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中华人民共和国电力行业标准多功能电能表(一)
点击次数:2428 发布时间:2010-05-10
中华人民共和国电力行业标准多功能电能表    DL/T 614—1997
Multifunction watthour meter
 
中华人民共和国电力工业部1997-05-19批准                1997-10-01实施
 
     
    本标准是参照国家标准及IEC有关标准,结合我国电力生产和经营管理的特点而制定的。
    本标准规定的功能、技术要求等,是为了适应我国电价结构改革,推行分类分时电价及规范计量手段而确定的。
    本标准中的试验条件及参数,是保证仪表正常工作的zui小值,如可靠性试验中可接受的MTBF值。对于特殊需要,可由用户与制造厂双方决定。
    本标准规定的检验类别包括型式检验、出厂检验和验收检验。
    本标准由电力工业部提出。
    本标准由电力工业部电测量标准化技术委员会归口。
    本标准主要起草人:黄寿海、吴识今、姚文魁、陈伟、贺凤杰。
 
1  范围
    本标准规定了多功能电能表的功能、技术要求、试验方法、检验规则等。
    本标准适用于测量参比频率为50Hz(或60Hz)的单、三相交流电能的安装式多功能电能表。
    复费率(分时)电能表可参照使用。
    本标准不适用于预付费电能表。
 
2  引用标准
    下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准版本的可能性。
    GB 2423.1—1981  电工电子产品基本环境试验规程  试验A(低温试验方法)
    GB 2423.2—1981  电工电子产品基本环境试验规程  试验B(高温试验方法)
    GB 2423.4—1981  电工电子产品基本环境试验规程  试验Db(交变湿热试验方法)
    GB 2423.5—1981  电工电子产品基本环境试验规程  试验Ea(冲击试验方法)
    GB 2423.7—1981  电工电子产品基本环境试验规程  试验Ec(倾跌与翻倒试验方法)
    GB 2423.8—1981  电工电子产品基本环境试验规程  试验Ed(自由跌落试验方法)
    GB 2423.10—1981  电工电子产品基本环境试验规程  试验Fc[振动(正弦)试验方法]
    GB 2423.24—1981  电工电子产品基本环境试验规程  试验Sa(阳光辐射试验方法)
    GB 2829—1981  周期检查计数抽样程序及抽样表
    GB 4208—1993  外壳防护等级的分类
    GB 5169.4—1985  电工电子产品着火危险试验、灼热丝试验方法和导则
    GB 6788—1986  电测量指示和记录仪表及其附件的安全要求
    GB/T 15282—1994  无功电度表
    GB/T 15283—1994  0.5、1和2级交流有功电度表
    GB/T 15464—1995  仪器仪表包装用通用技术条件
    ZBY 002—1981  仪器仪表运输、贮存基本环境条件及试验方法
    ZB N21 002—1988  直接作用模拟电测量指示仪表及其附件的环境条件及防护性能
    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
    IEC 687:1992  静止式交流有功电度表(0.2级和0.5级)
    IEC 1000-4-2:1995  电磁兼容性(EMC)—第4部分:试验和测量技术  第2单元  静电放电的抗扰性试验
    IEC 1000-4-3:1995  电磁兼容性(EMC)—第4部分:试验和测量技术  第3单元  射频辐射电磁场的抗扰性试验
    IEC 1000-4-4:1995  电磁兼容性(EMC)—第4部分:试验和测量技术  第4单元  电快速瞬变脉冲群的抗扰性试验
    IEC 1000-4-5:1995  电磁兼容性(EMC)—第4部分:试验和测量技术  第5单元  浪涌的抗扰性试验
    IEC 1036:1996  1和2级静止式交流有功电度表
    IEC 1038:1990  费率和负载控制时间开关
    IEC 1268:1995  2和3级静止式交流无功电度表
    CISPR 22:1993  信息处理设备的无线电干扰特性极限值和测量方法
 
