WSN无线采集器技术规范书.docx
《WSN无线采集器技术规范书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WSN无线采集器技术规范书.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
WSN无线采集器技术规范书
国家电网公司
2010年科技项目
坚强智能电网第二批试点工程项目
鄞州农网智能化建设试点工程
微功率无线采集器
技术规范书
鄞州供电局
2010年7月
目录
1 范围4
2 规范性引用文件4
3 术语和定义4
3.1微功率无线采集器4
3.2手持设备4
4 技术要求4
4.1 环境条件4
4.1.1 参比温度及参比湿度5
4.1.2 温湿度范围5
4.1.3 大气压力5
4.2 机械影响5
4.3 工作电源5
4.3.1 工作电源5
4.3.2 额定值及允许偏差5
4.3.3 功率消耗和发射功率5
4.3.4杂散发射5
4.3.5 失电数据和时钟保持5
4.3.6 抗接地故障能力5
4.4 结构5
4.5 绝缘性能要求6
4.5.1 绝缘电阻6
4.5.2 绝缘强度6
4.5.3 冲击电压6
4.6 温升6
4.7 功能要求6
4.7.1 功能配置7
4.7.2 采集器功能要求7
4.7.3微功率无线通信单元8
4.7.4 外壳及其防护性能9
4.7.5 接线端子9
4.7.6 天线9
4.7.7 接线端子9
4.7.8 电气间隙和爬电距离9
4.7.9 加封印10
4.7.10 金属部分的防腐蚀10
4.8 采集数据可靠性10
4.8.1 采集数据准确度10
4.8.2 数据采集成功率10
4.9 电磁兼容性要求10
4.10 连续通电稳定性10
4.11 可靠性指标11
4.12 包装要求11
5型式规范11
1 范围
本部分规定了微功率无线采集器的技术要求和性能指标。
本部分适用于鄞州供电局电力用户用电信息采集系统中微功率无线采集器的检验、使用和验收。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
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规范，然而，鼓励根据本规范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规范。
GB/T4208—2008外壳防护等级（IP代码）
GB/T15464—1995仪器仪表包装通用技术条件
GB/T17215.211—2006交流电测量设备通用要求试验和试验条件—第11部分：
测量设备
GB/T17215.321交流电测量设备特殊要求第21部分静止式有功电能表（1级和2级）
GB/T17215.322交流电测量设备特殊要求第22部分静止式有功电能表（0.2s级和0.5s级）
GB/T17215.323交流电测量设备特殊要求第21部分静止式无功电能表（2级和3级）
GB/T2829—2002周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验）
DL/T533—2007电力负荷管理终端
DL/T614多功能电能表
DL/T645多功能电能表通信规约
DL/T698.1—2009电能信息采集与管理系统第1部分：
总则
Q/GDW129－2005电力负荷管理系统通用技术条件
Q/GDW130－2005电力负荷管理系统数据传输规约
Q/GDW373—2009电力用户用电信息采集系统功能规范
Q/GDW374.3—2009电力用户用电信息采集系统技术规范第三部分：
通信单元技术规范
Q/GDW375.3—2009电力用户用电信息采集系统型式规范第三部分：
采集器型式规范
Q/GDW376.1—2009电力用户用电信息采集系统通信协议第一部分：
主站与采集终端通信协议
Q/GDW376.2—2009电力用户用电信息采集系统通信协议第二部分：
集中器本地通信模块接口协议
Q/GDW379.3—2009电力用户用电信息采集系统检验技术规范第三部分：
集中抄表终端检验技术规范
3 术语和定义
3.1微功率无线采集器
