1、ICS 1722020N 22 a园中华人民共和国国家标准GBT 172153012007多功能电能表 特殊要求Particular requirements for multifunction electricity meters2007-10-18发布 2007-12-01实施丰瞀鹃鬻瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会况19GaT 172153012007目 次前言-T1 范围-“12规范性引用文件13术语和定义14分类及标准的电量值341分类-342标准的电量值、35要求-351功能要求352机械要求553气候条件654电气要求755电磁兼容(EMC)956准确度要求957仪表编程设
2、置要求”1058数据安全性要求”1059电池要求11510平均寿命116试验方法1161功能符合性试验”1162机械性能试验1263气候影响试验1264电气性能试验1265电磁兼容性试验1466准确度试验1467编程要求检查1668仪表的数据安全性检查1669电池检查16610可靠性验证试验167检验规则1671出厂检验1672型式检验1673周期检验(过程稳定性检验)1674监督检验178标志、说明书、包装及贮存1781标志1782产品使用说明书“1783包装及贮存18附录A(规范性附录)多功能电能表试验项目19附录B(资料性附录)有功功率、非有功功率和视在功率的部分定义21附录c(资料性附
3、录) 电能损耗的计算22月 昌GBT 172153012007本部分在编写中，参考了GBT 15284(10”(2)式中：AW。试验时间内，显示器显示的总电能费率寄存器电能增量，单位为千瓦小时或千乏小时(kwh或kvarh)AW D1、xW4AW巩试验时间内，费率1、2n对应的各费率寄存器的电能增量，单位为千瓦小时或千乏小时(kWh或kvarh)；卜总电能寄存器小数位数。57仪表编程设置要求仪表参数应能编程设置，如：8) 日期和时闯(年、月、日、时、分、秒)设置；b)密码设置；c) 仪表编号和用户编号设置d)仪表常数设置；e)结算日设置；f)各费率寄存器电量的起始读数设置；g)费率和时段设置；
4、h) 最大需量测量方式和积算周期以及滑窗时间设置Ii)最大需量复零方式和自动复零的日期设置；j)事件记录限值以及参数的设置k)显示方式的设置；1)输入、输出量的设置；m) 其他费率或节假日以及运行状态等参数的设置n)测量用互感器变比的设置。58数据安全性要求581 数据安全性的一般要求当其他设备通过接口与仪表交换信息时，仪表的计量性能、存贮的计量数据和参数不应受到影响和改变。仪表的设置软件应注明版本号。在任何情况下，仪表的电量数据以及运行参数不应因非法操作或干扰而发生改变。582数据的安全措施数据安全性措施应包括硬件和软件两方面的措施。5821软件措施a)采用双备份数据区加校验技术；b) 记录
5、打开仪表可封缄设置按钮及内置的设置开关的时间和次数；1 0GBT 172153012007c) 访问权限分级管理。例如将权限设定为4级。高级权限可以设置低级密码，但设置时应在可封缄的设置按键按下时进行。级别1；抄表访问。可访问和抄读电能量、需量、瞬时量等数据，无需密码。级别2：诊断访问。可访问仪表的全部的设置参数、事件记录、负荷曲线数据、状态字、运行状态字、有调节值限制以及次数限制的时钟设置。级别3：设置访问。可进行仪表数据复位、需量复位、负荷曲线记录复位、参数设置(包括时段和费率参数、设置时钟、显示设置参数等)。级别4；管理访问。可设置仪表工作模式。d)密码校验如果连续5次不正确，应闭锁密码
6、诊断访问、设置访问或管理访问i使用高级密码设置正确后才可以开锁；如果最高级密码锁死，必须闭合仪表内置开关才可以开锁。e)仪表出厂时为默认密码，在投入运行前应能重新设置密码。5822硬件措施a)可封缄的设置按键仪表应具有外部可触及的、可封缄的设置按钮。在诊断、设置访问时除需要软件安全措施外，还需要按下此键后有效。b)内置开关仪表内部设置有开关，打开表盖才可以触到该开关。在进行管理访问时，要闭合该开关。59电池要求591电池的寿命要求电池寿命应不少于10年且应保证在工作储备启动后至少工作10 000 h。宜采用一次性不含重金属(汞、铅、镉)的环保电池。592电池的安装不能因电池安装不当或者电池安装