3  术语
3.1  测量单元(Measuring unit)
     产生与被计量的电能量成比例输出的电能表部件。
3.2  数据处理单元(Data processing unit)
     对输入信息进行数据处理的电能表部件。
3.3  多功能电能表(Multifunction watthour meter)
     由测量单元和数据处理单元等组成,除计量有功(无功)电能量外,还具有分时、测量需量等两种以上功能,并能显示、储存和输出数据的电能表。
3.4  显示器(Display)
     显示存储器内容的装置。
3.5  计度器(Register)
     机电的或电子的装置。由存储器和显示器组成,用以储存和显示信息。
3.6  需量周期(Demand interval)
     测量平均功率的连续相等的时间间隔。
3.7  zui大需量(Maximum demand)
     在指定的时间区间内,需量周期中测得的平均功率zui大值。
3.8  滑差(窗)时间(Sliding window time)
     依次递推来测量zui大需量的小于需量周期的时间间隔。
3.9  尖、峰、谷、平时段(Sharp、peak、shoulder、offpeak time consumption)
     电力系统日负荷曲线中zui突出的时段称尖时段;高峰负荷对应的时段称峰时段;低谷负荷对应的时段称谷时段;尖、峰、谷时段外对应的时段称平时段。
3.10  额定zui大脉冲频率(Rated maximum impulse frequency)
     多功能电能表在参比电压、参比频率、额定zui大电流及cosφ=1条件下,单位时间发出的脉冲数,以fm表示。
3.11  常数(Constant)
     表示多功能电能表计量到的电能量与其相应的输出值之间关系的数。如输出值是脉冲数,则常数以脉冲数每千瓦·时(千乏·时)[imp/kW·h(kvar·h)]或瓦·时(乏·时)数每一脉冲[W·h(var·h)/imp]表示。
3.12  zui大需量复零装置(Maximum demand reset zero unit)
     使zui大需量指示(显示)回复到零位的部件。
3.13  辅助电源(Auxiliary supply)
     在表内供给数据处理单元等工作的电源。
3.14  电磁骚扰(Electromagnetic disturbance)
    能影响到仪表功能或计量的传导的或辐射的电磁骚扰。
 
4  分类
4.1  按接入线路的方式和测量电能量类别分类,如表1所示。
表1  接入线路的方式和测量的电能量类别表

接入线路方式
测量电能量类别
单    相
三相三线
三相四线
直接接入式
有    功
有功及无功
经互感器接入式
有    功
有功及无功

 
4.2  按工作原理分:
    a)机电式多功能电能表;
    b)电子式多功能电能表。
4.3  按测量电能的准确度等级分:0.2、0.5、1、2级和3级。
4.4  按结构形式分:
    a)分体式多功能电能表;
    b)整体式多功能电能表。
 
5  技术要求
5.1  环境条件
5.1.1  参比温度及参比湿度
    a)参比温度为23℃。
    b)参比湿度为40%~60%。
5.1.2  温度范围
    a)机电式多功能电能表温度范围见表2。
表2  机电式多功能电能表温度范围
安装方式
户内式
户外式
极限工作范围
0~40℃
-10~50℃
    b)电子式多功能电能表温度范围见表3。
表3  电子式多功能电能表温度范围

电能表准确度等级
0.2,0.5
1,2,3
安装方式
户内式
户外式
户内式
规定的工作范围
-10~45℃
-25~55℃
-10~45℃
极限工作范围
-20~55℃
-25~60℃
-20~55℃

 
5.1.3  相对湿度
    多功能电能表必须满足表4中的相对湿度要求。温度和湿度组合的试验按6.5.3进行。
表4  相  对  湿  度

年    平    均
<75%
年    平    均
<75%
30d
(一年内这些天是以自然方式分布)
95%
在其他天偶然出现
85%

 
5.2  电气参量规定值
5.2.1  参比频率为50Hz(或60Hz)。
5.2.2  参比电压见表5。
表5  参  比  电  压

接入线路方式
参比电压(V)
接入线路方式
参比电压(V)
直接接入式
220,380
经电压互感器接入式
,100

 
表6  基  本  电  流

接入线路方式
基本电流推荐值(A)
接入线路方式
基本电流推荐值(A)
直接接入式
5,10,15,20,30,40
经电压互感器接入式
0.2,0.3,0.5,1.0,1.5,
2.0,2.5,5.0