微功率无线采集器是用于采集多个电能表电能信息,并可通过微功率无线通信单元与智能配变终端交换数据的设备，以下简称为采集器。
3.2手持设备
手持设备（或称手持抄表终端）是指能够近距离直接与单台电能表、智能配变终端、采集器及计算机设备进行数据交换的设备。
4 技术要求
4.1 环境条件
4.1.1 参比温度及参比湿度
参比温度为23C；参比湿度为40％～60％。
4.1.2 温湿度范围
终端设备正常运行的气候环境条件见表1。
表1 气候环境条件分类
场所类型
级别
空 气 温 度
湿 度
范围
℃
最大变化率℃/h
相对湿度％
最大绝对湿度
g/m3
遮蔽
C1
-5～+45
0.5
5～95
29
C2
-25～+55
0.5
10～100
户外
C3
-40～+70
1
35
协议特定
CX
a温度变化率取5min时间内平均值。
b相对湿度包括凝露。
4.1.3 大气压力
63.0kPa～108.0kPa（海拔4000m及以下），特殊要求除外。
4.2 机械影响
终端设备应能承受正常运行及常规运输条件下的机械振动和冲击而不造成失效和损坏。
机械振动强度要求：
——频率范围：
10Hz～150Hz；
——位移幅值：
0.075mm（频率≤60Hz）；
——加速度幅值：
10m/s2（频率60Hz）。
4.3 工作电源
4.3.1 工作电源
采集器可使用单相或三相四线供电。
三相四线供电时，在断一相或两相电压的条件下，交流电源应能维持和采集器正常工作和通信。
4.3.2 额定值及允许偏差
工作电源额定电压：
220V/380V，允许偏差-20％～+20％；频率：
50Hz，允许偏差-6％～+2％。
4.3.3 功率消耗和发射功率
在非通信状态下，采集器消耗的视在功率应不大于5VA、有功功率应不大于3W。
发射功率不大于50毫瓦（注：
应为线路板板载天线接口处功率）。
4.3.4杂散发射
最大功率发射时杂散辐射限值：
-36dBmm；待机或空闲状态的杂散辐射限值：
-47dBm。
4.3.5 失电数据和时钟保持
供电电源中断后，应有措施至少一个月内保持数据不丢失和内部时钟正常运行。
。
电源恢复时，系统正常运行。
采集器可选配该功能。
4.3.6 抗接地故障能力
采集器电源由非有效接地系统或中性点不接地系统的三相四线配电网供电时，在接地故障及相对地产生10％过电压的情况下，没有接地的两相对地电压将达到1.9倍的标称电压；在此情况下，终端不应出现损坏。
供电恢复正常后，终端应正常工作，保存数据应无改变。
4.4 结构
采集器的结构应符合Q/GDW375.3-2009的结构要求。
4.5 绝缘性能要求
4.5.1 绝缘电阻
采集器各电气回路对地和各电气回路之间的绝缘电阻要求如表2所示：
表2 绝缘电阻
额定绝缘电压
V
绝缘电阻
MΩ
测试电压
V
正常条件
湿热条件
U≤60
≥10
≥2
250
60＜U≤250
≥10
≥2
500
U＞250
≥10
≥2
1000
注：
与二次设备及外部回路直接连接的接口回路采用U＞250V的要求。
4.5.2 绝缘强度
电源回路、交流电量输入回路、输出回路各自对地和电气隔离的各回路之间以及输出继电器常开触点回路之间，应耐受如表3中规定的50Hz的交流电压，历时1min的绝缘强度试验。
试验时不得出现击穿、闪络现象，泄漏电流应不大于5mA。
表3 试验电压单位：
V
额定绝缘电压
试验电压有效值
额定绝缘电压
试验电压有效值
U≤60
500
125＜U≤250
2000
60＜U≤125
1500
250＜U≤400
2500
注：
输出继电器常开触点间的试验电压不低于1500V；对于交直流双电源供电的终端，交流电源和直流电源间的试验电压不低于2500V。
4.5.3 冲击电压
电源回路、交流电量输入回路、输出回路各自对地和无电气联系的各回路之间，应耐受如表4中规定的冲击电压峰值，正负极性各5次。
试验时应无破坏性放电（击穿跳火、闪络或绝缘击穿）现象。
表4 冲击电压峰值单位：
V
额定绝缘电压
试验电压有效值
额定绝缘电压
试验电压有效值
U≤60
2000
125＜U≤250
5000
60＜U≤125
5000
250＜U≤400
6000
注：
