WSN無線采集器技術規(guī)范書.doc

國家電網(wǎng)公司2010年科技項目堅強智能電網(wǎng)第二批試點工程項目鄞州農(nóng)網(wǎng)智能化建設試點工程微功率無線采集器技術規(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術語和定義43.1微功率無線采集器43.2手持設備44技術要求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)和時鐘保持54.3.6抗接地故障能力54.4結構54.5絕緣性能要求64.5.1絕緣電阻64.5.2絕緣強度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要求和性能指標。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、使用和驗收。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，鼓勵根據(jù)本規(guī)范達成協(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 外殼防護等級（IP代碼）GB/T 154641995 儀器儀表包裝通用技術條件GB/T 17215.2112006 交流電測量設備 通用要求 試驗和試驗條件 第11部分：測量設備GB/T 17215.321 交流電測量設備 特殊要求 第21部分 靜止式有功電能表（1級和2級）GB/T 17215.322 交流電測量設備 特殊要求 第22部分 靜止式有功電能表（0.2s級和0.5s級）GB/T 17215.323 交流電測量設備 特殊要求 第21部分 靜止式無功電能表（2級和3級）GB/T 28292002 周期檢驗計數(shù)抽樣程序及表（適用于對過程穩(wěn)定性的檢驗）DL/T 5332007 電力負荷管理終端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 電力負荷管理系統(tǒng)通用技術條件Q/GDW1302005 電力負荷管理系統(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)技術規(guī)范 第三部分：通信單元技術規(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)檢驗技術規(guī)范 第三部分：集中抄表終端檢驗技術規(guī)范3術語和定義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)的設備，以下簡稱為采集器。3.2手持設備 手持設備（或稱手持抄表終端）是指能夠近距離直接與單臺電能表、智能配變終端、采集器及計算機設備進行數(shù)據(jù)交換的設備。4技術要求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溫濕度范圍終端設備正常運行的氣候環(huán)境條件見表1。表1氣候環(huán)境條件分類場所類型級別空氣溫度濕度范 圍最大變化率/h相對濕度最大絕對濕度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 時間內(nèi)平均值。b 相對濕度包括凝露。4.1.3大氣壓力63.0kPa108.0kPa（海拔4000m及以下），特殊要求除外。4.2機械影響終端設備應能承受正常運行及常規(guī)運輸條件下的機械振動和沖擊而不造成失效和損壞。機械振動強度要求：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，在斷一相或兩相電壓的條件下，交流電源應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不大于5VA、有功功率應不大于3W。發(fā)射功率不大于50毫瓦(注：應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)射時雜散輻射限值： -36dBmm；待機或空閑狀態(tài)的雜散輻射限值： -47dBm。4.3.5失電數(shù)據(jù)和時鐘保持供電電源中斷后，應有措施至少一個月內(nèi)保持數(shù)據(jù)不丟失和內(nèi)部時鐘正常運行。電源恢復時，系統(tǒng)正常運行。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)或中性點不接地系統(tǒng)的三相四線配電網(wǎng)供電時，在接地故障及相對地產(chǎn)生10過電壓的情況下，沒有接地的兩相對地電壓將達到1.9倍的標稱電壓；在此情況下，終端不應出現(xiàn)損壞。供電恢復正常后，終端應正常工作，保存數(shù)據(jù)應無改變。4.4結構采集器的結構應符合Q/GDW 375.3-2009的結構要求。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測試電壓V正常條件濕熱條件U6010225060U250102500U2501021000注：與二次設備及外部回路直接連接的接口回路采用U250V的要求。4.5.2絕緣強度電源回路、交流電量輸入回路、輸出回路各自對地和電氣隔離的各回路之間以及輸出繼電器常開觸點回路之間，應耐受如表3中規(guī)定的50Hz的交流電壓，歷時1min的絕緣強度試驗。試驗時不得出現(xiàn)擊穿、閃絡現(xiàn)象，泄漏電流應不大于5mA。表3試 驗 電 壓單位：V額定絕緣電壓試驗電壓有效值額定絕緣電壓試驗電壓有效值U60500125U250200060U1251500250U4002500注：輸出繼電器常開觸點間的試驗電壓不低于1500V；對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、輸出回路各自對地和無電氣聯(lián)系的各回路之間，應耐受如表4中規(guī)定的沖擊電壓峰值，正負極性各5次。試驗時應無破壞性放電（擊穿跳火、閃絡或絕緣擊穿）現(xiàn)象。 