 
5.3  功能
5.3.1  基本功能
5.3.1.1  电能计量
    a)计量多时段的单向或双向有功电能、单向或双向或四象限无功电能,并储存其数据。
    b)至少能储存上一个月或上一个抄表周期的数据,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。
5.3.1.2  zui大需量测量
    a)在指定的时间区间内(一般为一个月),测量单向或双向zui大需量、分时段zui大需量及其出现的日期和时间并储存其数据。
    b)至少储存上一个月或上一个抄表周期的数据,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。转存的同时,当月的zui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,zui大需量也不复零。
    c)需量周期可在5、10、15、30、60min中选择,滑差(窗)式需量周期的滑差时间可在1、2、3、5min中选择。需量周期应为滑差(窗)时间的整数倍5倍及以上。
    d)zui大需量值除每月月末24时(月初零时)或其他指定时刻能自动复零外,应有手动(或抄表器)复零,但zui大需量复零装置必须有防止非受权人操作的措施。
    e)应提供需量检测措施,如需量周期结束指示等。
5.3.1.3  费率和时段
    a)具有日历、计时和闰年自动切换等功能。日历和时间的改变应有防止非授权人操作的措施。
    b)24h内至少具有可以任意编程的4种费率和8个时段。
5.3.1.4  事件记录
    a)至少记录上月一个月的zui大需量复零次数以及上次复零的时间和日期。
    b)至少记录上月一个月的编程总次数以及上次改编程序的日期和时间。
    c)辅助电源失电后,所有数据都不应丢失,且保存时间应不小于180d。
5.3.1.5  脉冲输出
    应有电量脉冲输出,输出方式可采用光学电子线路输出、继电器触点输出、电子开关元件输出等。
5.3.1.6  外接或内置编程器预置内容
    a)当前日期和时间(年、月、日、时、分、秒)。
    b)编程密码,其位数应不少于6位。
    c)电能表编号和用户号码。
    d)常数。
    e)脉冲宽度的选择。
    f)按月设定用电结算日(月末抄表日)。
    g)有功、无功电量起始读数。
    h)费率和时段。
    i)zui大需量测量方式和需量周期及滑差(窗)时间。
    j)zui大需量复零方式和自动复位的日期。
    k)显示方式和显示周期。
    l)电池工作时间或天数。
    m)需要时可预置电流、电压互感器额定变比。
    n)需要时可预置季节、节假日等的起始和结束日期。
5.3.1.7  显示
    a)测量值显示位数:不小于6位(含1~3位小数),并可通过编程选定;计量单位:kW(kvar),kW·h(kvar·h)。
    b)能显示各种费率、电能量、需量及其方向、电量脉冲输出、需量周期结束等识别符号。         
    c)有自检功能的报警信息码。报警码应在正常循环显示项目中*项显示:
    1)电池低电压;
    2)电能方向改变。
    d)有自检功能的出错信息码。出错故障一旦出现,显示器必须立即停滞在某一信息码上:
    1)电池使用时间的极限;
    2)因干扰引起内部程序出错;
    3)时钟晶振频率错误;
    4)储存器故障或损坏;
    5)硬件故障。
    e)能选择显示5.3.1.1a)~b)、5.3.1.2a)~b)、5.3.1.4a)~c)等要求的数据。
    f)需要时应能自动循环显示所有的预置数据。
    g)辅助电源失电后,能通过外接电源和接口或其他方式,以显示当时读数,供工作人员抄录。
5.3.1.8  死机
    工作时不允许发生死机。
5.3.2  扩展功能
    a)有电气隔离的数据通信接口电路,能实现本地或远程数据信息采集和交换。通信规约应符合有关标准规定。
    b)记录并显示每月月末24时(月初零时)的平均功率因数或分时段的功率因数。
    c)日负荷曲线记录,数据保存容量1~36d。
    d)有失压记录和失压计时功能。
    e)计量视在电能、铁损和铜损的功能。
    f)需量超值。
    g)能按不同季度预置不同时段及费率。
    h)能预置周休及节假日对时段及费率的要求。
    i)有负荷监控功能。
    j)辅助电源失电后,应有失电次数及其日期记录。
    k)表牌上有条码编号。
5.4  电气性能
    机电式多功能电能表参比条件、误差限、潜动、起动及影响量引起的误差改变量等应符合GB/T 15282及GB/T 15283中有关规定。
    电子式多功能电能表参比条件、误差限、潜动、起动及影响量引起的误差改变量等应符合IEC 687、IEC 1036和IEC 1268中有关规定。
5.4.1  功率消耗
5.4.1.1  机电式多功能电能表
    a)电压线路。
    在参比电压、参比温度和参比频率下,每一电压线路有功功率和视在功率消耗不应超过表7所列值。
表7  机电式多功能电能表电压线路功率消耗