7、的极性错误，使电池的电解液泄漏或爆裂而影响人身安全或削弱仪表的安全性并影响仪表的功能。应在仪表电池盒(或安装电池处)上标有电池极性标志，并且应在使用说明书中提供电池安装操作说明。在仪表安装电池位置应注明电池更换日期。593电池的充电和放电电池的充放电不应引起爆裂或由于过充或过放而产生着火的危险。如果需要，仪表内部应采用复合防护措施，除非制造厂使用说明书规定只使用具有内部防护的电池。为避免因安装了非指定型号的电池而造成电池的爆裂或着火，应在仪表电池盒(或安装电池处)上标有警告标志，并且制造厂的使用说明书中应有警告说明。510平均寿命仪表在本部分规定的条件下安装使用，其平均寿命(MTTF)应不低于
8、10年，相应的平均寿命下限值(m，)应不低于219104 h。6试验方法61功能符合性试验仪表通电后，目视检查显示器及发光元器件，显示是否清晰；显示的内容、测量单位等是否符合524的规定。按键操作是否灵活可靠，自检项目是否正常。程序设置、数据通信安全是否正确，并符合526、57、58的规定。基本功能是否符合51要求，扩展功能是否符合其产品说明书的要求。对仪表测试输出装置的试验按GBT 1 52842002中67的规定。11GBT 17215301200762机械性能试验621外观检查目视检查外壳、端子座、端子盖、辅助接线端的标记、使用说明书、附件等齐全；标志应符合81的要求。按59的规定检查电
9、池安装等措施设计。6，2。2弹簧锤试验按GBT 1721 52112006中5551的规定进行试验。623冲击试验按GBT 1721521l一2006中5552的规定进行试验。624振动试验按GBT l 72152112006中5553的规定进行试验。625耐热和阻燃试验按GBT 1721 52112006中58的规定进行试验。626防尘和防水试验按GBT 172152112006中59的规定进行试验。63气候影晌试验631高温(干热)试验按GBT 1 72152112006中631的规定进行试验。632低温试验按GBT 172152112006中632的规定进行试验。633交变湿热试验按GB
10、T 172152n一2006中633的规定进行试验。634防阳光辐射试验按GBT 172152112006中634的规定进行试验。64电气性能试验641功率消耗试验在相关电能表标准规定的参比温度、参比频率、参比电压或规定的电流下，仪表的显示器处于正常显示状态下进行试验。试验设备的等级指数不应低于2级。功率消耗测量的综合最大误差应不超过5。642电源电压影响试验6421电压范围试验a)在参比频率和基本电流k(对经互感器接人式的仪表为r。)下测量参比电压下cos(或sin4)一10和05(L)时的准确度。对于多相仪表各相电压应处于平衡状态下；然后分别将电压调整至规定的工作范围和扩展的工作范围的上限
11、和下限。多相仪表的电压仍然处于平衡状态下，测量上述相同测试点上的由电压改变引起(电能测量单元)的改变量。b)在参比频率和基本电流fb(对经互感器接人式的仪表为，。)下将电压依次平稳地降至06U。，05U0 4U一0 3U。，02U一0 1U。试验应进行到仪表不能正常工作为止。对于多相仪表，电压应处于平衡状态，cos，I(或sin)一10的条件下。记录仪表测试输出的10个脉冲的时间t，按公式(3)计算误差：EL旦100 (3)to式中：r实际测得的10个脉冲的时间，单位为秒(s)1 2GBT 172153012007t。对应于06U。，05U。01U。计算的时间，单位为秒(s)。t。按公式(4)
12、计算：铲蕞等式中：U分别为06U。，05U01L之一，。直接接入式为Js，互感器接人为f。；c脉冲常数，impkWh。c) 如果仪表带有辅助电源，除应进行上述a)和b)项试验外，还应在参比频率和基本电流J“(对经互感器接入式的仪表为I。)的条件下，将电压降至零，保持30 min，检测仪表的测试输出或观察仪表的工作指示器，应无脉冲输出。d)仪表的电流线路无电流，电压在60 s内从11U。均匀地下降至0V，再以相同的时间从0V均匀地上升到11U。，反复进行10次。试验后，仪表应不出现损坏或信息改变，并应按本部分要求正确地工作。6422电压暂降和短时中断影响试验按GBT 1721 52112006中
