1、DLT6301997交流采样远动终端技术条件交流采样远动终端技术条件Technical requirement for RTU with a.c.electrical quantities input、discrete samplingDL/T 6301997中华人民共和国电力行业标准交流采样远动终端技术条件 DL/T 6301997Technical requirement for RTU with a.c.electrical quantities input、discrete sampling中华人民共和国电力工业部1997-11-28批准 1998-05-01实施前 言 交流采样远动终
2、端是近几年发展起来的新型远动终端设备，目前尚无相对应的国际标准。为了满足国内对该类产品生产、测试及运行的需要，有必要制定有关该产品的专门标准。 本标准制定时参考了国际标准IEC 688交流电量变换为模拟或数字信号的电工测量变送器(1992)和国家标准GB/T 13729远动终端通用技术条件(1992)，并广泛征求了科研、制造厂家及用户的意见。根据交流采样远动终端的特点，本标准对于稳定性测试等项目是按照GB/T 13729的要求编写的，并增加了交流信号直接输入回路的技术内容。 本标准的附录A是提示的附录。 本标准由中华人民共和国电力工业部提出。 本标准由全国电力远动通信标准化技术委员会归口。 本
3、标准由电力工业部电力科学研究院负责起草，中国电力企业联合会、国家电力调度通信中心、电力工业部电力自动化研究院、电力工业部南京电力自动化设备总厂参加编写。 本标准主要起草人：刘佩娟、谭文恕、许文青、张秀莲、宋兵、杨闵泉。1 范围 本标准规定了交流采样远动终端设备的技术要求、试验方法及检验规则等。 交流采样远动终端设备一般由远动终端主机、调制解调器、远动执行屏、当地功能部件及交流采样部件等组成。 本标准适用于交流采样远动终端设备。在厂站端使用的交流采样测量设备可参照使用本标准。2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被
4、修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 1372992 远动终端通用技术条件 GB/T 1385092 交流电量变换为直流电量的电工测量变送器 GB/T 1442993 远动设备及系统术语 DL 45191 循环式远动规约 DL/T 6341997远动设备及系统第5部分：传输规约第101篇；基本远动任务配套标准 IEC688：1992Electrical measuring transducers for converting a.c.electrical quantities to analogue or digital signals(交流电量变换为模拟量或数
5、字量的电工测量变送器，1992)3 定义 本标准采用下列定义。3.1 远动终端(remote terminal unit,简称RTU) 远动终端是指主站监控的子站，按规约完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出、执行等功能的设备。3.2 交流采样远动终端(RTU with a.c.electrical quantities input、discrete sampling) 交流采样远动终端是指具有工频交流电量直接输入，经过离散采样后，通过计算得到电压U、电流I、有功功率P、无功功率Q、功率因数cos等数值，并具有采集和发送状态量、事件顺序记录、电能量和控制等功能的综合型远动终端。 本标准中使
6、用的其他术语见GB/T 1385092和GB/T 1442993中相应术语的定义。4 技术要求4.1 环境条件 应符合GB/T 1372992中3.1的规定。4.2 电源条件 除交流电源的电压允许偏差为20%外，其他均应符合GB/T 1372992中3.2的规定。4.3 主要设计要求4.3.1 硬件 在设计产品时，除应满足4.4中规定的功能要求外，还应考虑到可靠性、可维护性和可扩充性。4.3.2 软件 软件编制一般按功能划分做到标准化、模块化，以便于功能的扩充。对现场的信息参数宜编制独立的参数模块，以便于在运行中修改。此外，还应配置诊断软件。对于具有功率测量功能的交流采样远动终端，还要有电压互
