电力载波抄表系统标准ver20修.docx
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电力载波抄表系统标准ver20修
国家质量技术监督局发布
电力载波抄表系统
（草稿）
（本稿完成日期：
2003-07-25）
目次
1前言
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制定的。
本标准的附录、附录是规范性附录。
本标准的附录、附录是资料性附录。
本标准由全国电工仪器仪表标准化技术委员会提出并归口。
本标准起草单位：
本标准主要起草人：
低压电力线载波抄表系统
11 范围
本标准规定了低压电力线载波抄表系统的术语、技术要求、试验方法、检验规则。
本标准适用于利用低压电力线载波信道通信的自动抄表系统，该系统适用于电能计量仪表的自动抄表。
12 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/TXXXXX.001-XXXX自动抄表系统第1部分：
总则
GB/T2423.5-1995电工电子产品基本环境试验第2部分:
试验方法试验Ea和导则：
冲击（idtIEC60068-2-27:
1987）
GB/T2423.10-1995电工电子产品基本环境试验第2部分:
试验方法试验Fc和导则：
振动（正弦）（idtIEC60068-2-6:
1982）
GB/T2423.24-1995电工电子产品基本环境试验第2部分:
试验方法试验Sa：
模拟地面上的太阳辐射（idtIEC60068-2-5:
1975）
GB/T5169.10-1997电工电子产品着火危险试验试验方法灼热丝试验方法总则（idtIEC60695-2-1/1:
1994）
GB2829-1987周期检查计数抽样程序及抽样表（适用于生产过程稳定性的检查）
GB4793.1-1995测量、控制和试验室用电气设备的安全要求第1部分：
通用要求（idtIEC1010-1：
1990）
GB9254-1998信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法（idtCISPR22:
1997）
GB9969.1-1998工业产品使用说明书总则
GB/TXXXXX-200X网络电能表特殊要求
GB/T15464-1995仪器仪表包装通用技术条件
GB/T17215（所有部分）1和2级静止式交流有功电能表[idtIEC61036（所有部分）]
GB/T17626.2-1998电磁兼容试验和测量技术─第2部分：
静电放电抗扰度试验（idt1000-4-2:
1995）
GB/T17626.3-1998电磁兼容试验和测量技术─第3部分：
射频电磁场辐射抗扰度试验（idt1000-4-3:
1995）
GB/T17626.4-1998电磁兼容试验和测量技术─第4部分：
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（idt1000-4-4:
1995）
GB/T17626.5-1998电磁兼容试验和测量技术─第5部分：
浪涌（冲击）抗扰度试验（idt1000-4-5:
1996）
GB/T17626.6-1998电磁兼容试验和测量技术─第6部分：
射频场感应的传导骚扰抗扰度（idt1000-4-6:
1996）
DL/T698-1999低压电力用户集中抄表系统技术条件
JB/T50070-XXXX电能表可靠性要求及考核方法
IEC62051电能测量术语汇编
IEC62053-31:
1998电测量设备（a.c.）—特殊要求—第31部分：
机电式和电子式仪表的脉冲输出装置（2线）
IEC62056-21:
抄表、费率和负荷控制的数据交换-第21部分：
直接本地数据交换
IEC62056-31:
抄表、费率和负荷控制的数据交换-第31部分：
采用双绞线局域网载波通信
IEC62056-52:
抄表、费率和负荷控制的数据交换：
电力线信息规范（DLMS）服务器通讯协议管理
IEC62056-53:
抄表、费率和负荷控制的数据交换-第31部分：
COSEM应用层
IEC62056-61:
抄表、费率和负荷控制的数据交换-第31部分：
OBIS对象识别系统
IEC62056-62:
抄表、费率和负荷控制的数据交换-第31部分：
接口对象
13 定义
13.1 电力线载波（DLC）distributionlinecarrier
