智能电能表概述

智能电能表概述主讲：刘航智能电能表概念3安全芯片及费控功能智能电能表特点4电能表全寿命管理21-智能电能表概念-具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。测量单元数据处理单元通信单元-智能电能表概念-规范类型规范名称功能规范《智能电能表功能规范》型式规范《单相智能电能表型式规范》《三相智能电能表型式规范》技术规范《0.2S级三相智能电能表技术规范》《0.5S级三相智能电能表技术规范》《0.5S级三相费控智能电能表（无线）技术规范》《1级三相费控智能电能表（无线）技术规范》《1级三相费控智能电能表（载波）技术规范》《1级三相费控智能电能表技术规范》《1级三相智能电能表技术规范》《单相智能电能表技术规范》安全规范《智能电能表信息交换安全认证技术规范》智能电能表12种规范名称及分类4企业3行业2国家1国际Q/GDW356-364系列标准DL/T614、645GB17215等系列标准IEC62051-59系列标准5规程、型式评价-智能电能表概念-•规定了外观结构、安装尺寸以及表盖、表座的颜色•对显示器、显示字符/图形、字符/图形的内涵、显示要求等作了规定•规范了参比电压、参比电流等技术规格•对关键元器件材质、加工工艺等作了规定•给出了各款电能表详细的三视图尺寸•规范了接线芯端子、辅助端子的定义•规定了外置通信模块的外形尺寸以及引脚定义•规定了ESAM模块的封装形式、管脚定义等•条形码结构1、型式规范的主要内容•基于功能、型式规范，针对8款电能表制定了具体的技术要求•适用于公司系统智能电能表的出厂检验、型式检验、全性能试验、抽样验收试验和全检验收试验•对技术规格要求、机械及结构要求、环境条件、功能要求、准确度要求、误差一致性要求、电气要求、绝缘性能要求、电磁兼容性要求、可靠性要求、数据安全性要求、软件要求、包装要求、试验项目及要求、检验规则、运行质量管理要求等方面的内容作了详细的规定2、技术规范的主要内容智能电能表的脉冲常数由下式决定并取百位整数：C=(1～3)×107/(m·Un·Imax·t)imp/kWh此项要求主要是规范电能表的脉冲常数范围，便于生产及使用过程中的检定、检测。如果脉冲常数太小，整个检测过程时间过长，影响工作效率，反之脉冲常数太大，有些测试设备响应不及，无法测试，而且电能表的脉冲输出不稳定，也不利于对误差的评价。直接接入式：C=(12)×107/（m·Un·Imax·t）经互感器接入式：C=(23)×107/（m·Un·Imax·t）规格要求3、技术规范的主要内容—技术要求准确度要求（1）基本误差有功根据等级不同应分别符合GB/T17215.321—2008、GB/T17215.322—2008的规定；无功2级电能表应符合GB/T17215.323—2008的规定。出厂误差数据应控制在允许误差限值的60％以内。（2）起动在额定电压、额定频率和cosφ=1.0的条件下，负载电流升到对应标准要求的启动电流后，电能表应有脉冲输出或代表电能输出的指示灯闪烁，起动时间不超过下述公式计算结果要求。起动规定时间：min。6010001.2QQtCP3、技术规范的主要内容—技术要求准确度要求（2）潜动电流回路无电流，电压回路加115％Un时，在起动电流下产生1个脉冲的10倍时间内，电能表输出应不多于1个脉冲。潜动最短试验时间△t≥min。（3）需量示值误差需量示值误差推荐的测试负载点为：在参比电压、参比频率、参比温度、cosφ=1条件下0.1Ib（In）、Ib（In）和Imax（1.2In）。（4）时钟准确度在参比温度（23℃）及工作电压范围内，内部时钟准确度应优于0.5s/d。在工作温度范围（-25℃～+60℃）内，在交流电源供电和直流电池供电条件下，时钟准确度≤1.0s/d。qnIUmC3106003、技术规范的主要内容—技术要求•基本误差单相表要求相对严格：误差控制指标要注意。