7、感器和电流互感器异常的报警。4.3.3 结构尺寸要求 设备的结构尺寸及安装尺寸应符合GB/T 1372992中3.3.3的规定。4.4 功能要求4.4.1 基本功能 a)采集状态量并向远方发送，遥信变位优先发送； b)采集数字量并向远方发送； c)直接采集交流工频电量，实现对电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数的测量并向远方发送； d)采集脉冲量并向远方发送； e)采集直流输入模拟量并向远方发送； f)接收并执行遥控命令及返送校验； g)具有当地功能(显示器显示及打印制表等)； h)问答式传输方式下，完成被测量超越定值传送； i)具有程序自恢复功能； j)具有设备自诊断(故障诊断到插
8、件级)功能； k)具有设备自调功能； l)具有通道监视功能。4.4.2 选配功能 a)接收并执行遥调命令； b)接收并执行校时命令(包括卫星对时GPS功能)； c)实现对相角和电能量等量的测量并向远方发送； d)具有与两个及以上主站通信的功能； e)具有采集事件顺序记录并向远方发送的功能； f)具有主、备通道自动切换的功能； g)具有接收并执行复归命令的功能； h)具有能与微机保护通信的功能。4.5 基本性能要求4.5.1 模拟量4.5.1.1 交流工频电量输入 a)交流工频输入量标称值见表1； b)允许基本误差极限和参比条件； c)远动终端交流工频电量输入量等级指数可从表2给定值中选择； d
9、)在表3和表4给定的参比条件下，输出范围内任一点的误差不应超过表2给定的以基准值百分数表示的基本误差的极限。表1 交流工频输入量标称值电 流A电 压V频 率Hz110050510050 注：采用其他的标称值可由制造厂和用户协商确定。表2 以基准值百分数表示的交流工频输入量误差极限和等级指数的关系误差极限0.1%0.2%0.5%1%等级指数0.10.20.51表3 影响量的参比条件和试验允许偏差影 响 量参 比 条 件试验允许偏差(适用于单个参比值)环境温度1530被测量频率50Hz50Hz2%被测量波形正弦畸变因数乘100应不超过等级指数RTU电源额定值额定值的2%外部磁场无地磁场强度值电流不
10、平衡度平衡表4 被测量的参比条件被 测 量参 比 条 件电 压电 流功率因数有功功率标称电压2%从零到标称值内的任一电流cos=0.5(滞后)10.5(超前)无功功率标称电压2%从零到标称值内的任一电流sin=0.5(滞后)10.5(超前)相角或功率因数标称电压2%在标称值40%100%范围内的任一电流频 率标称电压2%三相电量对称电压1)对称电流2) 1)三相对称系统的每一相电压和线电压与其对应的平均值之差应不大于1%。各相中的电流与其对应的平均值之差应不大于1%。 2)任一相电流和该相电压(相对中线)的夹角与其他任一相的电流、电压夹角之差应不大于2。 c)线性范围； 在参比条件下和表1规定
11、的标称值范围内，误差不超过表2所规定的误差极限。 d)功率消耗； 交流工频电量每一电流输入回路的功率消耗应不大于0.75VA，每一电压输入回路的功率消耗应不大于0.5VA。 e)输入回路要求； 交流工频电量输入回路应具有隔离电路，而且对于具有功率测量功能的交流采样远动终端装置，还要有电压互感器和电流互感器回路异常的报警；交流工频电量输入回路与电压互感器、电流互感器回路的连接不允许低温焊接，电压互感器要经过保险，电流互感器要直接与端子牢固相接。 f)影响量的规定； 影响量的参数范围及允许的改变量见表5。表5 标称值使用范围极限和允许的改变量影 响 量标称值使用范围极限允许改变量(以等级指数百分数
12、表示)环 境 温 度045100%被测量的不平衡度见5.4.4.5100%被测量的频率45Hz55Hz100%RTU 电 源+20%-20%50%被测量的功率因数感 性0.5cos(sin) 0100%容 性0.5cos(sin) 0100%被测量的谐波含量20%200%被测量的输入电压(电压、电流量除外)80%120%50%被测量的输入电流(只对功率因数、相角量试验)20%120%100%被测量的超量限值120%50%被测线路间的相互作用见5.4.4.950%高 频 干 扰串 模1MHz,1kV200%200%共 模1MHz,2.5kV200%自 热1min3min和30min35min之间