利用低压电力线作为媒质传输有关信息的一种通信技术，也被称作“电力线载波（PLC）”。
3.2本地数据交换：
localdataexchange
利用手持单元对设备进行数据交换。
3.3.主站masterstation
通常采用远方计算机设备作为主站，该站采取主动方式对数据流进行控制，主站在一定范围内可以和不同地区的多个集中器进行数据交换。
3.4集中器concentrator
集中器是指在本地范围内通过电力载波通信网络与载波表以及采集终端进行数据交换的设备。
3.5采集终端
采集终端是指用于收集基本计量仪表数据的装置。
3.6手持单元
手持单元（或称手持抄表装置）是指能够近距离直接与单台电能表、集中器、采集终端或者远方计算机设备进行数据交换的设备，通信网络一般为红外通信、RS-232通信或无线通信。
3.7中继器：
repeater
用于扩展一个局域网物理长度的设备。
中继器在其物理层恢复信号。
它仅与ISO-OSI模型的物理层有关。
3.8载波表
载波表是指具有数据记录、存储以及通过电力线进行数据交换能力的电力仪表，根据使用场合不同，可以是工业用表或居民用表，其内部数据内容可以不同。
3.9计量仪表单元
基本计量仪表单元是指具有计量功能，但不具备数据交换能力的计量仪表，根据使用场合不同，可以是工业用表或居民用表。
4.电力载波抄表系统结构和构成
4.1电力线载波抄表系统结构示意图
---低压电力线载波信道----
图1.自动抄表系统的系统框图
4.2电力载波抄表系统构成
电力载波抄表系统主要由主站（远方抄表设备）、集中器（本地抄表设备）、手持单元（直接本地抄表设备）以及载波表和通过采集终端连接的基本计量仪表单元构成，集中器和载波表以及采集终端之间采用电力载波通信网络，远方主站与集中器之间的通信信道可以根据具体情况选择不同的通信信道，如无线、电话线、光纤或宽带网络等等。
集中器作为电力载波抄表系统中的网络节点，手持单元仅作为系统的一种辅助设备。
一个远方计算机设备可以管理多个集中器，一个集中器下辖多个电力载波电能表及采集终端。
5.技术要求
5.1系统功能
5.1.1系统基本功能
5.1.1.1抄收功能：
抄收方式分为定时抄收和实时抄收，抄收的数据也分为冻结数据和实时数据。
5.1.1.2参数设置与管理功能：
a）设置设备初始参数；日期、时间，设备参数（标识号、表计常数、底数）。
b）设置系统抄收参数；抄收间隔、周期、冻结时间参数。
5.1.1.3系统安全控制功能
系统中各设备必须提供完善的操作安全权限管理机制，以确保具有防止非法/非授权人操作的措施，以保证整个系统的安全。
具体方法参照IEC62056-53COSEM应用层.
5.1.1.4电力载波通信管理功能
a）动态/自适应中继功能；低压电力载波通信有其特殊性：
通信信道的噪声、衰减、畸变、时变的特性以及电力载波通信技术发展的现状，低压电力载波通信网络应具有动态/自适应中继管理功能以适应低压电力载波通信的实际应用要求；
b）自动初始化/自动登录功能；应用低压电力网络进行数据通信，由于其通信信道的特殊性，应用自动初始化/自动登录功能一则便于系统的安装再则为建立合理且优化的网络拓扑结构提供可能。
5.1.1.5校时功能:
由主站对系统设备时间进行校正，具体方法参见IEC62056-62。
5.1.2系统扩展功能
5.1.2.1系统监测诊断功能
可对系统设备运行状态进行监测和诊断，根据需要和可能给予报警和提示。
5.1.2.2负荷控制与预付费功能
电力载波抄表系统通过载波电能表对用户的负荷进行调整和控制以及与银行联网，预先收取用电费用，用户先买电﹑后用电。
5.1.2.3能量平衡
线损、三相不平衡度计算等功能为电网优化管理提供数据支持。
5.2设备功能
5.2.1集中器功能
5.2.1.1抄收功能：
根据设置的抄收方式采集抄收计量仪表的数据。
5.2.1.1设置功能
具有远方设置和直接本地设置功能，并有防止非授权人员操作和保证数据安全的功能。
5.2.1.1通信功能
具有与远方主站、直接本地抄表设备、以及载波表和采集终端通信能力。
通信规约应符合相关标准。
5.2.1.1数据处理
数据处理包括数据的排序、存储、冻结。
5.2.2采集终端功能
5.2.2.1抄读功能：
根据基本计量仪表单元的输出条件，读取基本仪表的计量数据。
5.2.2.2设置功能
具有通过上级设备设置和直接本地设置功能，并有防止非授权人员操作和保证数据安全的功能。
5.2.2.3通信功能
具有与远方主站、直接本地抄表设备、以及载波表和采集终端通信能力。
