智能电表培训材料.ppt

《智能电表培训材料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能电表培训材料.ppt（84页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、国网智能电能表知识培训,基础篇,背景资料,统一坚强智能电网建设的战略目标国网公司“集团化运作、集约化发展、精益化管理、标准化建设”的管理要求 智能电网“信息化、数字化、自动化、互动化”的建设要求“计量、抄收和收费标准化建设研究”项目电能表互联、互通，满足电能信息采集需要,智能表的特点,统一规格尺寸，方便自动检表减少电流的规格等级，去掉了3A、15A，30A这样的规格单相表全为费控表，费控分负荷开关内置与外置脉冲常数参考Imax，而不是参考Ib所有表都有电压、电流、功率、功率因数等监测参数通讯模块采用可插拔方式，不影响计量，方便升级更换，为技术改进提供了方便之路统一的通讯协议、通讯接口，各厂家的

2、掌机程序或通讯软件可通用增加了阶梯电价功能,预付费电能表工作流程,智能电表的表型,单相费控智能电表2级单相本地费控电能表 DDZY411C、DDZY411S2级单相本地费控电能表(载波)DDZY411C-Z、DDZY411S-Z2级单相远程费控电能表 DDZY4112级单相远程费控电能表(载波)DDZY411-Z,单相费控表一般采用内置继电器作为负荷控制开关,单相远程费控智能电能表(载波)无此IC卡口，其它与此一致,智能电表的表型,三相智能电表(无费控功能)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,三相三线型号：DSZ149三相四线型号：DTZ149,智能电表的表型,

3、三相费控智能表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(无线)DSZY411-G、DTZY411-GDSZY411C-G、DTZY411C-GDSZY411S-G、DTZY411S-G1级三相费控智能电能表(载波)DSZY411-Z、DTZY411-ZDSZY411C-Z、DTZY411C-ZDSZY411S-Z、DTZY411S-Z,60A以下可采用内置负荷开关，60A以上必须采用外置负荷开关,智能电表的表型,三相费控智能表1级三相费控智能电能表DSZY411、DTZY411DSZY411C、DTZY411CDSZY411S、DTZY411S,60A以下可采用内置负荷开关，

4、60A以上必须采用外置负荷开关,无线模块,载波模块,电压电流的接入,单相表：电压：220V电流：1.5A、5A、10A、20A0.2S、0.5S级三相表：电压：3*100V、3*57.7/100V电流：0.3A、1.5A，1A(0.2S)1级三相表电压：3*220/380V、3*57.7/100V、3*100V电流：1.5A、5A、10A、20A,标准,Q/GDW 2052008电能计量器具条码 QGDW 354-2009智能电能表功能规范QGDW 355-2009单相智能电能表型式规范QGDW 356-2009三相智能电能表型式规范QGDW 357-20090.2S级三相智能电能表技术规范Q

5、GDW 358-20090.5S级三相智能电能表技术规范QGDW 359-20090.5S级三相费控智能电能表(无线)技术规范QGDW 360-20091级三相费控智能电能表(无线)技术规范QGDW 361-20091级三相费控智能电能表(载波)技术规范QGDW 362-20091级三相费控智能电能表技术规范QGDW 363-20091级三相智能电能表技术规范QGDW 364-2009单相智能电能表技术规范 QGDW 365-2009智能电能表信息交换安全认证技术规范,智能表相关术语,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

6、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。需量 demand规定时间内的平均功率。需量周期 demand interval测量平均功率的连续相等的时间间隔。最大需量 maximum demand在规定的时间段内记录的需量的最大值。,智能表相关术语,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。冻结 freeze存储特定时刻重要数据的操作。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。

7、,智能表相关术语,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。固态介质 solid intermediary具备合理的电气接口，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。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。,智能表相关术语,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。射频卡 radio frequency card一种以无线方式

8、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。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。,智能表相关术语,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。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。透支门限金额 limiting overdraft允许用户合法使用的最大透支金额。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。,智能表相关术语,负荷开关

9、load switch用于切断和恢复用户负载的电气开断设备。低压电力线载波 LV power line carrier将低压电力线作为数据/信息传输载体的一种通信方式。公网通信communication via public network采用无线公网信道，如：GSM/GPRS、CDMA等实现数据传输的通信。,智能表相关术语,阶梯电量 step power quantity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。阶梯电价 step tariff针对阶梯电量制定的单位电价。临界电压 critical volt

10、age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%。,智能表相关术语,失压 loss of voltage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。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。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。,智能表相关术语,失流 loss of curren