13、测量的两个误差的差100%4.5.1.2 直流量输入 a)直流输入模拟量范围见表6；表6 直流输入模拟量范围模 拟 量电 流 源mA电 压 源V优先采用值420非优先采用值01010020-10+1-100+100105010-10+1-50+5-100+10 b)模数转换总误差不大于0.5%； c)数模转换总误差不大于0.5%。4.5.2 状态量 技术要求应符合GB/T 1372992中3.5.2的规定。4.5.3 脉冲量 技术要求应符合GB/T 1372992中3.5.3的规定。4.5.4 遥测扫描周期 交流采样远动终端的遥测扫描周期应为0.5s或1s。4.5.5 信息响应时间 在传输速度
14、为600bit/s时，遥信变位和子站工作状态的变化信息应在1s内传送到主站前置机。 重要遥测信息应在不大于3s的时间内传送到主站前置机。 其他遥测信息向主站传送的数据更新周期见表7。表7 数据更新周期周期等级周期时间周期等级周期时间P12sP41minP24sP515minP38sP61h4.5.6 信息通道 应符合GB/T 1372992中3.5.4的规定。4.5.7 远动规约 循环式(CDT)远动规约应符合DL 45191。 问答式(POLLING)远动规约应符合DL/T 6341997。4.5.8 遥控输出接点容量 直流110V、5A或220V、5A，24V、1A。4.5.9 允许过量输
15、入 对于交流工频电量，在以下过量输入情况下应能满足其等级指数的要求。4.5.9.1 连续过量输入 对被测电流量施加下列某项的120%(取其最大值)，对被测电压量施加下列某项的120%： a)参比范围上限； b)标称使用范围上限。 施加时间为24h，所有影响量都应保持其参比条件，在连续通电24h后，交流工频电量测量的基本误差应满足其等级指数要求。4.5.9.2 短期过量输入 在参比条件下，按表8的规定进行试验。表8 短时过量输入被测量与电流相乘的系(倍)数与电压相乘的系(倍)数施加次数施加时间相邻施加间隔时间电 流标称值2051s300s电 压标称值2101s10s 注：表中的电流、电压系指4.
16、5.9.1中的a)、b)、c)。 在短期过量输入后，交流工频电量测量的基本误差应满足其等级指数要求。4.6 工作温度极限 当环境温度在045范围内时，交流采样远动终端应能连续工作。4.7 绝缘电阻 应符合GB/T 1372992中3.6的规定。4.8 绝缘强度 应符合GB/T 1372992中3.7的规定。交流工频电量输入端子与金属外壳之间，电压输入与电流输入的端子组之间都应满足施加50Hz,2kV电压，持续时间为1min的要求。4.9 高频干扰适应能力 应符合GB/T 1372992中3.8的规定。交流工频电量输入回路的高频干扰适应能力应满足表5的要求。4.10 耐冲击电压能力 以5kV试验
17、电压，1.2/50s冲击波形，按正负两个方向，施加间隔不小于5s；用三个正脉冲和三个负脉冲，以下述方式施加于交流工频电量输入回路。 a)接地端和所有连在一起的其他接线端子之间； b)依次对每个输入线路端子之间，其他端子接地。 冲击试验后，交流工频电量测量的基本误差应满足其等级指数要求。4.11 连续通电的稳定性 设备完成调试后，在出厂前还应进行不少于72h的连续稳定通电试验，交直流电压为额定值，交流采样RTU的各项参数和性能均应符合要求。连续运行后交流工频电量，在参比条件下，其基本误差应符合规定。 在规定的时间内，所有条件保持恒定时，交流采样RTU应保持其工作特性不变，长期稳定工作时间为1年。
18、4.12 振动 设备应能承受频率f10Hz，振幅为0.3mm及f10Hz150Hz，加速度为1m/s2的振动。4.13 可靠性 平均无故障工作时间(MTBF)应不低于8760h。5 试验方法5.1 试验条件 除非另有规定，试验大气条件应不超出下列范围： a)环境温度1535； b)相对湿度45%75%； c)大气压力86kPa106kPa。5.2 绝缘电阻试验 按GB/T 1372992中3.6的规定，对设备用相应电压的兆欧表测量绝缘电阻，测量时间不小于5s。在试验整机对地绝缘电阻时，对弱电回路应采取防护措施，如短接有关电路等。5.3 绝缘强度试验 按GB/T 1372992中3.7的规定，用
