WSN無線采集器技術(shù)規(guī)范書.doc

國(guó)家電網(wǎng)公司2010年科技項(xiàng)目堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)第二批試點(diǎn)工程項(xiàng)目鄞州農(nóng)網(wǎng)智能化建設(shè)試點(diǎn)工程微功率無線采集器技術(shù)規(guī)范書 鄞 州 供 電 局2010年7月目 錄1范圍42規(guī)范性引用文件43術(shù)語(yǔ)和定義43.1微功率無線采集器43.2手持設(shè)備44技術(shù)要求44.1環(huán)境條件44.1.1參比溫度及參比濕度54.1.2溫濕度范圍54.1.3大氣壓力54.2機(jī)械影響54.3工作電源54.3.1工作電源54.3.2額定值及允許偏差54.3.3功率消耗和發(fā)射功率54.3.4 雜散發(fā)射54.3.5失電數(shù)據(jù)和時(shí)鐘保持54.3.6抗接地故障能力54.4結(jié)構(gòu)54.5絕緣性能要求64.5.1絕緣電阻64.5.2絕緣強(qiáng)度64.5.3沖擊電壓64.6溫升64.7功能要求64.7.1功能配置74.7.2采集器功能要求74.7.3 微功率無線通信單元84.7.4外殼及其防護(hù)性能94.7.5接線端子94.7.6天線94.7.7接線端子94.7.8電氣間隙和爬電距離94.7.9加封印104.7.10金屬部分的防腐蝕104.8采集數(shù)據(jù)可靠性104.8.1采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度104.8.2數(shù)據(jù)采集成功率104.9電磁兼容性要求104.10連續(xù)通電穩(wěn)定性104.11可靠性指標(biāo)114.12包裝要求115 型式規(guī)范111范圍本部分規(guī)定了微功率無線采集器的技術(shù)要求和性能指標(biāo)。本部分適用于鄞州供電局電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中微功率無線采集器的檢驗(yàn)、使用和驗(yàn)收。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本規(guī)范的引用而成為本規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本規(guī)范，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本規(guī)范達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)范。GB/T 42082008 外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）GB/T 154641995 儀器儀表包裝通用技術(shù)條件GB/T 17215.2112006 交流電測(cè)量設(shè)備 通用要求 試驗(yàn)和試驗(yàn)條件 第11部分：測(cè)量設(shè)備GB/T 17215.321 交流電測(cè)量設(shè)備 特殊要求 第21部分 靜止式有功電能表（1級(jí)和2級(jí)）GB/T 17215.322 交流電測(cè)量設(shè)備 特殊要求 第22部分 靜止式有功電能表（0.2s級(jí)和0.5s級(jí)）GB/T 17215.323 交流電測(cè)量設(shè)備 特殊要求 第21部分 靜止式無功電能表（2級(jí)和3級(jí)）GB/T 28292002 周期檢驗(yàn)計(jì)數(shù)抽樣程序及表（適用于對(duì)過程穩(wěn)定性的檢驗(yàn)）DL/T 5332007 電力負(fù)荷管理終端DL/T 614 多功能電能表 DL/T 645 多功能電能表通信規(guī)約DL/T 698.12009 電能信息采集與管理系統(tǒng) 第1部分：總則Q/GDW1292005 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件Q/GDW1302005 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約Q/GDW 3732009 電力用戶用電信息采集系統(tǒng) 功能規(guī)范Q/GDW 374.32009 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 第三部分：通信單元技術(shù)規(guī)范Q/GDW 375.32009 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)型式規(guī)范 第三部分：采集器型式規(guī)范Q/GDW 376.12009 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議 第一部分：主站與采集終端通信協(xié)議Q/GDW 376.22009 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議 第二部分：集中器本地通信模塊接口協(xié)議Q/GDW 379.32009 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范 第三部分：集中抄表終端檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義3.1微功率無線采集器 微功率無線采集器是用于采集多個(gè)電能表電能信息, 并可通過微功率無線通信單元與智能配變終端交換數(shù)據(jù)的設(shè)備，以下簡(jiǎn)稱為采集器。