GBT 17215.303-2022 交流电测量设备 特殊要求 第3部分:数字化电能表.pdf

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  • 5.1.1按接入合并单元采样值的方式

    按接人合并单元采样值的方式(见附录A)分为: a)单间隔数字化电能表; b)跨间隔数字化电能表,

    按接入方式分为: a)三相三线仪表; b)三相四线仪表。

    5.1.3按仪表的准确度等级

    方便面标准按仪表的准确度等级分为: a)有功电能:0.05级; b)基波无功电能:0.05级。

    5.2.1额定一次电压

    GB/T17215.303—2022

    仪表的额定一次线电压应等于表1所列的一个或多个额定电压值所对应的量化数字量。

    5.2.2额定一次电流

    额定一次电流设置范围至少应覆盖200A~10000A,其数值为GB/T20840.8—2007描述 值。

    5.2.3最大一次电流(Im)

    5.2.4额定虚拟二次电压

    三相四线仪表的额定虚拟二次电压为3X57.7/100V,三相三线仪表的额定虚拟二次电压为 OV

    5.2.5额定虚拟二次电流

    额定虚拟二次电流为3X1A.3X5A

    2.6虚拟二次最大电流

    拟二次最大电流为额定虚拟二次电流的1.2倍及

    仪表的标称频率fm为50Hz或60Hz

    表的频率范围应符合GB/T17215.211一2021中

    5.2.9参比输入采样频率与ASDU数目

    采样频率与相应ASDU数目的选取应符合GB/T20840.92017中表902

    5.2.10采样值表示

    采样值的表示应符合GB/T20840.9一2017中附录9A的规定。

    GB/T172153032022

    洁构通用要求应符合GB/T17215.211一2021中

    窗口要求应符合GB/T17215.211一2021中5.3白

    封印规定要求应符合GB/T17215.211一2021中5.4的规定

    GB/T17215.303—2022

    采样频率; f) ASDU数目; g) 额定一次电压; h) 额定一次电流: i) 额定虚拟二次电压(如果仪表使用虚拟二次值形式显示、存储、输出、上送电能量值); i) 额定虚拟二次电流(如果仪表使用虚拟二次值形式显示、存储、输出、上送电能量值)

    6.10.1采样值输入接口

    6.10.2采样值转发接口

    6.10.3采样值输入接口接收功率试验

    在8.1规定的试验条件下,仪表采样值通信中断事件触发时间设置为0mS,仪表施加额定一次电 压、额定一次电流,功率因数(或sin)为1,调节串接在仪表输人光路中的光衰耗计,缓慢增大光衰耗计 的衰耗,直到仪表的告警灯亮,拔下仪表上的尾纤,接入到光功率计,读出此时的功率值,仪表的采样值 输人接口接收功率应符合6.10.1的要求。

    6.10.4采样值转发接口试验

    6.10.4.1采样值转发接口发送功率试验

    接口的发送端通过光纤尾纤接 值,即为被校仪表的采样值报文转发 接口发送功率,仪表的采样值报文 应符合6.10.2的要求

    6.10.4.2单采样值输入接口转发试验

    转发单采样值输人接口或多采样值输人接口时应不出现丢顿、乱序、复制现象,单采样值输入时最 大转发延时不应超过100uS。

    图2单采样值输入接口转发试验原理图

    如图2连接数学化电能表校验仪、交换机、网络测试仪与被测仪表,配置交换机将电能表校验仪输 出采样值报文分别转发给被测仪表与网络测试仪的端口A,被测仪表的采样值报文转发接口与网络测 试仪的端口B相连,检测时间10s,记录测试仪端口A和端口B收顿数,端口B收顿数应等于端口A 收顿数。

    如图3连接数字化电能表校验仪 电能表校验仪输出3路采样值报文分别转发给被测仪表的采样值输入接口1、2、3与网络测试仪的端口 A、B、C,被测仪表的采样值报文转发接口与网络测试仪的端口D相连,检测时间10s,记录测试仪端口 AB.CD收顿数.端口D收顿数应等于端口A.B.C收顿数之和

    图3多采样值输入接口转发试验原理图

    6.10.4.4存储转发时延试验

    GB/T17215.3032022

    如图2连接数字化电能表校验仪、交换机、网络测试仪与被测仪表,配置交换机将电能表校验仪输 出采样值报文分别转发给被测仪表与网络测试仪的端口A,被测仪表的采样值报文转发接口与网络测 试仪的端口B相连,检测时间10s,记录测试仪端口B相对端口A的时延,包括最大时延、最小时延和 平均时延。

    6.10.5采样值通信协议一致性测试

    信协议一致性测试应符合DL/T860.10一2018

    GB/T17215.3032022

    为了辨别各接线端子,端子应唯一标识。

    GB/T17215.3032022

    表2标识和文件要求(续)