19、击穿电压测试仪进行绝缘强度试验。试验电压从0开始，在5s内逐渐升到规定值并保持1min，随后迅速平滑地降到零值，测试完毕断电后用接地线对被试品进行安全放电。 对额定电压为60V以下的半导体器件(光耦器件除外)，在对整机进行绝缘强度试验时应采取防护措施，如短接有关电路等。 对交流工频电量输入端子与金属外壳之间、各输入线路端子组之间，应施加交流50Hz，2kV的电压，持续1min。5.4 功能试验5.4.1 基本设备及仪表 a)主站(调度端)或模拟主站设备应包括以下部分：计算机、打印机、双工调制解调器各1台； b)模拟量发生器、状态信号模拟器、数字量模拟器各1套； c)遥控执行指示器1套； d)频
20、率可调脉冲量输出模拟器1台； e)数字万用表1台； f)三相标准功率表、标准功率因数表、标准频率表各1块； g)三相交流测试电源1台； h)被测TRU1套。 将上述设备连接成一对一数据采集与监控系统并通电运行，如图1所示。图1 交流采样RTU测试连接图5.4.2 测量仪表准确度等级要求 所有标准表的基本误差应不大于被测量准确等级的1/4。推荐标准表的基本误差应不大于被测量准确等级的1/10。 标准仪表应有一定的标度分辨力，使所取得的数值等于或高于被测量准确等级的1/5。5.4.3 交流工频输入量基本误差试验。5.4.3.1 电流、电压基本误差试验 将交流信号源和远动终端的交流工频电量输入回路连
21、接好，同时接上标准表计，进行预处理30min，然后做下面的测试： 保持输入量的频率为50Hz，谐波分量为0，依次施加0，20，40，60，80，100V交流电压和0，1，2，3，4，5A交流电流。读出标准表计中输入值，记为Ui、Ii，同时读出RTU显示终端上的显示值，记为Ux、Ix，则交流工频电量输入回路和模数转换的基本误差EU和Ei，按IEC688(1992)中6.1.3规定的方法，由(1)、 (2)式求出： (1) (2)式中：AF为输出基准值(以下同)。 基本误差取EU和Ei中的最大值。5.4.3.2 有功功率、无功功率基本误差试验 将交流信号源和远动终端的交流工频电量输入回路连接好，同
22、时接上标准表计，进行预处理30min，然后做下面的测试： 保持输入线电压为100V，频率f=50Hz，功率因数按参比条件，改变输入电流(IA=IB=IC)为0，1，2，3，4，5A，记录标准表中Pi、Qi和RTU显示终端的显示值，记为Px、Qx，基本误差EP和EQ按(3)、(4)式计算： (3) (4) 基本误差取EP和EQ 中的最大值。5.4.3.3 频率基本误差试验 将交流信号源和远动终端的交流工频电量输入回路连接好，同时接上标准表计，进行预处理30min，然后做下面的测试： 改变信号频率依次为45，47，49，50，51，53，55Hz，读出标准表上频率值，记为fi同时读出RTU的显示终
23、端上的显示值，记为fx，基本误差Ef按(5)式计算： (5) (AF为10Hz) 基本误差取Ef中的最大值。5.4.3.4 功率因数基本误差试验 将交流信号源和远动终端的交流工频电量输入回路连接好，同时接上标准表计，进行预处理30min，然后做下面的测试： 保持线电压为100V，IA=IB=IC=5A、f=50Hz。改变相位角分别为0，30，45，60，90，记录标准表中的读数为PFi，记录RTU显示终端上的显示值为PFx。基本误差Ecos按(6)式计算： (6) 基本误差取Ecos中的最大值。5.4.4 交流工频输入量的影响量试验 a)影响量引起的改变量的试验，是对每一影响量测定其改变量。试