通信规约应符合相关标准。
5.2.2.4数据处理
数据处理包括数据的排序、存储功能。
5.2.3载波表功能
5.2.3.1计量功能
5.2.3.2通信功能
具有通过上级设备设置和直接本地设置功能，并有防止非授权人员操作和保证数据安全的功能。
5.2.3.3数据处理和控制功能
5.2.4手持数据单元功能
5.2.4.1通信功能
具有抄读载波表、集中器、采集终端设备数据的功能。
并具有与远方主站进行数据交换的能力。
5.2.4.2设置功能
具有对集中器、采集终端、载波表等设备参数设置的能力。
5.3性能和指标
5.3.1系统通信可靠性
5.3.1.1比特差错率
比特差错率是规定时间内接收的有差错的比特数和发送的比特总数的比值。
传统通信方式的比特差错率一般较低（≤10-6）；但低压配电线的传输参数（阻抗、衰减、信噪比等）随着时间和网络结构的变化很大，配电线载波的比特差错率较高（≤10-3）。
通过采用有效处理技术，可使通信在较高比特差错率情况下仍能得到较满意结果。
5.3.1.2残留差错率；
系统或部分系统的残留差错率是规定时间内被错误接收且未被检出的数据块（帧、信息包、报文等）的数量和发送的数据块的数量的比值。
例如，参考IEC60870-5-1，在比特差错率为10-4时，数据完整度可分级如下：
–I1级：
残留差错率≤10-6，如采集用电量，可采用CRC16校验。
；
注：
如该用电量用于经济目的，例如用于付款，应提高残留差错率要求。
–I2级：
残留差错率≤10-10，例如发送设置参数、测量量和低压配电网中的遥控命令；
5.3.1.3通信系统可用率
系统可用率＝系统达到要求的比特差错率累计时间／系统总运行时间。
配电线载波系统的可用率预计在80%至95%。
而在实际使用中可用率也可接近100%。
5.3.1.4数据完整性
自动抄表系统的数据完整性可因它能避免或检测出数据在传输过程中的错误而提高。
提高数据完整性的基本方法是在发送数据中附加信息，以便接收机检测纠错。
参考IEC60870-5-1，在比特差错率为10-4时，数据完整度可分级如下：
I1级：
残留差错率≤10-6，如采集用电量，可采用CRC16校验。
I2级：
残留差错率≤10-10，例如发送设置参数、测量量和低压配电网中的遥控命令，可采用CRC32校验。
I3级：
残留差错率≤10-14，例如发送中压配电网中的遥控命令，可采用MD5消息摘要算法。
一个通信系统的数据完整性可因它能避免或检测出数据在传输过程中的错误而提高。
5.3.1.4响应时间；
响应时间是要求执行命令时刻和命令执行完毕时刻之间的时间。
响应时间应符合4.2.3和4.3的要求。
5.3.2系统抄收可靠性
5.3.7.1抄收成功率；抄收成功率=抄收成功表数/应抄读总表数
根据低压电网的质量不同,以及电力线载波系统的可用率不同，建议采用不同考核方法。
●一次抄收成功率≥85%
●时段抄收成功率≥97%
具体指标可由制造商与用户协商确定
5.3.2.1仪表数据抄读准确度
读数准确度改为系统传输准确度，具体技术指标待确定。
（怎样确定）
5.3.2.2仪表数据抄读差错率；
超差表数/抄读到的总表数（确定指标）
5.3.2.3系统实时基表读数准确度
系统读出的载波电能表累计计量数与载波电能表计度器的计量示值E0的差值应不大于±1个E0的整数有效位。
（系统读出的脉冲数应等于载波电能表的输入脉冲数。
）
5.3.3信道占用率；有效信息通信时间/占用信道时间
5.3.4电力载波通信载波信号的传输要求
采用不同的载波通信方式对信号的传输要求见附录：
载波通信低层规范
5.3.5设备性能指标
5.3.5.1集中器性能指标：
抄表的数据在集中器保存时出错率：
<10-10。
当抄读间隔<24h时，补抄时间T<抄读间隔。
当抄读间隔>24h时，补抄时间T<24h。
停电数据保持时间：
>4个月。
可被系统校时，计时单元的日计时误差<±5S/d。
5.3.5.2采集终端性能指标：
抄表的数据在集中器保存时出错率：
<10-10。
当抄读间隔<24h时，补抄时间T<抄读间隔。
当抄读间隔>24h时，补抄时间T<24h。
停电数据保持时间：
>4个月。
可被系统校时，计时单元的日计时误差<±5S/d。
5.３.5.3手持单元性能指标：
抄表的数据在集中器保存时出错率：
<10-10。
当抄读间隔<24h时，补抄时间T<抄读间隔。
当抄读间隔>24h时，补抄时间T<24h。
停电数据保持时间：
>4个月。