11、t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。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。,不同安装环境适用表类型,功能要求,电能计量 需量测量 实时硬时钟费率和时段 至少支持尖、峰、平、谷四个费率。至少可设2个年时区；至少可以设8个日时段；时段可以跨越零点设置。支持节假日、公休日特殊费率时段。具有两套可编程的费率和时段，可在设定时间切换。电表清零、需量清零,功能要求,数据存储存储上12个结算日的单向或双向总电能和各费率电能数据；

12、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；月末转存的同时，当月最大需量值应自动复零。在电能表断电的情况下，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。,功能要求,冻结定时冻结：按照约定的时间及间隔冻结电能量数据；每个冻结量至少应保存12次。瞬时冻结：冻结当前的日历、时间、所有电能量和重要测量量的数据；应保存最后3次数据。日冻结：存储2个月以上每天零点时刻的电能量。约定冻结：在新老两套费率/时段转换、阶梯电价转换或特殊需要时，冻结电能量以及其他重要数据。整点冻结：存储96个以上整点或半点的有功总电能。,功能要求,事件记录 记录各相失压的总次数

13、，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；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。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量数据等信息。记录最近10次全失压发生时刻、结束时刻、及对应的电流值；全失压后数据保存时间应不小于180天；,功能要求,事件记录记录电压(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。记录掉电的总次数，最近10次掉电发生及结束的时刻。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。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。记录校时总次数

14、(不包含广播校时)，最近10次校时的时刻、操作者代码。,功能要求,事件记录记录最近10次远程拉闸、最近10次远程合闸事件，记录拉、合闸事件发生时刻及对应的电能量数据。记录最近10次过负荷总次数、总时间。记录打开表盖的总次数，最近10次打开表盖事件的发生时刻、结束时刻。记录打开端钮盖的总次数，最近10次打开端钮盖事件的发生时刻、结束时刻。永久记录电表清零事件的发生时刻及电能量数据。支持故障、窃电等重要事件记录主动上报。,功能要求,RS485通信与电能表内部电路实行电气隔离，有失效保护电路。接口应能耐受交流电压380V、2分钟不损坏。速率可选1200bps、2400bps、4800bps、9600

15、bps。红外通信具备调制型或接触式红外接口。调制型红外接口的缺省的通信速率为1200bps。,功能要求,载波通信电能表可配置窄带或宽带载波模块。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。公网通信当有重要事件发生时，应主动上报主站。无线(GSM/GPRS、CDMA等)通信模块应符合通信行业标准YD/T 1214和YD/T 1208的有关要求。支持 TCP 与UDP两种通信方式；在TCP方式下，到心跳周期时，应主动与主站心跳3次；支持“永久在线”、“被动激活”两种工作模式；可由主站设定。,功能要求,电能量脉冲输出 多功能信

16、号输出可选择输出时间信号、需量周期信号或时段投切信号；电能表上电后，多功能信号输出初始化为时间信号输出。输出信号为80ms20ms的脉冲信号。控制输出输出控制外部报警装置或负荷开关的电脉冲或电平开关信号。,功能要求,显示循显、键显；循显间隔可设置；键显时应启动背光。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；可显示功率方向、费率、象限、编程状态、相线、电池欠压、故障(如失压、断相、逆相序)等符号；显示内容编码、出错代码；显示内容可通过编程进行设置。具有停电后唤醒显示的功能。,功能要求,测量可测量总及分相有功功率、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

17、数。测量误差不超过1%。编程开关密码验证通过密码验证才能执行编程或其他特殊操作。密码采用两级管理，密码权限等级不同，可执行的操作不同。连续3次密码输入错误，自动关闭编程功能24小时。,功能要求,费控功能本地费控通过CPU卡、射频卡等固态介质实现；远程费控通过公网、载波等虚拟介质和远程售电系统实现。当剩余金额报警金额时，以声、光等方式提醒用户；当剩余金额透支门限金额时，控制负荷开关中断供电；续费后，电能表处于允许合闸状态，由用户人工恢复供电。剩余金额不能超过囤积金额；完成电费预存后，应能将剩余金额、用电参数等信息，返写至固态介质或通过虚拟介质传回售电系统。电能表应能对非指定介质或非法操作进行有效

18、防护。购电卡插入电能表后3s内，应完成相应的读写操作。不提倡通过载波通信实现用电参数的远程预置。,功能要求,负荷记录(仅三相表)内容由“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。间隔时间可在160min内任意设置；不同类别的负荷记录间隔时间可相同，也可不同。至少保证在记录有功总电能、无功总电能，间隔时间为1min的情况下不少于30天的数据量。阶梯电价具有两套阶梯电价，可在设置时间点启用另一套阶梯电价计费。,功能要求,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数据。电能表停电唤醒后应能通过红外通