验收误差控制在允许误差限值的60％以内。出厂误差数据应控制在允许误差限值的60％以内。三相表按照等级指数要求处理。3、技术规范的主要内容—试验项目及要求•起动在额定电压、额定频率和cosφ=1.0的条件下，负载电流升到规定的起动电流值后，电能表应有脉冲输出或代表电能输出的指示灯闪烁，起动时间不超过下述公式计算结果要求。起动规定时间：min，式中C为脉冲常数，单位为imp/kWh；PQ为起动功率，单位为W。【注意】1、对于经互感器接入的电能表，负载电流应相应减小进行起动实验2、起动时间系数取1.2，优于JJG596电子式电能表检定规程和JJG307机电式电能表检定规程要求。根据国网系统近几年电能表起动试验结果分析，启动时间系数取1.2，便于检定程序设置，检测结果表明电能表完全可以满足本要求。3、如果是双方向表应当做双方向起动测试6010001.2QQtCP3、技术规范的主要内容—试验项目及要求•潜动电流回路无电流，电压回路加115％Un时，在起动电流下产生1个脉冲的10倍时间内，电能表输出应不多于1个脉冲。【注意】潜动最短试验时间△t≥min式中C为脉冲常数，单位为imp/kWh；m：三相四线为3，三相三线为，单相为1；Un为参比电压，单位为V；Iq为起动电流，单位为A。qnIUmC3106003、技术规范的主要内容—试验项目及要求•时钟准确度在参比温度（23℃）及工作电压范围内，内部时钟准确度应优于0.5s/d。在工作温度范围（-25℃～+60℃）内，在交流电源供电和直流电池供电条件下，时钟准确度≤1.0s/d。【注意】1、在实验室环境（23℃±2℃）验收测试时，时钟准确度应优于0.5s/d。2、电能表在工作温度范围（-25℃～+60℃）内，在交流电源供电和直流电池供电条件下，时钟准确度≤1.0s/d，是长期累计的平均时钟误差。3、注意单、三相电能表技术规范的区别。3、技术规范的主要内容—试验项目及要求出厂检验型式检验全性能试验抽样验收试验全检验收试验3、技术规范的主要内容——检验规则抽样验收试验产品到货后，由当地网省级电能计量中心（试验院）或地（市）级电能计量中心按照Q/GDW206—2008规定的抽样方案进行抽样和抽样验收试验，试验项目参见附录。有下列情形之一者则判定验收不合格。（1）依据检测样品，未经招标方有效书面确认，出现元器件不符、工艺简化、软件改动等改动产品的情况；（2）依据本标准，样品中出现电磁兼容、功能、通信测试不通过；（3）依据本标准，试验检测结果不满足判定标准要求；（4）检测过程中发现有3只及以上样品存在因生产工艺、元器件等同一原因引起的质量隐患问题。3、技术规范的主要内容——检验规则Q/GDW206—2008有关要求批量（N）样本大小（n）AcRe281～5005012501～120080231201～3200125343201～100002005610001～350003157835001～1500005001011150001～5000008001415≥500001125021223、技术规范的主要内容——检验规则全检验收试验由当地网省级或地（市）级电能计量中心按照本标准规定的试验要求和试验方法对到货产品进行100％验收检验，试验项目参见附录。有下列情形之一者则判定验收不合格。（1）全检验收合格率低于98.5％；（2）检测过程中发现有3只及以上样品存在因生产工艺、元器件等同一原因引起的质量隐患问题。