    GB/T17215.3032022

    表2标识和文件要求(续)

    如果仪表仅符合A类发射极限(见11.2.12“无线电干扰抑制试验”),应在仪表的数据表、安装手册 中明确说明,在使用指南中应包括以下警告: “警告:本设备符合IECCISPR32:2015的A类。在居民居住环境中,本设备可能引起无线电 干扰”。

    准确度要求试验,应保持以下试验条件: 仪表应在其表底与表盖安装到位的情况下试验; 所有用于接地的部分应接地; 所有试验的参比额定一次电压、额定一次电流均是指220kV、1000A; 试验条件在表3中给出:

    试验台体应符合GB/T37006一2018的规定; 如果仪表设计成安装在一个规定的配套插座或机架上,则试验应在按制造商的说明书将仪表 安装在规定的配套插座或机架上的条件下进行; 如果仪表设计成安装分离指示显示器,则试验应在连接其分离指示显示器的仪表上进行; 一如果仪表规定能测量双向电能潮流,应满足本文件中对两个方向电能潮流规定的准确度要求; 如果仪表为跨间隔数字化电能表,应满足本文件中对多种采样值输入方式规定的准确度要求; 如果仪表的设计适用于多种使用类型,准确度试验的结果仅对已试验的使用类型有效,不能用 于对其他未试验的使用类型的准确度声明。 性能试验和耐久性试验前,首先应按8.2测量仪表的初始固有误差;之后在每一项影响量和干扰试 验之前,应在8.1规定的试验条件下测量仪表的固有误差。

    8.2准确度验证的方法

    准确度验证可按附录B规定的标准数字功率源法进行,通过仪表输出电能脉冲或以读取仪表电能 寄存器的方法获得被试仪表测量值。仪表电能寄存器的信息可通过仪表的通信接口,用制造商规定的 协议来读取的方法进行验证。以仪表输出电能脉冲获得仪表测量值时,脉冲输出与通过通信读取的寄 存器信息之间的差异不应超过8.1规定的试验条件下规定百分数误差极限的1/10,可通过仪表常数试 验进行验证,见附录C。 制造商应向测试实验室提供通过通信接口读取电能寄存器可能需要的任何软件工具。 出于试验目的,仪表电能寄存器应至少有0.01倍的基本单位(kW·h/kVA·h),通过读取寄存器 的方法进行确认。 仪表准确度可通过上述方法或其他适用的方法来测定;但在试验报告中应说明使用的方法。 除非另有规定,准确度验证的方法适用于第8章、第10章、第11章中规定的试验。 为了测定仪表在经受影响量或干扰后的计量性能没有明显的降低,应在8.1规定的试验条件下验 证仪表的准确度,在仪表规定的工作范围内可选择任意试验点,强制试验点按本文件的规定。

    仪表在起动电流Is(0.0001Ip)(多相仪表,带工 平衡负载)且功率因数(或sinp)为1条件下应起动, 续记录电能。 试验应在以下条件下进行。 如果仪表设计成测量双向电能,则应在每个方向施加电能潮流进行试验;在进行本试验时,宜 考虑电能方向反向后,测量延时的影响。 读取寄存器,时间为最低位变位时间

    GB/T17215.303—2022

    表4满足仪表误差限的单一输入条件(平衡负载或单相负载)(续)

    8.4.2电流变化引起的误差测试

    仪表在表3规定的试验条件下,电流变化引起的相对误差应满足8.4.1规定的误差限的要求。 试验应在以下条件下进行。 初始固有误差试验的顺序应按从最小电流0.01Ir到最大电流Imx,然后从最大电流到最小电 流;每一个试验电流,误差结果应是两次测量的平均值。 如果仪表规定能测量双向或单向电能潮流(对无功电能表,即输人无功、输出无功),对正负两 个方向的电能潮流,都应满足8.4.1规定的最大允许误差的要求。 如果仪表规定仅能测量正向电能潮流(对无功电能表,即输入无功),对正向电能潮流,应满足 8.4.1中规定的最大允许误差的要求;该仪表也应施加反向电能潮流(对无功电能表,即输出无 功),仪表对此的反应为:电能寄存器中不应记录电能,或测试输出不产生多于一个的脉冲;试 验时间应至少为1min,或在正向电能潮流(对无功电能表,即输入无功)时测试输出记录