3.2手持設(shè)備 手持設(shè)備（或稱手持抄表終端）是指能夠近距離直接與單臺(tái)電能表、智能配變終端、采集器及計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備。4技術(shù)要求4.1環(huán)境條件4.1.1參比溫度及參比濕度參比溫度為23C；參比濕度為4060。4.1.2溫濕度范圍終端設(shè)備正常運(yùn)行的氣候環(huán)境條件見表1。表1氣候環(huán)境條件分類場(chǎng)所類型級(jí)別空氣溫度濕度范 圍最大變化率/h相對(duì)濕度最大絕對(duì)濕度g/m3遮 蔽C1-5+450.559529C2-25+550.510100戶 外C3-40+70135協(xié)議特定CXa 溫度變化率取5 min 時(shí)間內(nèi)平均值。b 相對(duì)濕度包括凝露。4.1.3大氣壓力63.0kPa108.0kPa（海拔4000m及以下），特殊要求除外。4.2機(jī)械影響終端設(shè)備應(yīng)能承受正常運(yùn)行及常規(guī)運(yùn)輸條件下的機(jī)械振動(dòng)和沖擊而不造成失效和損壞。機(jī)械振動(dòng)強(qiáng)度要求：頻率范圍：10Hz150Hz；位移幅值：0.075mm（頻率60Hz）；加速度幅值：10m/s2（頻率60Hz）。4.3工作電源4.3.1工作電源采集器可使用單相或三相四線供電。三相四線供電時(shí)，在斷一相或兩相電壓的條件下，交流電源應(yīng)能維持和采集器正常工作和通信。4.3.2額定值及允許偏差工作電源額定電壓：220V/380V，允許偏差-20+20；頻率：50Hz，允許偏差-6+2。4.3.3功率消耗和發(fā)射功率在非通信狀態(tài)下，采集器消耗的視在功率應(yīng)不大于5VA、有功功率應(yīng)不大于3W。發(fā)射功率不大于50毫瓦(注：應(yīng)為線路板板載天線接口處功率)。4.3.4 雜散發(fā)射最大功率發(fā)射時(shí)雜散輻射限值： -36dBmm；待機(jī)或空閑狀態(tài)的雜散輻射限值： -47dBm。4.3.5失電數(shù)據(jù)和時(shí)鐘保持供電電源中斷后，應(yīng)有措施至少一個(gè)月內(nèi)保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失和內(nèi)部時(shí)鐘正常運(yùn)行。電源恢復(fù)時(shí)，系統(tǒng)正常運(yùn)行。采集器可選配該功能。4.3.6抗接地故障能力采集器電源由非有效接地系統(tǒng)或中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的三相四線配電網(wǎng)供電時(shí)，在接地故障及相對(duì)地產(chǎn)生10過電壓的情況下，沒有接地的兩相對(duì)地電壓將達(dá)到1.9倍的標(biāo)稱電壓；在此情況下，終端不應(yīng)出現(xiàn)損壞。供電恢復(fù)正常后，終端應(yīng)正常工作，保存數(shù)據(jù)應(yīng)無改變。4.4結(jié)構(gòu)采集器的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合Q/GDW 375.3-2009的結(jié)構(gòu)要求。4.5絕緣性能要求4.5.1絕緣電阻采集器各電氣回路對(duì)地和各電氣回路之間的絕緣電阻要求如表2所示：表2絕 緣 電 阻額定絕緣電壓V絕緣電阻M測(cè)試電壓V正常條件濕熱條件U6010225060U250102500U2501021000注：與二次設(shè)備及外部回路直接連接的接口回路采用U250V的要求。4.5.2絕緣強(qiáng)度電源回路、交流電量輸入回路、輸出回路各自對(duì)地和電氣隔離的各回路之間以及輸出繼電器常開觸點(diǎn)回路之間，應(yīng)耐受如表3中規(guī)定的50Hz的交流電壓，歷時(shí)1min的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)不得出現(xiàn)擊穿、閃絡(luò)現(xiàn)象，泄漏電流應(yīng)不大于5mA。表3試 驗(yàn) 電 壓?jiǎn)挝唬篤額定絕緣電壓試驗(yàn)電壓有效值額定絕緣電壓試驗(yàn)電壓有效值U60500125U250200060U1251500250U4002500注：輸出繼電器常開觸點(diǎn)間的試驗(yàn)電壓不低于1500V；對(duì)于交直流雙電源供電的終端，交流電源和直流電源間的試驗(yàn)電壓不低于2500V。