可被系统校时，计时单元的日计时误差<±5S/d。
5.3.5.4载波表性能指标：
参见GB/T17215-1998和网络电能表标准。
5.3.6电气性能
5.3.6.1电源电压参比值及允许偏差
频率：
50Hz，允许偏差：
–5%～+5%；
电压：
220V/380V，允许偏差：
–20%～+20%。
5.4功耗；
采集终端常态下消耗的视在功率应不大于2VA/只、有功功率应不大于1W/只，传输状态下功耗的增量应不大于5VA、３W。
（仪表终端；静态；0.5VA/只,0.3W/只动态；5VA/只,3W/只。
）
5.5停电数据保持
要保证足够的抄表周期。
长时间断电时，设备不应出现误读数，并应有数据保持措施，至少保持四个月以上；电源恢复时，内存数据不丢失。
5.6气候环境条件
根据安装场所，温度和湿度条件分为以下三级：
——机房（A）：
温度为+5℃～+40℃,相对湿度≤75％；
——户内（B）：
温度为-10℃～+50℃,相对湿度≤90％；
——户外（C）：
温度为-25℃～+70℃,相对湿度≤95％；
括弧内的符号为三级气候环境条件的标志代号。
对于特殊用途，可规定其它温度值。
5.7.结构和机械性能
按DL/T698-1999中5.7条规定。
5.8安全性能
5.8.1绝缘电阻
设备电气回路对地之间施加直流500V电压，在正常条件下，绝缘电阻应不低于5MΩ；在湿熱试验条件下绝缘电阻应不低于2MΩ。
5.8.2冲击电压
电压峰值为6kV，波形为标准的1.2/50μs的脉冲，施加于设备电气回路对地之间，不应出现电弧、放电、击穿和损坏。
试验后，集中器与载波电能表存储的数据应无变化，设备应工作正常。
5.8.3工频耐压
设备电气回路对地之间施加有效值为2kV的50Hz正弦波电压1min，不应出现电弧、放电、击穿和损坏。
试验后，集中器与载波电能表存储的数据应无变化，设备应工作正常。
5.8.4电磁兼容性（EMC）
按6.8.4条规定试验，承受正常运行中的传导和辐射等电磁骚扰以及静电放电，设备无损坏，设备读数准确度符合5.3的要求。
5.8.5可靠性要求
正常工作条件下，设备平均无故障工作时间（MTBF）不少于5×104h。
6试验和试验条件
6.1试验条件
一个由集中器和不少于30只载波电能表组成的系统，三相均匀分布。
在试验过程中，设备及组成抄表系统的各个现场安装设备（如集中器等）置于同样环境中。
6.1.1气候环境条件
试验应按下列正常大气条件进行，在每一项目的试验期间应相对稳定：
a）温度：
+15℃～+35℃；
b）相对湿度：
45％～75％；
c）大气压力：
86kPa～108kPa。
6.1.2电源条件
试验电源：
频率：
50Hz，允许偏差：
±1％。
电压：
220V，允许偏差：
±5％。
6.1.3功能试验
参见其产品说明书。
按所提要求测试，功能应达到5.1、5.2条要求。
6.1.4系统基表读数准确度试验
系统基表读数准确度试验以电能表的读数准确度为基准。
测试的电能表通以额定电流Ib72h后，再通以试验电流I（0.05Ib＜I＜Imax）,系统每隔1h读取电能读数E1，读数精确度0.1kWh。
运行总时间不少于168h，其中I在0.05Ib～0.2Ib的运行时间不少于总运行时间的20％。
电能表读数准确度应符合5.3要求。
进行此试验时，应选用各种常数的电能表。
6.1.5信号传输特性试验
6.1.5.1试验电路
220VAC
耦合网络由耦合变压器和耦合电容组成，其参数可参照被试设备中使用的耦合网络的数值。
6.1.5.2载波信号频率和电平
使被试设备处于连续发送状态，用选频表或扫频仪在载频附近找出输出电平最高点，记下此时的频率f0及电平V0，应符合5.4要求。
6.1.5.3载波信号带宽
记下被试设备在载频点的电平值V1（dB），然后选频的频率慢慢向低于载频的方向调节，直至选频表的电平表上显示的电平值低于V1值20dB，记下此时的频率f1。
再将选频表的频率慢慢向高于载频的方向调节，直至选频表的电平表上显示的电平值低于V1值20dB，记下此时的频率f2，其带宽B＝f2－f1应符合5.4条要求。
6.1.6电气性能试验
6.1.6.1电源电压变化影响
将电源电压变化到额定值的80％～120％，设备应能正常工作，各项功能和读数准确度应符合5.3条的要求。
6.1.6.2电压中断影响
模拟由于电源线松动而引起的随机序列中断，用伪随机码型发生器控制电子开关使电源序列中断。
采用511bit伪随机码，速率取300Bd，中断时间为3.3ms～26.7ms，试验持续20s。
