Q GDW 11204-2014 变电站电能量采集终端技术规范及编制说明.pdf
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1、 ICS 29.240 Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW 112042014 变电站电能量采集终端技术规范 Technical specification for electric energy acquisition terminal of substation 2014 - 11 - 15 发布 2014- 11 - 15 实施国家电网公司 发布目 次 前 言 . . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 缩略语 . 2 5 总则 . 2 6 硬件技术要求 . 2 7 软件功能要求 . 5 8 外部通信要求 . . 11 9 性能指标要
2、求 . . 12 10 包装要求 . 13 11 运维管理 要求 . 13 编 制 说 明 . 16 Q/GDW 112042014 I前 言 为提高变电站的电能量采集系统建设效率和效益,规范电能量数据采集关键技术指标,满足设计和工程应用,特编制本规范。本标准适用于国(分) 、省级调管范围内各电压等级的变电站(含智能变电站)的电能量采集终端的技术及功能要求,发电厂及地县调管范围的厂站电能量采集终端参照执行,本标准为电能量采集终端的设计、制造、检验和使用提供统一的技术依据。 本标准由国家电力调度控制中心提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准主要起草单位:国家电网公司华北电力调控分
3、中心、南瑞集团公司(国网电力科学研究院 )、中国电力科学研究院。 本标准主要起草人:王耀鑫、程芸、刘韶华、谢旭、陶洪铸、张勇、张哲、南贵林、宁剑、祝恩国、刘之滨、刘文松。 本标准为首次发布。 Q/GDW 112042014 1变电站电能量采集终端技术规范 1 范围 本标准规定了变电站电能量采集终端的硬件、软件功能、外部通信、性能指标和包装等技术要求以及运维管理要求。 本标准适用于国家电网公司所属国(分)、省级调控机构管辖范围内各电压等级变电站(含智能变电站)的电能量采集终端的设计、制造、检验和使用,发电厂及地县调度机构管辖范围内厂站的电能量采集终端参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本
4、文件的引用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件,仅注明日期的版本适用于本文件;凡是不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 DL/T 860 变电站通信网络和系统 DL/T 645 多功能电能表通信规约 DL/T 719 远动设备及系统 第 5 部分: 传输规约 第 102 篇: 电力系统电能累计量传输配套标准 (idt IEC 60870-5-102) DL/T 698.31-2010 电能信息采集与管理系统 第 3-1 部分 电能信息采集终端技术规范通用要求GB/T 4208 外壳防护等级( IP 代码) GB/T 19520.12 2009 电子设备机械结构 4
5、82.6mm(19in)系列机械结构尺寸插箱及其插件 GB/T 5169.11 2006 电工电子产品着火危险试验 第 11 部分 :灼热丝 /热丝基本试验方法成品的灼热丝可燃性试验方法 GB/T 16935.1 2008 低压系统内设备的绝缘配合 第 1 部分:原理、要求和试验 GB/T 15464 仪器仪表包装通用技术条件 IEC1107-1996 读表、费率和负荷控制的数据交换直接本地数据交换( Data exchange for meter reading, tariff and load control; direct local data exchange) IEC 62056.5
6、3.2002 电能计量用于抄表、费率和负荷控制的数据交换( Electricity metering - Data exchange for meter reading, tariff and load control) 电力二次系统安全防护规定 (国家电力监管委员会 2004第 5 号令 ) 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 变电站电能量采集终端 Electric En ergy Data Acquisition Terminal of Substation 变电站电能量采集终端是收集厂站内各电能表的数据,并进行处理储存,同时能和主站或站内设备进行数据交换的设备。以下简称
7、采集终端。 Q/GDW 112042014 23.2 智能变电站 Smart Substation 智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 3.3 智能电子设备配置工具文件 Configured IED Description 智能电子设备配置工具是变电站配置语言的一类,用于描述通信相关的智能电子设备配置和参数、通信系统结构、开关间隔结构及它们之间的关系,是最终的配置文件。