19、信方式抄读表内数据。报警发光或声音报警输出，光报警采用红色常亮指示。声报警生效后，可通过按键关闭。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。,功能要求,辅助电源(仅0.2s、0.5s的非费控表)电能表可配置辅助电源接线端子。辅助电源供电电压为100240V交、直流自适应。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。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。,单相费控智能表功能

20、配置,三相费控智能表功能配置,三相智能表功能配置,性能要求,规格要求机械性能要求安全要求表壳、表盖、端子盖、端子座、表座 通信接口：电气隔离铭牌、按键、封印、接线图、包装、表内配件插口：防尘、防水卡座：触点压力2万次 负荷开关：寿命6000次电池：容量1.2Ah、可维持内部时钟工作时间累计5年,性能要求,适应环境要求温度范围工作温度范围为2560；工作极限温度范围为4070；贮存和运输极限温度范围为4070。需求单位可根据实际使用情况对温度范围提出特殊要求大气压力63.0kPa 106.0 kPa(海拔4000 m及以下)相对湿度,性能要求,电气性能要求功率消耗电压线路:非通信时5.5mm、爬

21、电距离10mm(户外)II类防护、按GB/T 17215.211-2006做脉冲电压 和交流电压试验,性能要求,准确度要求验收检验：误差限的60%范围 环境温度对日计时误差的影响不应超过0.1s/（d C）一致性要求对同一被试样品，在Ib、1.0/0.5L重复测试，相同测试点误差不应超过0.2%。同一批样品同一测试点的误差与平均值的偏差:Ib(1.0、0.5L)时为0.3%、0.1Ib(1.0)时为0.4%电能表基本误差按照负载电流从小到大，然后从大到小的顺序进行两次测试，在功率因数1.0、负荷电流0.01IbImax变化范围内，误差变化的绝对值应0.25%。Imax/Ib10时，加10Ib的

22、连续过载电流15min，在1.0L测试误差不应超过等级指数要求的2倍，恢复正常15min后，误差恢复。,性能要求,载波通信模块要求频率和电平、信号最大输出电平和频带外干扰电平、信号带宽等指标符合DL/T 698-1999要求。电能表通信时，电能表内存贮的计量数据和参数不应受到影响和改变。数据传输可靠性要求测试条件：电力线载波信道试验线路噪声低于300mV，信道上接入衰减量可调的电力线衰耗器，同时加入白噪声，使信噪比为15dBm。以5min的间隔采集电能表累计电量，进行400次以上采集，统计一次采集成功率:试验条件97%、现场条件 80%对被试电能表的累计电能数据以5min的间隔进行采集，数据精

23、确到0.1 kWh，数据量不少于2000组，电能数据抄读总差错率应为0。,性能要求,电磁兼容性（GB/T17215.211-2006）静电放电抗扰度试验射频电磁场抗扰度试验快速瞬变脉冲群试验射频场感应的传导骚扰抗扰度试验浪涌抗扰度试验衰减震荡波抗扰度试验无线电干扰抑制软件要求厂家应提供操作应用软件(掌机、上位机）涉及计量准确性的软件设置功能应提供明确的说明资料，并经试验验证。表内软件和操作应用软件必须成熟、完整，表内软件出厂后不允许远程及现场升级更改；操作应用软件应满足用户要求。软件要有良好的向下兼容性。操作应用软件应采用权限和密码分级管理体系，应能记录操作人员、操作时间、操作项目等信息，能备

24、份被改写的内容。,性能要求,可靠性要求在正常工作条件下，电能表的平均寿命不少于10年。采用截尾序贯法进行可靠性试验。元器件要求提供基于元器件应力法的电能表可靠性预计报告；报告内容包括电能表设计方案、选用的主要元器件性能、可靠性相关工艺控制措施、可靠性计算过程及结果等。报告内容中的主要元器件至少应包括计量专用芯片、CPU、液晶、电解电容、压敏电阻、电流互感器、电压互感器、晶振、片式二极管、片式电阻、片式电容、光耦、电池等。报告内容中的元器件信息应包含：生产制造企业名称、产品型号、规格、主要性能、质量品级等。,全性能试验项目,供货可靠性要求,在正常工作条件下，电能表的平均寿命不少于10年。产品在正