RS-485接口与电源回路间试验电压不低于4000V
4.6 温升
在额定工作条件下，电路和绝缘体不应达到可能影响终端正常工作的温度。
具有交流采样的终端每一电流线路通以额定最大电流，每一电压线路（以及那些通电周期比其热时间常数长的辅助电压线路）加载1.15倍参比电压，外表面的温升在环境温度为40℃时应不超过25K。
4.7 功能要求
4.7.1 功能配置
微功率无线采集器的功能配置见表5。
表5 微功率无线采集器的功能配置
序号
项目
采集器
必备
选配
1
数据采集
电能表数据采集
√
状态量采集
交流模拟量采集
直流模拟量采集
2
数据管理
和存储
实时和当前数据
√
历史日数据
√
历史月数据
√
重点用户采集
电能表运行状况监测
公变电能计量
3
参数设置
和查询
时钟召测和对时
√
终端参数
√
抄表参数
√
其它（限值、预付费等）参数
√
4
事件记录
重要事件记录
√
一般事件记录
√
5
数据传输
与主站（或智能配电终端）通信
√
中继（路由）
√
级联
数据转发（通信转换）
√
6
本地功能
运行状态指示
√
本地维护接口
√
本地扩展接口
7
终端维护
自检自恢复
√
终端初始化
√
软件远程下载
断点续传
4.7.2 采集器功能要求
4.7.2.1 数据采集
采集器应能按智能配电终端设置的采集周期自动采集电能表数据。
4.7.2.2 数据存储
采集器应能分类存储数据，形成总及各费率正向有功电能示值等历史日数据，保存重点用户电能表的最近24小时整点总有功电能数据。
4.7.2.3 参数设置和查询
可远程查询或本地设置和查询下列参数：
a）支持广播对时命令，对采集器时钟进行校时。
b）支持设置和查询采集周期、电能表通信地址、通信协议等参数，并能自动识别和适应不同的通信速率。
c）能依据智能配电终端下发或本地通信接口设置的表地址，自动生成电能表的表地址索引表。
4.7.2.4 事件记录
采集器应能记录参数变更、抄表失败、终端停/上电等事件。
4.7.2.5 数据传输
数据传输功能内容如下：
a）可以与智能配电终端进行通信，接收并响应智能配电终端的命令，向智能配电终端传送数据。
b）中继转发，采集器支持智能配电终端与其它采集器之间的通信中继转发。
c）通信转换，采集器可转换上、下信道的通信方式和通信协议。
4.7.2.6 本地功能
具有电源、工作状态、通信状态等指示。
提供本地维护接口，支持手持设备通过红外通信口等本地维护接口设置参数和现场抄读电能量数据。
本地参数设置和现场抄表应有权限和密码管理。
4.7.2.7 采集器维护
4.7.2.7.1 自检自恢复
采集器应有自测试、自诊断功能，发现终端的部件工作异常应有记录。
采集器应记录每日自恢复次数。
4.7.2.7.2 初始化
采集器接收到主站下发的初始化命令后，分别对硬件、参数区、数据区进行初始化，参数区置为缺省值，数据区清零，控制解除。
4.7.3微功率无线通信单元
4.7.3.1工作频率和发/收电性能
按照《微功率（短距离）无线电设备管理暂行规定》，推荐表6的工作频率及收/发电性能。
表6工作频率和收/发电性能
工作频率
MHz
发射功率限值
mW
占用带宽
kHz
频率容差
接收灵敏度
dBm
470～510
50
200
100*10-6
-120
4.7.3.2杂散发射
最大功率发射时杂散辐射限值：
-36dBm；
待机或空闲状态的杂散辐射限值：
-47dBm。
4.7.3.3本地信道性能
下列指标为微功率无线采集系统工程正式运行一年后的现场需达到的指标。
表7微功率无线采集系统工程指标
序号
指标名称
性能参数
1
传输速率
4.8～38.4Kbps
2
传输误码率
≤10-5
3
传输距离
200m～600m，空旷地可达1000m
4
一次采集成功率
≥85%
5
周期采集成功率
≥98%（周期为1天，采集日冻结数据）
6
集中器单点抄表时间
＜5s
7
集中器轮询抄表时间
＜10min（300个电表）
8
其它特殊指标要求
（1）频率范围：
470～510MHz；
（2）发射功率：
≤50mW。
4.7.4 外壳及其防护性能
4.7.4.1 机械强度
采集器的机箱外壳应有足够的强度，外物撞击造成的变形应不影响其正常工作。
4.7.4.2 阻燃性能