    GB/T17215.303—2022

    个脉冲的时间,或电能寄存器在正向电能潮流(对无功电能表,即输入无功)记录2个最小有效 数字单位的时间。 表5规定了平衡负载和不平衡负载电流变化试验的强制性试验点。 如果仪表为跨间隔仪表,不同采样值输人方式下都应满足8.4.1中规定的最大允许误差的极 限要求,强制试验类别和试验点如下: ·1个采样值输入接口接入单间隔采样值报文; ·2个采样值输入接口点对点接入2路独立的电压采样值报文和电流采样值报文; ·1个采样值输入接口网络接入2路独立的电压采样值报文和电流采样值报文; ·3个采样值输入接口点对点接入变电站内桥接线、3/2接线等情况下的1路电压采样值报 文、2路独立的电流采样值报文,在2路电流分别为50%Ipr、50%I,r和20%Ipr、80%Ipr,功 率因数(或sing)=1.0和功率因数(或sin)=0.5L条件下,测试仪表的误差; ·1个采样值输入接口网络接入变电站内桥接线、3/2接线等情况下的1路电压采样值报 文、2路独立的电流采样值报文,在2路电流分别为50%I,r、50%I,r和20%I,r、80%Ipr,功 率因数(或sing)=1.0和功率因数(或sing)=0.5L条件下,测试仪表的误差; ? 跨间隔电能计量误差分别在合并单元同步模式和合并单元非同步模式下进行测试; 合并单元非同步模式下,不同合并单元采样值报文的额定延时相差分别选0.5ms十1/8采 样间隔、1ms十1/2采样间隔、1.5ms十3/4采样间隔

    表5电流变化引起的误差试验的强制试验点

    8.4.3电流和电压电路中的谐波引起的误差

    8.4.3.1通用要求

    试验用于验证在测量各种非正弦电流和电压信号时的仪表准确度。 试验应通过采样输入接口输入电压、电流波形采样值。测试方法采用附录B规定的标准数字功 进行。

    8.4.3.2电流和电压电路中谐波第5次谐

    试验条件: 基波频率电流:I,=0.5Imx; 基波频率电压:U,=Upr; 基波频率功率因数(或sinΦ)为1;

    第5次谐波电压含量:Us=0.1Upr; 第5次谐波电流含量:Is=0.4I1; 谐波功率因数(或sinps)为1; 注1:由第5次谐波产生的谐波有功功率Ps=0.1U,×0.4I,=0.04P;即,总有功功率(基波十谐波)=1.04P1。 注2:sings为1意味着:第5次谐波的相位滞后第5次谐波电压90(或者,对50Hz信号为1ms;对60Hz信号为 0.833 ms)。 基波电压和谐波电压在正向过零点时同相。 仪表施加试验波形时,仪表误差应满足8.4.1的要求。 合格评定准则(见附录E):A。

    8.4.3.3电流和电压电路中谐波方顶波波形

    8.4.3.4电流和电压电路中谐波—尖顶波波形

    .3.5电流和电压电路中谐波一—电压多次过零

    试验条件: 试验应按附录D中表D.1规定的电压多次过零波波形进行。表D.1中的电压幅度波形图由 图D.1表示;各次谐波幅度的计算分别与电压基波频率分量的幅度有关,各次谐波相位角的计 算分别与基波频率电压过零点有关

    一 一试验至少应在Ipr、功率因数为1的条件下进行,其中功率因数为基波分量功率因数。 注:图形中的给出值仅适用于50Hz。对其他频率,参数相应调整。 谐波加在电压拟合波形中,仪表误差应满足8.4.1的要求。 合格评定准则:A。

    8.4.3.6电流和电压电路中谐波电流多次过零波

    试验条件: 试验应按表D.2规定的电流多次过零波波形进行。表D.2中的电流幅度波形图由图D.2表 示;各次谐波幅度的计算分别与电流基波频率分量的幅度有关,各次谐波相位角的计算分别与 基波频率电压过零点有关。 试验至少应在Up、功率因数为1的条件下进行,其中功率因数为基波分量功率因数。 注:图形中的给出值仅适用于50Hz。对其他频率,参数相应调整。 谐波加在电流拟合波形中,仪表误差应满足8.4.1的要求。 合格评定准则:A。

    8.4.3.7电流电路中的间谐波一脉冲串触发波

    试验条件: 间谐波的影响试验应按GB/T17215.211一2021中图L.2所示进行,施加具有2倍峰值并且 2个周期接通和2个周期关断的脉冲串触发电流波形,试验时不应引入直流电流;试验期间, 电流的峰值不应超出1.4Imx; 试验期间,电压波形的畸变因数应小于2%; 一试验至少应在0.5Ix、功率因数(或sin)为1的条件下进行。 注:图形中的给出值仅适用于50Hz。对其他频率,参数相应调整。 波形加在电流拟合波形中,仪表误差应满足8.4.1的要求。 合格评定准则:A

    8.4.3.8电流电路中的奇次谐波一

    试验条件: 奇次谐波的影响试验应输人GB/T17215.211一2021中图L.4所示波形,施加具有2倍峰值电 流、并在正弦波形周期的第一个和第三个1/4波形为零的电流波形; 试验期间,电流的峰值不应超出1.4Imx 试验期间,电压的畸变因数应小于2%; 试验至少应在0.5Imx、功率因数(或sin)为1的条件下进行。 注:图形中给出值仅适用于50Hz。对其他频率,参数相应调整。 波形加在电流拟合波形中,仪表误差应满足8.4.1的要求。 合格评定准则:A。