24、验中其他影响量应保持参比条件不变； b)改变量的试验应按表5中的规定进行。5.4.4.1 输入量频率变化引起的改变量试验 a)在参比条件下测定交流工频电量的输出值，记为Ex。 b)改变输入量的频率值为参比频率的10%(45Hz和55Hz两个值)，依次测定与a)项相同点上的输出值记录为Exc。 c)计算输入量频率变化引起的改变量： 其计算结果应符合表5中的规定。5.4.4.2 远动终端装置的电源电压变化引起的改变量试验 a)在参比条件下测定交流工频电量的输出值，记为Ex。 b)改变远动终端装置的电源电压为额定电压的+20%-20%，测定出与a)项相同点上的输出值，记为Exc。 c)计算电源电压变
25、化引起的改变量： 其计算结果应符合表5中的规定。5.4.4.3 输入量波形畸变引起的改变量试验 操作程序： a)在参比条件下测定交流工频电量的输出值，记为Ex。 b)在基波上按照表5的规定叠加谐波分量值，调节畸变波形幅度，使输入端标准仪表保持与a)项相同点上的被测量的有效值不变，依次施加谐波从3次13次，并改变基波与谐波之间的相位角，使其得到最大的改变量，记录下相应的输出值为Exc。 c)对于有功功率和无功功率，应先施加畸变电流，然后重复施加畸变电压进行测量。 d)计算输入量波形畸变引起的改变量： 其计算结果应符合表5中的规定。5.4.4.4 功率因数变化引起的改变量试验(对功率) a)在参比
26、条件下测定有功功率、无功功率的输出值，记为Ex。 b)改变功率因数cos(sin)值为0.5cos(sin)0，超前或滞后各选取一点，调节电流保持有功或无功功率输入的初始值不变，测定输出值记为Exc。 c)计算功率因数变化引起的改变量： 其计算结果应符合表5中的规定。5.4.4.5 不平衡电流对三相有功和无功功率引起的改变量试验 a)在参比条件下，电流应平衡，并调整输入电流使其为较高标称值的一半，测定有功功率、无功功率的输出值，记为Ex。 b)任何一相电流断开，电压保持平衡和对称，调整其他相电流，并保持有功或无功功率输入的初始值相等，记录新的输出值为Exc。 c)计算不平衡电流引起的改变量：
27、其计算结果应符合表5中的规定。5.4.4.6 被测量超量限引起的改变量试验 a)在输入标称值的100%时测出基本误差； b)在输入标称值的120%时测出误差； c)两个误差之差不应超过等级指数的50%。5.4.4.7 高温时引起的改变量试验 a)在参比条件下测定交流工频电量的输出值，记为Ex； b)按GB/T 1372992中4.6的规定进行高温45时的测试，记录输出值为Exc； c)计算高温时的改变量： 其计算结果应符合表5中的规定。5.4.4.8 低温时引起的改变量试验 a)在参比条件下测定交流工频电量的输出值，记为Ex； b)按GB/T 1372992中4.5的规定进行低温0时的测试，记
28、录输出值为Exc； c)计算低温时改变量： 其计算结果应符合表5中的规定。5.4.4.9 三相功率测量单元之间相互作用引起的改变量试验 a)在参比条件下，仅一个测量单元的电压按其标称电压通电，电流为0。其他每一单元的电流通以标称电流，电压为0。此时三相功率应为0，使电压和电流之间的相位角在0360之间改变，记录输出的最大偏离值。 b)对应于输入的三相功率为0时，输出的三相功率最大偏差应不超过等级指数的50%。5.4.4.10 高频干扰引起的改变量试验 a)试验在参比条件下进行，施加高频干扰波特性为： 波形：衰减振荡波，包络线在36周期后衰减到峰值的50%。 频率：10.1MHz。 重复率：40
29、0次/s。 b)2.5kV(第1个半周的峰值)共模电压施加于机壳和输入端子组之间。 c)1.0kV(第1个半周的峰值)串模电压施加于同一输入回路的端子之间。 d)抗高频干扰试验电路见附录A(提示的附录)。 由高频干扰引起的改变量不应大于2倍等级指数。5.4.4.11 自然影响试验 在环境温度下不通电至少4h，然后预处理30min。在相同的被测量值工作条件下连续通电， 在1min和3min之间，30min和35min之间测定输出误差，两个误差之间的差应不超过等级指数的100%。5.4.4.12 输入电压变化引起的输出改变量试验(电压、电流量除外) a)施加输入电压为标称值测定被测量的输出值，记为Ex； b)改变输入电压为标称值的80%120%，维持被测量与a)项条件下相同点的输入值不变，测定输出值记为Exc； c)计算输入电压变化引起的输出改变量： 其计算结果应符合表5中的规定。5.4.4.13 输入电流变化引起的输