13、712的规定进行试验。6423电压短时中断对时钟的影响试验被试时钟经受连续20次电源中断，每次中断时间之间的间隔至少5 s，其中断时间是：20 ri25、50 ms、100 ms、200 m8、500 Ills、1 S、2 s。试验后测试时钟的准确度。6424电压暂降对时钟的影响试验电压线路和辅助线路接参比电压，电流线路无电流，并在下述条件下进行试验t电压暂降：AU=50暂降时间：1 rain；暂降次数：1。试验后测试时钟的准确度。6425电压长时间中断对时钟影响试验按GBT 90921998中542的规定进行。6426电压长时间中断对仪囊影响试验按下述步骤进行试验：仪表施加参比电压#仪表的时
14、钟、日历设置在某月最后一天(或指定目前一天)的23：50读取仪表的当前值、存贮值后，中断供电电压；至少30 min后再恢复电源供电，立即读取仪表的当前值、存贮值I对前、后两次数据进行比对。6427 电压和直流电源同时中断对仪衰程序和存贮数据的影响试验将仪表电压中断，在24 h期间内，使其直流电源中断5 rain。然后恢复供电，检查仪表程序运行是否正常，存贮的数据与试验前的数据相比较，不应发生变化。643短时过电流影响试验a) 直接接人的仪表：仪表应经受30I，允差为+o一10的短时过电流，施加时间为额定频率的半个周期。b) 经电流互感器接人的仪表：仪表应经受相当于201允差为+oH一lo的电流
15、，施加时间为05 s。1 3GBT 172153012007试验线路应近似无感。根据仪表接人线路的方式，仪表电压线路施加参比电压，对其(按543a)或543b)的要求)施加一次短时过电流后；在电压线路保持参比电压的条件下，使仪表回到初始温度(约1 h)。试验结果应符合543的要求。仪表电压线路施加参比电压，电流电路根据仪表接人线路的方式，分别施加上述a)或b)的电流。对于多相仪表，应依次对每一相电流电路进行试验。试验后在电压线路保持参比电压的条件下，使仪表回到初始温度(约l h)，观察有无损坏，并测试其准确度。644功率方向试验仪表在参比电压、参比频率、，n(J。)及cos=05(或sin-士
16、05)条件下进行(试验过程中，费率时段不应改变)，功率方向的变化由切换电流方向或改变相位来实现。645负荷控制开关(部件)试验如仪表具有负荷控制功能，按GBT 9092-_1 998中553和544的规定进行试验。如仪表具有lc卡预付费功能，按GBT 184603-2001中69的规定进行试验。646自热影响试验按(；BT 17215 2002、GBT 17882或GBT 1 7883中的相关规定进行试验。647温升影响试验按GBT 1 721 521卜一2006中72的规定进行试验。648绝缘性能试验按GBT 1 721 52112006中73以及GBT 17215 2002中5463的规定
17、进行试验。649抗接地故障(能力)试验按GBT 1 721 5211_2006中74的规定进行试验。65电磁兼容性试验651一般试验条件在所有的EMC试验中，仪表处于正常工作位置，装上表盏和端子盖；所有需接地的部件应接地。652静电放电抗扰度试验按GBT 1721521l 2006中752的规定进行试验。653射频电磁场抗扰度试验按GBT 1721 52112006中753的规定进行试验。654快速瞬变脉冲群抗扰度试验按GBT 1 721 5211一-2006的中754的规定进行斌验。655射频场感应的传导骚扰抗扰度试验按GBT 1 721 52112006中755的规定进行试验。656浪涌抗
18、扰度试验按GBT 17215211 2006中756的规定进行试验。657衰减振荡波抗扰度试验按GBT 1721521l一2Q06中757的规定进行试验。658无线电干扰抑制的测量按GBT 172152112006中758的规定进行试验。66准确度试验661 电能量和其他电参量测量准确度试验6611 电能测量单元准确度试验仪表各类型电能测量单元的准确度相应地按GBT 1 7215相关规定进行试验。1 4GBT 17215。30120076612其他电参量准确度试验测量误差要求按3，6和I612，试验方法：a) 电压有效值准确度试验采用标准表直接比较法，测重点为05u。、u。和12U。b)电流有