8、3.4 配电线路报文规范 Distribution Li ne Message Specification 配电线报文规范是 IEC 62056-53 应用层规范,独立于应用层以下的各个低层,与通信信道无关的设备语言报文规范,用于在计算机集成环境中支持与(能量)分配设备间的消息交换,支持任何能量类型如电、水、气或热的计量,应用于远程抄表、远程控制以及增值服务。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 IED :智能电子设备(Intelligent E lectronic Device) CID :IED配置工具文件(Configured IED Description ) DLMS:配电线报文规
9、范(Distributi on Line Message Specification) 5 总则 电能量采集终端的总体技术原则应满足: a)电能量采集终端对变电站或发电厂内安装的电能表信息进行采集、处理,存储和传输,实现电能信息数据管理、传输及电能表运行管理等应用功能; b)电能量采集终端应能与电能量计量主站系统、变电站自动化系统和发电厂监控系统交换数据; c)电能量采集终端应遵循电力二次系统安全防护规定 (国家电力监管委员会 2004第 5 号令 ),部署在生产控制大区的安全 II 区。 6 硬件技术要求 6.1 工作电源 6.1.1 工作电源 采集终端应支持交、直流供电,模块化设计,具备双
10、电源冗余热备。 交、直流电源应具有输入过压、过流保护,直流反极性输入保护等措施。 6.1.2 额定值及允许偏差 交流电源: AC 220V,允许偏差 20 +20,频率为 50Hz,允许偏差 +2。 Q/GDW 112042014 3直流电源: DC 220V/110V,允许偏差 20 +20 ,直流电源电压纹波不大于 5%。 6.1.3 功率消耗 正常工作时,整机功耗 30W(最大配置) 。 6.1.4 无供电状态下数据和时钟保持 在无外部供电电源状态下,存储数据保存至少十年,时钟至少正常运行五年。电源恢复时,保存数据不丢失,内部时钟正常运行。 6.2 结构 采集终端宜采用符合GB/T 19
11、520.12规范的 3U工业标准机箱,并采用模块化结构,支持热插拔。采集终端外壳应有足够的强度,外物撞击造成的变形应不影响其正常工作。 6.3 绝缘性能要求 6.3.1 绝缘电阻 采集终端各电气回路对地和各电气回路之间的绝缘电阻应满足表 1 的要求: 表 1 绝 缘 电 阻 单位: 绝缘电阻 M 额定绝缘电压 V 正常条件 湿热条件 测试电压 V U 60 10 2 250 60 U 250 10 2 500 U 250 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 U 250V 的要求。 6.3.2 绝缘强度 电源回路、输出回路各自对地和电气隔离的各回路之间,应满足表
12、2 中规定的试验。试验时不得出现击穿、闪络现象,泄漏电流应不大于 5mA。 表 2 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 U 60 500 125 U 250 2000 60 U 125 1500 250 U 400 2500 注:耐受条件为 50Hz 的交流电压,历时 1min 的绝缘强度试验。 6.3.3 冲击电压 电源回路、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 3 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。 Q/GDW 112042014 4表 3 冲击电压峰值 单位:V
13、 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 U 60 2000 125 U 250 5000 60 U 125 5000 250 U 400 6000 注: RS485 接口与电源回路间试验电压不低于 4000V。 6.4 外壳防护性能 符合 GB/T 4208 规定的 IP40 级要求。 6.5 接线端子 6.5.1 一般要求 采集终端连接线应经过接线端子,接线端子及其绝缘部件应采用端子排。强电端子和弱电端子分开排列,具备有效的绝缘隔离。电源线端子的结构应与截面为 4 6mm2的引出线配合。其它出线端子的结构应与截面为 1.5 2.5mm2的引出线配合。端子应有明显的编号和
14、标识。 端子排应牢固固定,使其不致于因振动、发热等而变松,同时还应能方便进行检查和维护。 6.5.2 绝缘强度 端子排的绝缘强度应符合本标准 6.3.2 的要求。 6.5.3 阻燃性能 端子排的阻燃性能应符合 GB/T 5169.11 2006 的阻燃要求。 6.5.4 接地端子 金属外壳以及终端正常工作中可能被接触的金属部分,应连接到独立的保护接地端子上。接地端子应有清楚的接地符号。接地端子的截面积应不小于 20mm2。 6.5.5 电气间隙和爬电距离 裸露的带电部分对地和对其它带电部分之间, 以及出线端子螺钉对金属外壳之间应具有表 4 规定的最小电气间隙和爬电距离。对于工作在海拔高度 20