电能表准确度等级
0.5,1
2
3
单    相
接入数据处理单元
4W,15V·A
3W,11V·A
 
未接入数据处理单元
3W,12V·A
2W,8V·A
 
三    相
接入数据处理单元
4W,15V·A
3W,13V·A
6W,13V·A
未接入数据处理单元
3W,12V·A
2W,10V·A
5W,10V·A
  注:数据处理单元的显示器应全部显示

 
    b)电流线路。
    在参比温度、参比频率和基本电流下,每一电流线路的视在功率消耗不应超过表8所列值。
表8  机电式多功能电能表电流线路视在功率消耗

电能表准确度等级
0.5
1
2,3
单相和三相
6V·A
4V·A
2.5V·A

 
5.4.1.2  电子式多功能电能表
    a)电压线路。
    在参比电压、参比温度和参比频率下,显示器件全部显示,每一电压线路的有功功率和视在功率消耗不应超过表9所列值。
表9  电子式多功能电能表电压线路功率消耗

工作电源连接方式
内部连接
外部连接
工作电源连接方式
内部连接
外部连接
单相和三相
2W,10V·A
0.5V·A
辅助电源
 
10V·A

 
    b)电流线路。
    在参比温度、参比频率和基本电流下,每一电流线路的视在功率消耗不应超过表10所列值。
表10  电子式多功能电能表电流线路视在功率消耗

电能表准确度等级
0.2,0.5
1
2,3
单相和三相
1V·A
4V·A
2.5V·A

 
5.4.2  多功能电能表电能示值误差
5.4.2.1  机电式多功能电能表计度器总电能示值误差
    在参比条件下,数据处理单元的显示总电能示值E与测量单元的计度器总电能示值E0的相差值应不大于
0.01%E0±1×10-(a+1)                               (1)
    在现场运行条件下应不大于
0.05%E0±1×10-(a+1)                               (2)
    注:α为计度器的小数位数(以两者位数少者为准)。
5.4.2.2  计度器示值组合误差
    在参比电压及电流变化范围从0.1IbImax、cosφ=0.5~1(或sinφ=0.5~1)条件下,各费率计度器示值的组合误差应不大于±0.1%,组合误差计算公式为
                       (3)
式中:Ej——计度器尖时段的电能示值;
       Ef——计度器峰时段的电能示值;
       Ep——计度器平时段的电能示值;
       Eg——计度器谷时段的电能示值;
       E0——测量单元计度器的总电能示值。
    以上电能示值单位均为kW·h或kvar·h。
5.4.3  计时要求
5.4.3.1  时间标准
    一般采用晶体振荡频率。
5.4.3.2  日计时准确度
    在参比温度下,晶振时间开关的日计时准确度应不大于0.5s/d(当电池投入36h后,计时准确度优于1.5s/d)。随温度的改变量应小于0.1s/(℃·d)。户外式多功能电能表的日计时准确度由用户和制造厂双方协商确定。
5.4.3.3  时间测试接口
    应有晶振频率或秒信号的测试接口。