表4沖擊電壓峰值單位：V額定絕緣電壓試驗電壓有效值額定絕緣電壓試驗電壓有效值U602000125U250500060U1255000250U4006000注：RS-485接口與電源回路間試驗電壓不低于4000V4.6溫升在額定工作條件下，電路和絕緣體不應達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間常數(shù)長的輔助電壓線路）加載1.15倍參比電壓，外表面的溫升在環(huán)境溫度為40時應不超過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項 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)管理和存儲實時和當前數(shù)據(jù)歷史日數(shù)據(jù)歷史月數(shù)據(jù)重點用戶采集電能表運行狀況監(jiān)測公變電能計量3參數(shù)設置和查詢時鐘召測和對時終端參數(shù)抄表參數(shù)其它（限值、預付費等）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）級聯(lián)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)（通信轉(zhuǎn)換）6本地功能運行狀態(tài)指示本地維護接口本地擴展接口7終端維護自檢自恢復終端初始化軟件遠程下載斷點續(xù)傳4.7.2采集器功能要求4.7.2.1數(shù)據(jù)采集采集器應能按智能配電終端設置的采集周期自動采集電能表數(shù)據(jù)。4.7.2.2數(shù)據(jù)存儲采集器應能分類存儲數(shù)據(jù)，形成總及各費率正向有功電能示值等歷史日數(shù)據(jù)，保存重點用戶電能表的最近24小時整點總有功電能數(shù)據(jù)。4.7.2.3參數(shù)設置和查詢可遠程查詢或本地設置和查詢下列參數(shù)：a）支持廣播對時命令，對采集器時鐘進行校時。b）支持設置和查詢采集周期、電能表通信地址、通信協(xié)議等參數(shù)，并能自動識別和適應不同的通信速率。c）能依據(jù)智能配電終端下發(fā)或本地通信接口設置的表地址，自動生成電能表的表地址索引表。4.7.2.4事件記錄采集器應能記錄參數(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行通信，接收并響應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。提供本地維護接口，支持手持設備通過紅外通信口等本地維護接口設置參數(shù)和現(xiàn)場抄讀電能量數(shù)據(jù)。本地參數(shù)設置和現(xiàn)場抄表應有權限和密碼管理。4.7.2.7采集器維護4.7.2.7.1自檢自恢復采集器應有自測試、自診斷功能，發(fā)現(xiàn)終端的部件工作異常應有記錄。采集器應記錄每日自恢復次數(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，分別對硬件、參數(shù)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)進行初始化，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)射時雜散輻射限值： -36dBm；待機或空閑狀態(tài)的雜散輻射限值： -47dBm。4.7.3.3 本地信道性能下列指標為微功率無線采集系統(tǒng)工程正式運行一年后的現(xiàn)場需達到的指標。表7 微功率無線采集系統(tǒng)工程指標序號指 標 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，采集日凍結數(shù)據(jù)）6集中器單點抄表時間5s7集中器輪詢抄表時間10min（300個電表）8其它特殊指標要求（1）頻率范圍： 470510MHz； （2）發(fā)射功率：50mW。4.7.4外殼及其防護性能4.7.4.1機械強度采集器的機箱外殼應有足夠的強度，外物撞擊造成的變形應不影響其正常工作。4.7.4.2阻燃性能非金屬外殼應符合GB/T 5169.11的阻燃要求。4.7.4.3外殼防護性能采集器外殼的防護性能應符合GB/T 4208規(guī)定的IP51級要求，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外的連接線應經(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。電流出線端子的結構應與截面為46mm2的引出線配合。其它出線端子的結構應與截面為1.52.5mm2的引出線配合。4.7.5.2絕緣強度端子排的絕緣強度應符合本部分4.5.2的要求。4.7.5.3阻燃性能端子排的阻燃性能應符合GB/T 5169.11的阻燃要求。4.7.6天線采用無線信道時，應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，應連接到獨立的保護接地端子上。接地端子應有清楚的接地符號。接地端子的截面積應不小于20mm2。4.7.8電氣間隙和爬電距離裸露的帶電部分對地和對其它帶電部分之間，以及出線端子螺釘對金屬蓋板之間應具有表8規(guī)定的最小電氣間隙和爬電距離。對于工作在海拔高度2000m以上的終端的電氣間隙應按GB/T 16935.1 的規(guī)定進行修正。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加封印采集器應能加封?。洪T應能加封??；機架式終端無門且小機箱為可抽出結構的，小機箱應能加封印，不拆除所加封印，小機箱應無法抽出。4.7.10金屬部分的防腐蝕在正常運行條件下可能受到腐蝕或能生銹的金屬部分，應有防銹、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，智能配電終端采集的電能表累計電能量讀數(shù)E應與電能表示值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數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡。在試驗條件下以0.5h的采集周期自動定時采集各電能表數(shù)據(jù)，運行時間7d，統(tǒng)計智能配電終端采集電能表數(shù)據(jù)的成功率應98。4.9電磁兼容性要求采集器應能承受傳導的和輻射的電磁騷擾以及靜電放電的影響，設備無損壞，并能正常工作。電磁兼容試驗項目包括：電壓暫降和短時中斷