15、00 米以上的终端的电气间隙应按 GB/T 16935.12008 的规定进行修正。 表 4 最小电气间隙和爬电距离 额定电压 V 电气间隙 mm 爬电距离 mm U 25 1 1.5 25 U 60 2 2 60 U 250 3 4 250 U 380 4 5 6.6 金属部分的防腐蚀 在正常运行条件下可能受到腐蚀或能生锈的金属部分,应有防锈、防腐的涂层或镀层。 6.7 环境条件 Q/GDW 112042014 56.7.1 温湿度范围 采集终端正常运行的气候环境条件见表 5。 表 5 气候环境条件分类 空 气 温 度 湿 度 场所类型 级别 范 围() 最大变化率( 1)( /h) 相对湿
16、度( 2)() 最大绝对湿度 ( g/m3) C1 5 45 0.5 5 95 遮 蔽 C2 25 55 0.5 10 100 29 协议特定 CX ( 1)温度变化率取 5 min 时间内平均值。 ( 2)相对湿度包括凝露。 6.7.2 大气压力 采集终端在海拔 3000 米及以下( 63.0kPa 106.0kPa)应能正常工作,高海拔地区要求采集终端满足在海拔 3000 4700 米 (48.2kPa63.0kPa)正常工作。 6.8 机械影响 采集终端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: a)频率范围: 2Hz 500Hz; b)位移
17、幅值: 0.3mm(频率 9Hz) ; c)加速度幅值: 1m/s2(频率 9Hz) 。 7 软件功能要求 7.1 功能配置 采集终端的功能配置见表 6。 表 6 电能量采集终端的功能配置 序号 项目 必备 选配 电能表数据采集 1 数据采集 状态量采集 实时和当前数据 历史日数据 历史月数据 2 数据管理 和存储 电能表运行状况监测 时钟召唤和对时 3 参数设置 和查询 终端参数 Q/GDW 112042014 6表 6 (续) 序号 项目 必备 选配 抄表参数 3 参数设置 和查询 其它(限值等)参数 终端事件记录 4 事件记录 电能表事件记录 与远方主站通信 5 数据传输 与站内监控设备
18、通信 运行状态指示 本地人机界面查询和设置 本地维护接口 6 本地功能 本地扩展接口 自检自恢复 7 终端维护 终端初始化 7.2 数据采集 7.2.1 采集数据类型 采集终端按设定的采集周期采集电能表数据,缺省采集周期为 15min,并根据主站召唤请求上传相应数据,采集数据项见表 7。 表 7 采 集 数 据 序号 数据类型 数 据 项 必选 可选 数据源1 当前正向有功电能示值 /增量(总、各费率) 电能表2 当前正向无功电能示值 /增量(总、各费率) 电能表3 当前反向有功电能示值 /增量(总、各费率) 电能表4 当前反向无功电能示值 /增量(总、各费率) 电能表5 电能示值 /增量 当
19、前一四象限无功电能示值 /增量(总、各费率) 电能表6 当月正向有功最大需量及发生时间(总、各费率) 电能表7 当月正向无功最大需量及发生时间(总、各费率) 电能表8 当月反向有功最大需量及发生时间(总、各费率) 电能表9 需量 当月反向无功最大需量及发生时间(总、各费率) 电能表10 当前三相电压 电能表11 当前三相电流 电能表12 当前有功功率(总、分相) 电能表13 瞬时量数据 当前无功功率(总、分相) 电能表Q/GDW 112042014 7表 7 (续) 序号 数据类型 数 据 项 必选 可选 数据源14 当前功率因数(总、分相) 电能表15 电能表日历时钟 电能表16 状态信息
20、终端日历时钟 终端 7.2.2 采集方式 应支持采集电能表电能示值 /增量数据和负荷曲线两种读取方式,采集方式包括: a)定时自动采集:采集终端根据预设的抄表方案自动采集电能表的数据; b)自动补抄:如果在规定时间内未抄读到电能表数据 ,采集终端应有自动补抄功能。补抄失败时,生成事件记录,并向主站上送; c)人工召测:根据实际需要,随时人工召测数据; d)抄表失败后的数据采集处理:如果抄读电能表失败,主站召读电能表电能示值时,终端应上传抄表失败前最后一周期电能表的电能示值数据,并将此数据标识置为无效。 7.3 数据管理和存储 7.3.1 存储数据类型 采集终端应能按要求对采集数据进行分类存储,
21、如日冻结数据、月冻结数据、曲线数据等。 7.3.1.1 日冻结数据 日冻结数据是指终端在每日日末 24 点时刻所冻结的数据, 其中由抄表得到的数据是日末 24 点时刻所抄回冻结的电能表数据。采集数据内容见表 8。 表 8 历 史 日 数 据 序号 数据类型 数 据 项 必选 可选 数 据 源 1 日正向有功电能示值(总、各费率) 电能表 2 日正向无功电能示值(总、各费率) 电能表 3 日反向有功电能示值(总、各费率) 电能表 4 日反向无功电能示值(总、各费率) 电能表 5 电能示值 日一四象限无功电能示值(总、各费率) 电能表 7.3.1.2 月冻结数据 月冻结数据是指终端在每月月末 24
22、 点时刻所冻结的数据, 其中由抄表得到的数据是月末 24 点时刻所抄回冻结的电能表数据。采集数据内容见表 9。 表 9 历 史 月 数 据 序号 数据类型 数 据 项 必选 可选 数 据 源 1 月正向有功电能示值(总、各费率) 电能表 2 电能示值 月正向无功电能示值(总、各费率) 电能表 Q/GDW 112042014 8表 9 (续) 3 月反向有功电能示值(总、各费率) 电能表 4 月反向无功电能示值(总、各费率) 电能表 5 电能示值 月一四象限无功电能示值(总、各费率) 电能表 6 月正向有功最大需量及发生时间(总) 电能表 7 月正向无功最大需量及发生时间(总) 电能表 8 月反
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