19、效值准确度试验采用直接比较法，测量点为005It(o051。)、J“(J。)和fc)有功和无功功率准确度试验采用直接比较法，测量点为u。0051s(o05I。)、U。Xf-(I。)和U。L。(cos为1、士O5 i sjn为l和4-o5)。d)相位准确度试验采用直接比较法，测量点为0。、土60。、士90。和士180。电角度。e)功率因数试验采用相位表比较法，调节试验装置的相位，使其功率因数分别指示为0、05(感性、容性)和士1，观察相位表指示的相角，计算电角度误差。f)频率准确度试验采用直接比较法，测量点为098、，n和102，n频率。6613需量测量准确度试验试验条件应与确定电能测量准确度的
20、条件相同。确定需量示值误差时应选择负载点为：01，。(I。)、Jb(J。)和Icosj5=1，试验方法可以为：a) 标准功率表法测量需量示值误差试验期间，测试装置的功率稳定度应不低于005，标准功率表的准确度等级应不低于01。按公式(5)计算需量示值误差： 诈一等10。式中：P被测仪表的最大需量示值，单位为千瓦(kW)P。标准功率表的示值，单位为千瓦(kw)。若标准功率表连接在装置的二次侧，则需要由标准功率表的读数折算出测量装置一次侧的实际值。b)标准电能表法测量需量示值误差记录在一个需量周期内标准电能表累计的脉冲数，用公式(6)求得由标准电能表计算的功率P。，然后依据公式(5)计算需量示值误
21、差；P。一业粤掣窖王垫(6) L 00式中：m标准电能表累计的脉冲数P。由标准电能表计算得出的施加在被检仪表的实际功率，单位为千瓦(kw)；co标准电能表的常数，impkWhIT0最大需量测量周期，单位为分(min)；K，试验装置的电流互感器变比；K。试验装置的电压互感器变比。662时钟日计时准确度试验6621时钟日计时准确度a)计时准确度按GBT 9092-1998中551、553的规定进行测量；b)也可采用时钟日误差测量方法采用此方法时，制造厂应给出测量时间)，在时钟输出接口直接测量计时准确度，并在下列条件下进行：环境温度23(2，相对湿度6510，施加参比电压；时钟准确度测量仪或数字频率
22、计预热达热稳定状态I仪表通电60 min后。在仪表时基频率测试点进行测量；15GBT 172153012007连续测量5次，取平均值。测量结果应符合5622的规定。注：若环境温度偏离z3时，应有温度系数补偿。6622时钟计时准确度随温度变化试验将仪表放在一个气候箱中，在23下测量时基，然后温度升至45，在此温度下保温2 h，获得热平衡后再测量时钟，所测得的结果与23C条件下测量的结果之差值应不超过25 x 10 ，符合562。2的要求。温度降至一10，在此温度下保温2 h。获得热平衡后再次测量时钟，所测得的结果与23C条件下测量的结果之差值应不超过3810，符合5622的要求。663 费率寄存
23、器示值组合误差试验在563规定的试验条件下，将仪表各费率时段任意交替编制，日切换7次并读取总电能费率寄存器和各费率寄存器电能量(初始)示值然后连续运行，中间切换负载电流，运行不少于24 h，读取总电能费率寄存器和各费率时段相应费率寄存器的电能示值，计算出总电能费率寄存器及各费率时段费率寄存器所计的电能增量，按公式(2)计算组合误差。67编程要求检查在功能符合性试验时同时进行编程设置要求的检查。68仪衰的数据安全性检查按仪表的使用说明书的规定，检查数据安全性的硬件设施应符合要求，密码和安全性授权应符合要求。69电池检查目测检验仪表的电池安装应符合592、593的要求。610可靠性验证试验可靠性验