5.4.4  反向功率影响
    具有止逆装置的机电式多功能电能表,其测量单元在反向功率下,应不误发脉冲。
5.4.5  需量示值误差
    多功能电能表在参比电压、参比频率、参比温度和cosj=1条件下,在0.05IbImax范围内,需量示值的相对误差应不大于
±(0.5+0.05Pm/Pn)%                            (4)
式中:Pm——在参比电压下,cosj=1及Ib=Imax时的计算功率;
      Pn——实测功率。
    注:此误差不包括测量单元误差。
5.4.6  绝缘性能
    多功能电能表应能经受6.4.6规定的冲击电压和交流电压试验。试验时不应出现电弧放电或击穿,并应保持数据及程序不改变,准确正常工作(包括时钟)。
5.5  气候影响
    电子式多功能电能表气候影响应符合IEC 687、IEC 1036和IEC 1268有关要求。
    机电式多功能电能表应进行下列各项气候试验,试验后不应发生器件损坏、信息改变和影响正常工作等情况。但对晶振时间开关日计时准确度不作考核。
5.5.1  高温影响
    在不工作状态下加温至70±2℃,保持72h后恢复至23℃。
5.5.2  低温影响
    在不工作状态下降温至-25±3℃,保持72h后恢复至23℃。
5.5.3  交变湿热影响
    所有电压线路加参比电压,电流线路无电流,在不采取特殊措施排除表面潮气条件下,试验6个周期。
5.5.4  阳光辐射影响
    户外式多功能电能表在不工作状态下,模拟地面上的太阳辐射强度。试验后标志的清晰度不应改变,功能正常。
5.6  电磁兼容(EMC)
5.6.1  电磁骚扰的抗扰度
    仪表的设计应能保证传导的和辐射的电磁骚扰以及静电放电不使仪表损坏或对仪表无实质性影响。
    注:骚扰内容为静电放电、高频电磁场、电快速瞬变脉冲群、浪涌。
    试验见6.6。
5.6.2  无线电干扰抑制
    多功能电能表不应产生能干扰其他设备的传导和辐射的噪声。
    试验见6.6.6。
5.7  外磁场影响
    在正常工作状态下(如为分体式,则其测量单元应在额定工作状态,并置在磁场影响范围以外),加以与多功能电能表参比电压相同频率的、随时间正弦变化的、强度为0.5mT(400A/m)的外磁场,且在zui不利的方向和相位情况下进行。试验中程序不应紊乱;内存数据不应丢失;误差改变量应符合各有关标准的要求。
5.8  谐波影响
    分别将含有10%3次、5次谐波干扰源施加在多功能电能表电压线路,需量示值误差的改变量应不超过0.2%,程序不应紊乱,内存数据不应丢失(测量单元为额定工作状态)。
5.9  电压影响
5.9.1  电子式多功能电能表的电压影响,除应符合IEC 687、IEC 1036和IEC 1268有关要求外,还应符合5.9.3和5.9.4要求。
5.9.2  机电式多功能电能表在电压改变的允许极限范围内,程序不应紊乱,内存不应丢失,且各项数据的显示应正常。电压范围见表11。
表11  电  压  范  围
工  作  范  围
0.9~1.1 Un
极限工作范围
0.7~1.2 Un
  注:Un——参比电压
 