25、常使用条件下，若5年内因质量问题导致批量失效，则供方应负责无偿更换。产品在招标前需进行全性能试验，样品方式为“送检”买方可选择在供货方库房抽样或到货后抽样进行全性能试验，按GB2829选择判别水平I、不合格质量水平RQL=30的二次抽样方案：,送检要求,电能表制造单位所送样品必须为“盲样”：不得带有制造单位的任何标志（如计量器具生产许可证证号、型号、厂家商标、制造厂名称、国网公司固定资产条形码等）、信息和特殊标记，须按智能电能表型式规范要求标明“参比电压”、“参比电流”、“脉冲常数”、“不带型号的名称”。样品上盖内隐蔽处、外面无法看到的部位应贴有制造单位名称标签。全性能检验判断标准送检样品出现

26、不符合“盲样”要求或未按送检公告要求的参数进行设置，检测单位将停止检测，并视同该类型电能表不能满足采购的技术要求；任意一只样品的任意一项试验项目不满足该技术要求，则判断该厂商的该类型电能表不能满足采购的技术要求。,产品验收过程,抽样验收：对每批电能表按本标准规定验收检验项目进行检验，确定批电能表的质量是否可以接收。由由网省级电能计量中心(试验院)或地(市)级电能计量中心开展抽样检验 全检试验：抽样检验通过后，由网省级或地(市)级电能计量中心进行100%验收检验。全检验收基本误差的误差限值按照最新JJG596中要求误差限的60%的要求进行验收。,验收标准,有下列情形之一者则判定验收不合格，买方对

27、本批次产品采取退货处理。依据投标样品，未经买方有效书面确认，出现元器件不符、工艺简化、软件改动等改动产品的情况;依据技术规范，抽样全性能试验、抽样验收试验及全检试验样品中出现电磁兼容、功能、通信测试不通过;抽样全性能试验、抽样验收试验检测结果不满足判定标准要求;全检验收合格率低于98.5%;验收检测过程中发现有3只及以上样品存在同类问题，判定该批次产品存在质量隐患。全检验收合格批次中经检验不合格的电能表卖方应给予免费退换。,国网智能电能表知识培训,技术篇,本地费控电能表信息交换示意图,IC卡读写器,内嵌PSAM,远程费控电能表信息交换示意图,CPU卡与逻辑加密卡区别,CPU卡内部有CPU，可对

28、信息进行逻辑与时序操作加密信息不可逆，验证的是随机加密的密文完成一次认证过程需要多次的信息交互读存贮单元内容也需要按协议执行逻辑加密卡内部只有逻辑电路与存贮单元密码验证为明文验证，一次交互即完成,用户卡、ESAM信息交换过程,利用离散因子从ESAM模块获取随即数1和密码1,向用户卡发复位指令并获取离散因子，选择电表应用目录文件,利用从ESAM模块获取的随机数，从用户卡获取密码2,比较密码1和密码2是否一致,从用户卡获取随机数2,利用离散因子和随机数2从ESAM模块获取加密信息1,向用户卡发加密信息1,用户卡权限认证,从ESAM模块获取随机数3,利用随机数3，从用户卡读取文件数据与MAC,数据与

29、MAC送ESAM卡，完成对应文件的写操作,从用户卡获取随机数3,利用随机数3，从ESAM模块读取返写信息文件数据与MAC,数据与MAC送用户卡，完成返写操作,用户卡ESAM,ESAM 用户卡,电能表远程充值流程(例),分散因子=0000+6B表号,卡片分类,总控卡每套件一张，只有总控卡插入写卡器主卡槽，才可进行写卡操作。密钥下装卡密钥恢复卡测试母卡用于远程费控测试测试卡参数预置卡现场参数设置卡继电器测试卡ESAM数据回抄卡增加电费卡表号设置卡用户卡（开户卡、购电卡、补卡）,测试设备,本地费控ART-RD1001 读写卡器(双插卡口、USB)总控卡，密钥下装卡，密钥恢复卡，测试卡智能电能表SM1算法安全芯片开发配套软件远程费控ART-RD1000 读卡器(单插卡口、USB)测试母卡软件（自行开发）,参数预置测试,费率设置功能测试,密钥修改和恢复测试,报警功能测试,表号识别测试,用户卡类型识别测试,用户号设置测试,用户号识别测试,参数设置测试,数据返写测试,充值测试,补卡功能测试,防攻击能力测试,ESAM数据测试,电能表远程开户充值测试,远程充值测试,电能表远程密钥更新测试,电能表远程参数修改测试,远程数据回抄测试,远程控制测试,