    8.4.4电压改变引起的误差

    本试验应施加于电网电源端口。 试验条件: 0≤试验电压≤1.15Upr,试验至少应在Ir、功率因数(或sing)为1以及功率因数(或sin)为 0.5L的条件下进行,试验电压至少包括1.15Upr、0.1Upr; 试验电压应平衡

    试验时,仪表功能应正常,仪表误差应满足8.4.1的要求。 合格评定准则:A

    8.4.5频率改变引起的误差

    试验条件: 被测信号频率应从fnom的一2%改变到十2%;由频率改变引起仪表的误差应满足8.4.1的 要求; 对适用于多个标称频率的仪表,本试验应适用于仪表的每一标称频率;频率试验点至少包括 0.98 f nom和1.02 f rom; 试验至少应在Ipr、功率因数(或sin)为1以及功率因数(或sing)为0.5L的条件下进行。 合格评定准则:A。

    试验条件: 被测信号频率应从fnom的一2%改变到十2%;由频率改变引起仪表的误差应满足8.4. 要求; 对适用于多个标称频率的仪表,本试验应适用于仪表的每一标称频率;频率试验点至少包 0.98 f nom和1.02 f rom; 试验至少应在Ipr、功率因数(或sin)为1以及功率因数(或sing)为0.5L的条件下进行 合格评定准则:A。

    8.4.6逆相序引起的误差

    试验条件: 三相中的任意两相交换相序时,由逆相序引起仪表的误差应满足8.4.1的要求 一试验至少应在Ipr、功率因数(或sing)为1.0的条件下进行。 合格评定准则:A。

    8.4.7负载电流快速改变引起的误差

    本试验的目的是验证仪表的准确度对负载电流的快速改变不敏感,见GB/T17215.211一2021中 附录M。 试验应在8.1中规定的条件以及下列条件下进行: a)工作电源电路施加标称工作电压。 b)功率因数(或sing)为1。 c) 电流通道应在有采样值和无采样值之间重复切换,按以下的试验描述在t。期间施加的I并在 tof期间中断: 1)ton=10s,tor=10s,总试验持续时间4h; 2)ton=5S,to=5S,总试验持续时间4h; 3)ton=5s,t=0.5S,总试验持续时间4h。 d)关断时间和开通时间不需要与电网频率的过零点同步;开通状态和关断状态之间的切换应在 标称频率的一个周期内完成。tn和tr的允差是标称频率的士1个周期。 e)准确度应在试验后采用读取电能寄存器的方法来验证,误差应满足8.4.1的要求。 合格评定准则:A

    8.4.8高次谐波引起的误差

    本试验的目的是验证由高次谐波引起仪表的误差,不应超过8.4.1中规定的最大充许误差的要求, 且仪表的功能不损坏。试验应在8.1中规定的条件以及下列的条件下进行: 一仪表电流电路施加电流0.1Ipr,功率因数(或sinp)为1。 非同步试验信号(高次谐波):电压值为0.02Upr,电流值为0.01Ipr;允差为士5%。 从15fnom到40fnom扫频的非同步试验信号同时叠加到电压、电流基波信号上,测量相对于正 弦条件下的误差。 非同步试验信号频率应从低频到高频扫频,然后再返回低频,在此期间测量仪表误差。每一谐 波频率,都应取一个读数。

    GB/T 17215.303—2022

    主:谐波同时加在电压和电流拟合波形中光伏发电标准规范范本,仪表误差应满足8.4.1的要求。 合格评定准则:A

    8.4.9额定电压、额定电流改变引起的误差

    分别在最小额定一次电压、最大额定一次电压,最大额定一次电流、最小额定一次电流,功率因数 (或sing)为1,平衡负载条件下0.01Ipr、Ipr、Imx测试不同负载下电能表的误差,误差应满足8.4.1的 要求。

    8.4.10采样频率和ASDU数目改变引起的误

    在参比频率、额定一次电压、功率因数(或sing)为1的条件下,测试采样频率为12.8kHz,ASI 为8,平衡负载条件下0.01Ir、Ir、Imx测试不同负载下仪表的误差无损检测标准规范范本,误差应满足8.4.1的要求,

    8.4.11采样值不连续或丢失引起的误差

    在参比频率、额定次电压、额定一次电流、功率因数(或sinΦ)为1的条件下,分别使用校验装 发出每10000个正常报文包含1顿不连续报文或丢失1顿报文,丢失或不连续报文的序号随机 误差应满足8.4.1的要求。

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