5.9.3  电压跌落和短时中断不应使计度器产生大于x(kW·h)的改变,测试输出不应产生大于 x (kW·h)的脉冲信号量。x值由下式算出
x=mUnImax×10-6                                  (5)
式中:m——测量单元数;
     Un——参比电压,V;
     Imax——zui大电流,A。
    当电压恢复后,仪表应能正常工作,其准确度仍能满足要求。
    在电压中断24h内并发生直流备用电源中断5min左右的情况下,程序与内存数据不应有任何变化。
5.9.4  电压逐渐变化时。在电压缓慢升、降过程中,多功能电能表不应发生死机或数据丢失等异常情况。
5.9.5  当多功能电能表电压线路全部断电后,直流备用电源应能保持所有数据和维持内部时钟正常运行不小于180d。
5.9.6  电池工作寿命应大于5年。电池的更换和维护应方便。
5.9.7  辅助电源断电、恢复,应在内存储器中有记录。
5.10  取样脉冲频率影响
    当多功能电能表测量单元在大于起动电流,但小于0.05Ib下运行时,数据处理单元应工作正常,需量示值误差应不大于5.4.5要求的2倍。
5.11  温升
    多功能电能表在室温不超过40℃的条件下,电流线路通以额定zui大电流,电压线路包括辅助电源线路加115%的参比电压,用电阻法和温度计法测量各部件的温升,其外壳表面温升应不超过25K,线圈温升应不超过60K,且各部件不应损坏,工作正常,绝缘性能仍应符合5.4. 6要求。
5.12  接地故障的抑制
    对三相四线经互感器工作的,并接于带接地故障抑制器或星点隔离电网上的仪表(在接地故障及线对地产生10%过电压情况下,不受接地故障影响的两线的对地电压将会达到1.9倍的标称电压),规定有下述要求。
    在三线中的某一线上进行模拟接地故障状态的试验中,各线电压提高至标称电压的1.1倍历时4h。试验时,仪表的中性端与仪表试验设备(MTE)的地端断开,并与MTE中模拟接地故障的一端连接,见图1。这时不受接地故障影响的两电压端的电压为相电压的1.9倍。试验时, 电流线路设定电流为0.5In,功率因数为1,对称负载。试验后,仪表不应出现损坏,并且应能正常工作。
    当仪表恢复到标称工作温度时,误差的变化量不应超过表12中规定的极限值。
表12  接地故障引起的误差变化量

电流值
功率因数
各等级仪表以百分数表示的改变量极限(%)
1
2
3
In
1
0.7
1.0
1.5
 

5.13 机械要求
5.13.1  机电式多功能电能表应符合GB/T 15283中5.1~5.9和GB/T 15282中5.1~5.8要求;电子式多功能电能表应符合IEC 1036、IEC 687和IEC 1268有关要求,同时两者还应满足5.13.2~5.13.5的要求。
5.13.2  时段设置、手动复零等均应在表盖不打开情况下操作;改编程序、预置数据等,要有防止非授权人进行任何操作的措施。
5.13.3  开关、操作键、按钮等应灵活可靠,无卡死或接触不良情况,各部件应紧固无松动,电池不应受振而脱开,更换电池要方便。
5.13.4  对表壳的机械要求如下。
    a)表壳应紧封,应能保护表内各部件不受脏物、昆虫等侵害和不受机械损伤。表壳密封防护等级户内式应符合GB 4208中IP51;户外式应符合IP54。
    b)表盖与底座应能封印,只有在拆开封印后,才能打开表盖,触及表内部件。表盖应有透明窗口,供观察工作状态和读取显示数据。
    c)金属底座上应设有直径不小于5mm的接地端钮,并标有接地符号。
5.13.5  对端钮、端钮盒及端钮盒盖的机械要求如下。
    a)对不允许非受权人员操作的所有端钮应集中装在具有足够机械强度和良好绝缘性能的端钮盒内。
    b)端钮盒应有单独的盒盖,能与表壳分开封印;应有相应的弱电输出接口。
    c)端钮盒盖应标明端钮与外电路的连接线路图;在接入zui大引线后与交流接线螺钉间的zui小距离应不小于3mm。
5.13.6  冲击影响要求。
    多功能电能表在非工作状态、无包装条件下,应能承受半正弦脉冲波的加速度试验。试验后不应有破裂、变形及内部各零部件松脱、损坏。通电后程序仍应正常,且内存不丢失。机电式多功能表测量单元准确度、起动和潜动等不考核。


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