非金属外壳应符合GB/T5169.11的阻燃要求。
4.7.4.3 外壳防护性能
采集器外壳的防护性能应符合GB/T4208规定的IP51级要求，即防尘和防滴水。
4.7.5 接线端子
4.7.5.1 一般要求
采集器对外的连接线应经过接线端子，接线端子及其绝缘部件可以组成端子排。
强电端子和弱电端子分开排列，具备有效的绝缘隔离。
电流出线端子的结构应与截面为4～6mm2的引出线配合。
其它出线端子的结构应与截面为1.5～2.5mm2的引出线配合。
4.7.5.2 绝缘强度
端子排的绝缘强度应符合本部分4.5.2的要求。
4.7.5.3 阻燃性能
端子排的阻燃性能应符合GB/T5169.11的阻燃要求。
4.7.6 天线
采用无线信道时，应保证在不打开采集器封印的情况下无法使天线由采集器上拔出或拆下。
4.7.7 接线端子
金属的外壳和端子盖板以及终端正常工作中可能被接触的金属部分，应连接到独立的保护接地端子上。
接地端子应有清楚的接地符号。
接地端子的截面积应不小于20mm2。
4.7.8 电气间隙和爬电距离
裸露的带电部分对地和对其它带电部分之间，以及出线端子螺钉对金属盖板之间应具有表8规定的最小电气间隙和爬电距离。
对于工作在海拔高度2000m以上的终端的电气间隙应按GB/T16935.1的规定进行修正。
表8 最小电气间隙和爬电距离
额定电压
V
电气间隙
mm
爬电距离
mm
U≤25
1
1.5
25＜U≤60
2
2
60＜U≤250
3
4
250＜U≤380
4
5
4.7.9 加封印
采集器应能加封印：
——门应能加封印；
——机架式终端无门且小机箱为可抽出结构的，小机箱应能加封印，不拆除所加封印，小机箱应无法抽出。
4.7.10 金属部分的防腐蚀
在正常运行条件下可能受到腐蚀或能生锈的金属部分，应有防锈、防腐的涂层或镀层。
4.8 采集数据可靠性
4.8.1 采集数据准确度
智能配电终端直接或通过采集器采集电能表的数据时，智能配电终端采集的电能表累计电能量读数E应与电能表示值E0一致。
4.8.2 数据采集成功率
采集器和一定数量的电能表组成一个数据采集网络。
在试验条件下以0.5h的采集周期自动定时采集各电能表数据，运行时间7d，统计智能配电终端采集电能表数据的成功率应98。
4.9 电磁兼容性要求
采集器应能承受传导的和辐射的电磁骚扰以及静电放电的影响，设备无损坏，并能正常工作。
电磁兼容试验项目包括：
电压暂降和短时中断、工频磁场抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度、静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、阻尼振荡波抗扰度、浪涌抗扰度。
试验具体要求见Q/GDW379.3—2009相关条款规定。
试验等级和要求见表9。
表9 电磁兼容试验的主要参数
试验项目
等级
试验值
试验回路
工频磁场抗扰度
400A/m
整机
射频辐射电磁场抗扰度
3/4
10V/m（80MHz～1000MHz）
30V/m（1.4GHz～2GHz）
整机
射频场感应的传导骚扰抗扰度
3
10V（非调制）
电源端和保护接地端
静电放电抗扰度
4
8kV，直接和间接
外壳
电快速瞬变脉冲群抗扰度
1.0kV（耦合）
通信线脉冲信号输入线
3
1.0kV
状态信号输入回路
4
4.0kV
电源回路
阻尼振荡波抗扰度
2
1.0kV（共模）
状态信号输入回路RS485接口
4
2.5kV（共模）
1.25kV（差模）
电源回路
浪涌抗扰度
2
1.0kV（共模）
状态信号输入回路
4
4.0kV（共模）
2.0kV（差模）
电源回路
4.10 连续通电稳定性
采集器在正常工作状态连续通电72h，在72h期间每8h进行抽测，其功能和性能以及交流电压、电流的测量准确度应满足相关要求。
4.11 可靠性指标
采集器的平均无故障工作时间（MTBF）不低于7.6×104h。
4.12 包装要求
应符合GB/T15464—1995可靠包装要求。
5型式规范
5.1采集器型式规范
应符合Q/GDW375.3—2009电力用户用电信息采集系统型式规范第三部分：
采集器型式规范。
升级会员 