3、技术规范的主要内容——检验规则•对费控智能电能表涉及的量、价等参数进行安全管理•对本地费控电能表9类卡片的称谓、命令码、功能、标识码、文件格式等作了定义（用户卡、密钥下装卡、密钥恢复卡、现场参数设置卡、ESAM数据回抄卡、参数预置卡、表号设置卡、增加电费卡、继电器测试卡）•规范了9类卡片的操作流程•规范了远程费控功能中的电能表充值、密钥更新、参数修改、数据回抄、远程控制的操作流程•对费控电能表安全性23项检测项目、测试步骤、判据等作了规定4、信息交换安全认证规范的主要内容主站发卡系统无线专网无线公网光纤用户卡居民表居民表电力线载波采集器电力线载波采集器集中器远传多功能电表集中器小无线采集器IC卡预付费表主站管理系统传输通道终端系列售电系统加密机主站服务器前置机用户卡PSAM加密机用户卡用户卡ESAMESAMESAMESAMESAMESAMESAMESAMESAM电力线小无线电表ESAMESAM小无线网主站管理系统密钥管理系统电力线载波表IC卡预付费表负控终端485线485线485线4、信息交换安全认证规范的主要内容智能电能表概念3安全芯片及费控功能智能电能表特点4电能表全寿命管理21-智能电能表特点-•计量更为精确,严格控制智能电能表误差•全面推行费控功能，确保电费有效回收•预留阶梯电价方案，为节能服务•多种冻结方案，实现及时回收电费•事件记录扩展较大，利于故障分析和及时处理-智能电能表特点-分类：国网智能电能表按有功电能计量准确度等级可分为：0.2S、0.5S、1、2四个等级，根据安装环境不同推荐使用电能表类型如下表所示。-智能电能表特点-安装环境电能表适用类型（推荐）关口0.2S级三相智能电能表、0.5S级三相智能电能表、1级三相智能电能表100kVA及以上专变用户100kVA以下专变用户0.5S级三相费控智能电能表（无线）、1级三相费控智能电能表、1级三相费控智能电能表（无线）公变下三相用户1级三相费控智能电能表、1级三相费控智能电能表（载波）、1级三相费控智能电能表（无线）公变下单相用户2级单相本地费控智能电能表、2级单相本地费控智能电能表（载波）、2级单相远程费控智能电能表、2级单相远程费控智能电能表（载波）不同安装环境适用表类型-智能电能表特点-型式方面：国网对智能电能表在环境条件、规格要求、显示要求、外观结构、安装尺寸、材料及工艺等型式方面提出了统一要求。其中在外形规格和安装尺寸方面，国网智能电能表包括下列几种规格：-智能电能表特点-外形规格(mm)安装尺寸（mm）适用表型60×112×58140(150)×100单相远程费控智能电能表160×112×71140(150)×100单相本地费控智能电能表单相远程费控智能电能表（载波）单相本地费控智能电能表（载波）265×170×75210(226)×1500.2S级三相智能电能表0.5S级三相智能电能表1级三相智能电能表290×170×85240(256)×1500.5S级三相费控智能电能表（无线）1级三相费控智能电能表（无线）1级三相费控智能电能表（载波）1级三相费控智能电能表各种表型的外形规格和安装尺寸-智能电能表费控功能介绍--智能电能表费控功能介绍-智能电能表概念3安全芯片及费控功能智能电能表特点4电能表全寿命管理21-安全芯片ESAM模块介绍-图1ESAM模块管脚分配图ESAM模块嵌入在设备内，实现安全存储、数据加/解密、双向身份认证、存取权限控制、线路加密传输等安全控制功能。-智能电能表费控功能介绍-营销其它系统银行接口前置机密码机银行代理服务器网络服务器营业柜台ATM自助终端居民家用电脑IC卡读写器内嵌PSAMIC卡读写器内嵌PSAMIC卡读写器分局局域网电力网点开户、售电用户卡本地费控智能电表内嵌ESAM银行主机售电主机用户卡用户卡用户卡电力公司接口前置机本地费控智能电能表本地费控电能表是在智能电能表本地实现费控功能的电能表。本地费控电能表支持CPU卡、射频卡等固态介质进行充值及参数设置，同时也支持通过虚拟介质远程实现充值、参数设置及控制功能的电能表。即本地付费功能与远程付费功能是本地费控电能表所应具有的两种付费方式，本地费控电能表的费控功能都是在智能电能表内部实现的。-智能电能表费控功能介绍--智能电能表费控功能介绍-远程费控智能电能表远程费控电能表：本地主要实现计量功能，没有本地计费功能；计费功能主要由远程的主站/售电系统完成，当用户欠费时由远程主站/售电系统发送拉闸命令，给用户断电，当用户充值后，远程主站/售电系统再发送允许合闸命令，命令有效后，允许