系统应能正常工作，保存的数据无变化。
6.1.6.3停电数据保持
先读出载波电能表内保存的数据及设置的参数，然后断电4个月。
电源恢复后，保存的数据应无变化，设备工作应正常。
6.1.6.4功率消耗
单独取一块载波电能表，用伏安法及功率表测出载波电能表在传输和非传输状态下的功耗，应符合5.5.2要求。
6.1.7气候环境影响试验
按DL/T698-1999中6.7条规定。
6.1.8结构和机械性能试验
按DL/T698-1999中6.8条规定。
6.1.9安全性能试验
6.1.9.1绝缘电阻试验
设备不通电的情况下,设备电气回路对地之间施加直流500V电压、正常环境条件下，绝缘电阻应不低于5MΩ；在湿熱试验条件下绝缘电阻应不低于2MΩ。
6.1.9.2冲击电压试验
设备不通电的情况下,电压峰值为6kV，波形为标准的1.2/50μs的脉冲，施加于设备电气回路对地之间，不应出现电弧、放电、击穿和损坏。
试验后，采集模块存储的数据应无变化，设备应工作正常。
6.1.9.3工频耐压试验
设备不通电的情况下,设备电气回路对地之间施加有效值为2kV的50Hz正弦波电压1min，不应出现电弧、放电、击穿和损坏。
试验后，采集模块存储的数据应无变化，设备应工作正常。
6.1.10电磁兼容性试验
6.1.10.1电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
按DL/T698－1999中6.10.4条规定。
6.1.10.2射频电磁场抗扰度试验
按DL/T698－1999中6.10.3条规定。
6.1.10.3静电放电抗扰度试验
按DL/T698－1999中6.10.2条规定。
6.1.10.4浪涌试验
按DL/T698－1999中6.10.5条规定。
6.1.10.5工频磁场影响试验
按DL/T698－1999中6.10.6条规定。
6.1.11数据完整性测试
符合本标准的电力载波抄表系统必须采用相同的通信规约，其保证数据完整性的算法也必须相同，本项性能的测试可采用与符合标准的设备通信的方法。
如果正常通信，则说明采用的校验方法一致。
6.1.12响应时间测试
通过编制专门的测试软件，在各种通信环境，重复采集通信响应时间，查看最大响应时间是否符合标准要求。
6.1.13信息安全性测试
符合本标准的电力载波抄表系统必须采用相同的通信规约，其信息安全性的测试可采用与符合标准的设备通信的方法。
如果正常通信，则说明采用的校验方法一致。
6.2检验规则
6.2.1出厂检验
由制造厂检验部门对生产的每个产品进行检验。
合格后应加封印出厂，发给质量合格证明书。
6.2.2型式检验
按本标准所规定的全部技术要求项进行检验，下列情况之一应进行型式检验：
——新产品设计定型鉴定及批量试生产定型鉴定；
——当仪表结构、工艺或主要材料上有改变，可能影响其符合本标准要求时；
——停产一年后重新投产时；
——批量生产的产品每2年进行一次型式检验；
——国家质量监督机关或主管部门监督检查需进行型式检验时。
6.2.3抽样
型式检验的样品应在出厂检验合格的产品中随机抽取，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,即：
[nAcRe]=
式中:
n—样本大小；
Ac—合格判定数；
Re—不合格判定数。
6.2.4不合格分类
按GB2829的规定，不合格分为A、B、C三类。
各类的权值定为:
A类1.0，B类0.5，C类0.3。
累计后小数位4舍5入取整。
6.2.5检验项目
检验项目见表1。
表1：
检验项目
序号
校验项目
要求
检验方法
出厂检验
型式检验
不合格类别
1
结构
5.7
6.7
√
√
C
2
机械性能
5.7
6.7
√
B
3
基本功能
5.1
6.2
√
√
A
4
信号传输特性
5.4
6.4
√
A
5
读数准确度
5.3
6.3
√
√
A
6
电气性能
5.5
6.5
√
√
B
7
低温影响
5.6
6.6
*
√
A
8
高温影响
5.6
6.6
*
√
A
9
绝缘电阻
5.8.1
6.8.1
√
√
A
10
冲击耐压
5.8.2
6.8.2
√
A
11
工频耐压
5.8.3
6.8.3
√
√
A
13
电快速瞬变脉冲群抗扰性
5.8.4
6.8.4.1
√
A
14
幅射电磁场抗扰性
5.8.4
6.8.4.2
√
A
15
静电放电抗扰性
5.8.4
6.8.4.3
√
A
16
浪
升级会员 