电脉冲和LED脉冲测试端口（有功、无功），脉冲测试端口能用适当的测试设备检测，脉冲宽度为：80ms2
15、0ms。电脉冲应经光电隔离后输出；LED脉冲采用超亮、长寿命LED作电量脉冲指示，测试端口能从正面触及到。4.2.4.2多功能测试接口电能表应具有日计时误差检测信号、时段投切信号以及需量周期信号输出；三个输出信号可以使用同一输出接口（多功能测试接口），并可通过编程设置进行切换；电能表断电后再次上电，多功能测试接口输出信号默认为日计时误差检测信号。4.2.4.3报警输出接口具有报警输出接点，接点额定参数：交流电压220V、电流5A；直流电压100V，电流0.1A。4.2.5 铭牌标志应清晰，能防紫外线辐射（7级以上），不退色，并符合GB/T 17215.321-2008和GB/T 17215.3
16、23-2008要求。条形码采用激光光刻技术刻蚀在电能表铭牌上，并应符合Q/GDW 2052008的要求。铭牌盖板应可以翻开，并能实施封印。4.2.6 封印电能表表壳上应具有施加两个封印的位置。出厂的电能表应具备完整的两个封印，封印具有一次性防撬和防伪功能，并有明显生产厂家标识。4.2.7 接线图和标识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、辅助接线端子等接线图，接线图清晰、永久不脱落。4.2.8 电池a) 抄表及全失压电池应使用绿色环保锂电池，此电池电量不足时，电能表应自动提示、报警，电池应方便用户更换。b) 时钟电池采用绿色环保锂电池，在电能表寿命
17、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。4.2.9外形尺寸应符合国家电网公司三相智能电能表型式规范要求。4.2.10电源供电方式电能表电源由线路供电；电能表应具备带隔离的多路输出电源，分别提供表内部测量与数据处理单元（或测量单元、数据处理单元）、通信单元使用。对于三相四线电能表，当电能表三相电压中有任两相断相后，电能表应能正常工作；对于三相三线电能表，当电能表三相电压中有任一相断相后，电能表应能正常工作。4.2.11开关、按键开关、按键应灵活可靠，无卡死或接触不良现象，各部件应紧固无松动。编程键设置在铭牌盖板下方，应能施加封印，防
18、止非授权人操作。 4.2.12 CPU卡对于采用CPU卡的电能表，CPU卡相关设备至少应满足以下要求。4.2.12.1插口介质的插口应能防尘、防水。防尘应达到GB 4208中规定的IP5X防护等级要求；防水对于户内的应达到IPXl防护等级，对于户外的应达到IPX4防护等级。4.2.12.2卡座CPU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。电能表在正常工作状态下，将金属片插入卡座5min后拔出，试验后电能表能正常工作，内存数据不丢失。4.2.12.2.1触点压力卡座读写头触点对卡的每一个触点的压力应保证满足接触点不可大于0.6N，在插拔过程中不应损坏卡和集成电路或使
19、之产生划痕。4.2.12.2.2接触电阻干净卡的触点与于净的卡座触点的接触电阻应不大于100 毫欧4.2.12.2.3短路保护卡座应具有承受触点间短路的能力，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。4.2.12.2.4电源通断保护已插入CPU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。4.2.12.2.5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CPU卡插拔4.2.13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
20、误动作和便于现场测试的安全措施。触点寿命：通、断上述电流不小于6000次。电能表电压线路施加参比电压，电流线路通过1.2Imax，使开关通断10次。试验后，电能表应能正常工作。电能表电压线路在参比电压的70%120%时，负荷开关应能正常工作。采用外置负荷开关时，电能表设计一组开关信号。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。4.2.14 表内配件表内所有器件均应经过防锈蚀、防氧化处理，内部连接线路采用焊接方式或插接方式。如采用插接方式时应紧
21、固、牢靠。端子座电流接线采用嵌入式双螺钉旋紧。4.3环境条件4.3.1参比温度及参比湿度参比温度为23 C；参比湿度为40% 60%。4.3.2温湿度范围（见表4-1、4-2）表4-1温度范围安装方式户内式户外式规定的工作范围-10 C 45 C-25 C 60 C极限工作范围-25 C 60 C-40 C 70 C储存和运输极限范围-25 C 70 C-40 C 70 C表4-2相对湿度年平均 75%30天（这些天以自然方式分布在一年中）95%在其他天偶然出现85%招标方可根据实际使用情况对温度范围提出特殊要求。4.3.3大气压力63.0kPa 106.0 kPa（海拔4000 m及以下），
22、特殊订货要求除外。4.4功能要求电能表的功能应满足下述要求，其他功能要求参见智能电能表功能规范。4.4.1 电能计量4.4.1.1具有正向有功、反向有功电能、四象限无功电能计量功能，并可以据此设置组合有功和组合无功电能。4.4.1.2 四象限无功电能除能分别记录、显示外，还可通过软件编程，实现组合无功1和组合无功2的计算、记录、显示。（注：循环显示组合无功1和组合无功2，但可按显和采集四象限无功量）。4.4.1.3具有分时计量功能，即可按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷有功电能、无功电能；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。4.4.1.4 具有计量分相有功电能量功
23、能，不应采用分相电能量算术加的方式计算总电能量。4.4.1.5 能存储12个结算日电量数据，结算时间可设定为每月中任何一天的整点时刻。4.4.1.6电能表的参数可根据需要设定；电能量参数不得设置底度值，只能清零；清零必须使用硬件编程键。4.4.2 需量测量4.4.2.1测量双向最大需量、分时段最大需量及其出现的日期和时间，并存储带时标的数据。4.4.2.2最大需量值应能手动（或使用抄表器）清零，需量手动清零应有防止非授权人操作的措施。4.4.2.3最大需量测量采用滑差方式，需量周期和滑差时间可设置。出厂默认值：需量周期15min、滑差时间1min。4.4.2.4当发生电压线路上电、时段转换、清