4.5.3沖擊電壓電源回路、交流電量輸入回路、輸出回路各自對(duì)地和無電氣聯(lián)系的各回路之間，應(yīng)耐受如表4中規(guī)定的沖擊電壓峰值，正負(fù)極性各5次。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)無破壞性放電（擊穿跳火、閃絡(luò)或絕緣擊穿）現(xiàn)象。 表4沖擊電壓峰值單位：V額定絕緣電壓試驗(yàn)電壓有效值額定絕緣電壓試驗(yàn)電壓有效值U602000125U250500060U1255000250U4006000注：RS-485接口與電源回路間試驗(yàn)電壓不低于4000V4.6溫升在額定工作條件下，電路和絕緣體不應(yīng)達(dá)到可能影響終端正常工作的溫度。具有交流采樣的終端每一電流線路通以額定最大電流，每一電壓線路（以及那些通電周期比其熱時(shí)間常數(shù)長(zhǎng)的輔助電壓線路）加載1.15倍參比電壓，外表面的溫升在環(huán)境溫度為40時(shí)應(yīng)不超過25K。4.7功能要求4.7.1功能配置微功率無線采集器的功能配置見表5。表5微功率無線采集器的功能配置序號(hào)項(xiàng) 目采集器必備選配1數(shù)據(jù)采集電能表數(shù)據(jù)采集狀態(tài)量采集交流模擬量采集直流模擬量采集2數(shù)據(jù)管理和存儲(chǔ)實(shí)時(shí)和當(dāng)前數(shù)據(jù)歷史日數(shù)據(jù)歷史月數(shù)據(jù)重點(diǎn)用戶采集電能表運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)公變電能計(jì)量3參數(shù)設(shè)置和查詢時(shí)鐘召測(cè)和對(duì)時(shí)終端參數(shù)抄表參數(shù)其它（限值、預(yù)付費(fèi)等）參數(shù)4事件記錄重要事件記錄一般事件記錄5數(shù)據(jù)傳輸與主站（或智能配電終端）通信中繼（路由）級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)（通信轉(zhuǎn)換）6本地功能運(yùn)行狀態(tài)指示本地維護(hù)接口本地?cái)U(kuò)展接口7終端維護(hù)自檢自恢復(fù)終端初始化軟件遠(yuǎn)程下載斷點(diǎn)續(xù)傳4.7.2采集器功能要求4.7.2.1數(shù)據(jù)采集采集器應(yīng)能按智能配電終端設(shè)置的采集周期自動(dòng)采集電能表數(shù)據(jù)。4.7.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采集器應(yīng)能分類存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，形成總及各費(fèi)率正向有功電能示值等歷史日數(shù)據(jù)，保存重點(diǎn)用戶電能表的最近24小時(shí)整點(diǎn)總有功電能數(shù)據(jù)。4.7.2.3參數(shù)設(shè)置和查詢可遠(yuǎn)程查詢或本地設(shè)置和查詢下列參數(shù)：a）支持廣播對(duì)時(shí)命令，對(duì)采集器時(shí)鐘進(jìn)行校時(shí)。b）支持設(shè)置和查詢采集周期、電能表通信地址、通信協(xié)議等參數(shù)，并能自動(dòng)識(shí)別和適應(yīng)不同的通信速率。c）能依據(jù)智能配電終端下發(fā)或本地通信接口設(shè)置的表地址，自動(dòng)生成電能表的表地址索引表。4.7.2.4事件記錄采集器應(yīng)能記錄參數(shù)變更、抄表失敗、終端停/上電等事件。4.7.2.5數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸功能內(nèi)容如下：a）可以與智能配電終端進(jìn)行通信，接收并響應(yīng)智能配電終端的命令，向智能配電終端傳送數(shù)據(jù)。b）中繼轉(zhuǎn)發(fā)，采集器支持智能配電終端與其它采集器之間的通信中繼轉(zhuǎn)發(fā)。c）通信轉(zhuǎn)換，采集器可轉(zhuǎn)換上、下信道的通信方式和通信協(xié)議。4.7.2.6本地功能具有電源、工作狀態(tài)、通信狀態(tài)等指示。提供本地維護(hù)接口，支持手持設(shè)備通過紅外通信口等本地維護(hù)接口設(shè)置參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)抄讀電能量數(shù)據(jù)。本地參數(shù)設(shè)置和現(xiàn)場(chǎng)抄表應(yīng)有權(quán)限和密碼管理。4.7.2.7采集器維護(hù)4.7.2.7.1自檢自恢復(fù)采集器應(yīng)有自測(cè)試、自診斷功能，發(fā)現(xiàn)終端的部件工作異常應(yīng)有記錄。采集器應(yīng)記錄每日自恢復(fù)次數(shù)。