24、零、时钟调整等情况时，电能表应从当前时刻开始，按照需量周期进行需量测量，当第一个需量周期完成后，按滑差间隔开始最大需量测量。在一个不完整的需量周期内，不做最大需量的记录。4.4.2.5能存储12个结算日最大需量数据。4.4.3 显示功能4.4.3.1电能表显示内容包括主显示数据，辅助显示代码和汉字两个方面；显示内容对应显示代码参见智能电能表功能规范附录B。4.4.3.2显示分为自动循显和按键显示两种方式，显示项目可按要求进行设置。按键显示时LCD应启动背光方式。循环显示周期可以在520秒范围内设置，默认值为5秒；循环显示和按键显示的项目参见附录B。4.4.3.3电能表显示方式和显示要求应满足三
25、相智能电能表型式规范中5.1和5.2的相关要求。4.4.3.4具有异常提示功能。当电能表运行出现异常（失压、电流严重不平衡、断相、逆相序等）时，显示应停留在该代码上，并同时进行光报警。出错代码至少包括下列故障：内部程序错误、时钟错误、存储器故障或损坏。4.4.4时钟、时段及费率功能4.4.4.1采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路，具有日历、计时和闰年自动切换功能。内部时钟端子输出频率为1Hz。4.4.4.2至少具有两套费率时段，可通过预先设置时间实现两套费率时段的自动切换。每套费率时段全年至少可设置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，并且时段间隔大于表内设定的
26、需量周期值，时段可跨越零点设置。4.4.5校时4.4.5.1 通过RS485、红外等通信接口可对电能表校时，除广播校时外，校时必须在编程状态下才能进行。 4.4.5.2广播校时无需编程键和通信密码配合，每天只允许一次，电能表可接受的广播校时范围不得大于5min，应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；当校正时间大于5min时，电能表只有通过现场进行校时。 4.4.6测量及监测能测量、记录、显示当前电能表的总及各分相电压、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%。提供越限监测功能，可对线（相）电压、电流、功率因数等参数设置限值并进行监测，当某参数超出或低于
27、设定的限值时，应以事件方式进行记录，记录格式及要求按DL/T 645-2007及其备案文件执行。4.4.7事件记录4.4.7.1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。4.4.7.2应记录需量清零的总次数，最近10次需量清零的时刻、操作者代码。4.4.7.3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。4.4.7.4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。4.4.7.5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。4.4.7.6应记录各相失流的总次数，最近10次失
28、流发生时刻、结束时刻及对应的电能量数据等信息。4.4.7.7应记录最近10次电流不平衡发生、结束时刻及对应的电能量数据。4.4.7.8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值量数据。4.4.7.9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。4.4.7.10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。4.4.7.11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。4.4.7.12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。4.4.7.13应记录掉电的总次数，最近10次掉电发生及结束的时刻。4.4.7.14应记
29、录全失压的总次数，最近10次全失压发生时刻、结束时刻、及对应的电流值。4.4.7.15可抄读每种事件记录总发生次数和（或）总累计时间。4.4.7.16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。 4.4.8冻结4.4.8.1 定时冻结：按照指定的时刻、时间间隔冻结电能量数据，每个冻结量至少保存12次。4.4.8.2 瞬时冻结：在非正常情况下，冻结当前的所有电量数据、日历和时间以及重要的测量数据；瞬时冻结量保存最后3次数据。4.4.8.3 约定冻结：在新老两种费率/时段转换、阶梯电价转换或电力公司认为有特殊要求时，冻结约定时刻的电量以及其他重
30、要数据。4.4.8.4日冻结：存储每天零点的电能量，可存储2个月的数据量。4.4.8.5冻结内容及标识符应符合DL/T 645-2007及其备案文件要求。4.4.9负荷记录4.4.9.1负荷记录内容可以从DL/T 645-2007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。4.4.9.2负荷记录间隔时间可以在160min范围内设置，每类负荷记录的时间间隔可以相同，也可以不同。4.4.9.3 负荷记录存储空间应保证在记录正反向有功总电能、无功总电能、四象限无功总电能，时间间隔为1min的情况下可记录不少于
31、40天的数据容量。4.4.10 停电抄表在停电状态下，能通过按键或非接触方式唤醒电能表，抄读电能量等数据。4.4.11数据存储功能4.4.11.1至少能存储上12个结算日的双向总电能量和各费率的电能量数据，数据转存分界时刻为月末24时（月初零时）或在每月1至28日内的整点时刻。4.4.11.2至少能存储上12个结算日的双向最大需量、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24时（月初零时）或在每月1至28日内的整点时刻。月末转存的同时，当月的最大需量值应自动复零，其他时刻最大需量值不转存，最大需量也不复零。4.4.11.3 电能表电源失电后，所有与结算有关的数据保存时间应不少于10年，其它数据保