4.7.2.7.2初始化采集器接收到主站下發(fā)的初始化命令后，分別對(duì)硬件、參數(shù)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行初始化，參數(shù)區(qū)置為缺省值，數(shù)據(jù)區(qū)清零，控制解除。4.7.3 微功率無線通信單元 4.7.3.1 工作頻率和發(fā)/收電性能按照微功率（短距離）無線電設(shè)備管理暫行規(guī)定，推薦表 6的工作頻率及收/發(fā)電性能。表6 工作頻率和收/發(fā)電性能工作頻率MHz發(fā)射功率限值mW占用帶寬kHz頻率容差接收靈敏度dBm47051050200100*10-6-1204.7.3.2 雜散發(fā)射最大功率發(fā)射時(shí)雜散輻射限值： -36dBm；待機(jī)或空閑狀態(tài)的雜散輻射限值： -47dBm。4.7.3.3 本地信道性能下列指標(biāo)為微功率無線采集系統(tǒng)工程正式運(yùn)行一年后的現(xiàn)場(chǎng)需達(dá)到的指標(biāo)。表7 微功率無線采集系統(tǒng)工程指標(biāo)序號(hào)指 標(biāo) 名 稱性 能 參 數(shù)1傳輸速率4.838.4Kbps2傳輸誤碼率10-53傳輸距離200m600m，空曠地可達(dá)1000m4一次采集成功率85%5周期采集成功率98%（周期為1天，采集日凍結(jié)數(shù)據(jù)）6集中器單點(diǎn)抄表時(shí)間5s7集中器輪詢抄表時(shí)間10min（300個(gè)電表）8其它特殊指標(biāo)要求（1）頻率范圍： 470510MHz； （2）發(fā)射功率：50mW。4.7.4外殼及其防護(hù)性能4.7.4.1機(jī)械強(qiáng)度采集器的機(jī)箱外殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，外物撞擊造成的變形應(yīng)不影響其正常工作。4.7.4.2阻燃性能非金屬外殼應(yīng)符合GB/T 5169.11的阻燃要求。4.7.4.3外殼防護(hù)性能采集器外殼的防護(hù)性能應(yīng)符合GB/T 4208規(guī)定的IP51級(jí)要求，即防塵和防滴水。4.7.5接線端子4.7.5.1一般要求采集器對(duì)外的連接線應(yīng)經(jīng)過接線端子，接線端子及其絕緣部件可以組成端子排。強(qiáng)電端子和弱電端子分開排列，具備有效的絕緣隔離。電流出線端子的結(jié)構(gòu)應(yīng)與截面為46mm2的引出線配合。其它出線端子的結(jié)構(gòu)應(yīng)與截面為1.52.5mm2的引出線配合。4.7.5.2絕緣強(qiáng)度端子排的絕緣強(qiáng)度應(yīng)符合本部分4.5.2的要求。4.7.5.3阻燃性能端子排的阻燃性能應(yīng)符合GB/T 5169.11的阻燃要求。4.7.6天線采用無線信道時(shí)，應(yīng)保證在不打開采集器封印的情況下無法使天線由采集器上拔出或拆下。4.7.7接線端子金屬的外殼和端子蓋板以及終端正常工作中可能被接觸的金屬部分，應(yīng)連接到獨(dú)立的保護(hù)接地端子上。接地端子應(yīng)有清楚的接地符號(hào)。接地端子的截面積應(yīng)不小于20mm2。4.7.8電氣間隙和爬電距離裸露的帶電部分對(duì)地和對(duì)其它帶電部分之間，以及出線端子螺釘對(duì)金屬蓋板之間應(yīng)具有表8規(guī)定的最小電氣間隙和爬電距離。對(duì)于工作在海拔高度2000m以上的終端的電氣間隙應(yīng)按GB/T 16935.1 的規(guī)定進(jìn)行修正。表8最小電氣間隙和爬電距離額定電壓V電氣間隙mm爬電距離mmU2511.525U602260U25034250U380454.7.9加封印采集器應(yīng)能加封?。洪T應(yīng)能加封印；機(jī)架式終端無門且小機(jī)箱為可抽出結(jié)構(gòu)的，小機(jī)箱應(yīng)能加封印，不拆除所加封印，小機(jī)箱應(yīng)無法抽出。4.7.10金屬部分的防腐蝕在正常運(yùn)行條件下可能受到腐蝕或能生銹的金屬部分，應(yīng)有防銹、防腐的涂層或鍍層。4.8采集數(shù)據(jù)可靠性4.8.1采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度智能配電終端直接或通過采集器采集電能表的數(shù)據(jù)時(shí)，智能配電終端采集的電能表累計(jì)電能量讀數(shù)E應(yīng)與電能表示值E0一致。4.8.2數(shù)據(jù)采集成功率采集器和一定數(shù)量的電能表組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。在試驗(yàn)條件下以0.5h的采集周期自動(dòng)定時(shí)采集各電能表數(shù)據(jù)，運(yùn)行時(shí)間7d，統(tǒng)計(jì)智能配電終端采集電能表數(shù)據(jù)的成功率應(yīng)98。4.9電磁兼容性要求采集器應(yīng)能承受傳導(dǎo)的和輻射的電磁騷擾以及靜電放電的影響，設(shè)備無損壞，并能正常工作。電磁兼容試驗(yàn)項(xiàng)目包括：電壓暫降和短時(shí)中斷