24、证试验按JBT 50070-2002规定的方法进行。7检验规则71 出厂检验由制造厂质量检验部门对所生产的每个产品按本部分规定的项目进行检验，合格后应加封印，并出具质量合格证明。检验项目见附录A。72型式检验除非在相应条款中另有说明，所有试验应在参比条件下进行。型式试验应在由制造商选择的仪表样品上进行，以确定其规定的特性并证明其与本部分要求的符合性。推荐的试验顺序在附录A中给出。若在型式试验后，对仪表所进行的调整仅影响仪表部分性能时，则只需对因调整而可能影响到的特性进行有限的试验。下列情况应进行型式检验：a)新产品定型鉴定；b) 当仪表的结构、工艺或主要材料(元器件)以及软件有重大改变时。73
25、周期检验(过程稳定性检验)正常生产时应进行周期检验，并按GBT 2829-2002规定的程序进行。周期检验每年进行一次，检验项目见附录A。731抽样方案按GBT 2829-2002的规定，选择判别水平I、不合格质量水平RQL一30的一次抽样方案。1 6GBT 172153012007b) 内部时钟的时基频率测试点及采样时间Ic)所有其他电参量的等级指数，d)其他需要说明的事项。产品使用说明书的编制应符合GB 996911998的规定。83包装及贮存831包装产品的包装应采用符合环保要求的材料，应根据产品的性质、外形和尺寸、储运装卸条件和用户要求进行设计，达到包装紧凑、防护周密、结构合理、安全可
26、靠、美观适销等要求。包装要求应符合GBT 15464-1995的规定。832贮存保存仪表的地方应清洁，其环境温度应为o40C，相对湿度不超过85，且在空气中含有的有害物质不足以引起仪表的腐蚀。附录A(规范性附录)多功能电能表试验项目表A1 多功能电能表的试验项目和推荐的试验顺序GBT 17215301-一2007不合格 出厂 周期 型式序号 试验项目 标准要求 试验方法类别 检验 检验 检验1 外观检查11 标志 81 621 B 12 外观 521 62】 C 13 附件 5 2 1 621 C 2 绝缘性能试验21 脉冲电压试验 548 见相关标准 A 2 2 交流电压试验 548 见相关
27、标准 A 3 功能符合性试验 51 61 A 31 编程要求 57 67 C32 数据安全性试验 58 68 A 电池要求 59 69 C 4 准确度要求试验基本误差 见相关标准 A 起动 见相关标准 A 潜动 见相关标准 A 各影响量影响 见相关标准 B 41 仪表常数试验 525 525 A 42 内部时钟 562 662 A 43 其他电参置测量准确度 5612 6612 C 44 最大需量的测量准确度 5613 6613 B 45 费率寄存器示值组合误差 563 663 C 5 电气要求试验51 功率消耗试验 541 641 C 52 电源电压影响试验521 电压范围 5421 642
28、1 B 522 暂降、短时中断 5，4。2。2 6。422 B 523 时间开关电压暂降 5424 6424 B 524 时间开关电压短时中断 5423 6423 B 525 时间开关电压长时中断 5425 S425 B CBT 172153012007表A1(续)不合格 出厂 周期 型式序号 试验项目 标准要求 试验方法 类别 检验检验 检验526 电压长时中断对仪表存贮 5426 6426 B 5 27 电压和直流电源同时中断 5 4 2 7 642 7 B 5 3 短时过电流影响试验 5 4 3 6 4 3 B 54 功率方向试验 544 6 4 4 A 5 5 负荷开关工作电压影响 5
29、45 645 C 5 6 自热影响试验 546 646 C 57 温升影口向 547 6 47 C 58 接地故障抑制试验 549 6 4 9 B 6 电磁兼容(EMC)试验61 无线电干扰 552 65 8 B 62 电快速瞬变脉冲群试验 551 654 B 63 射频电磁场抗扰度试验 551 653 B 6 4 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 551 655 B 6 5 静电放电抗扰度试验 551 652 B 6 6 浪涌抗扰度试验 551 656 B 67 衰减振荡波 551 657 B 7 气候影响试验71 高温试验 532 631 B J 7 2 低温试验 5 3 2 632 B 7
30、 3 交变湿热试验 533 633 B 8 机械要求试验8 1 振动试验 52 624 B 8 2 冲击试验 52 6 2 3 B 8 3 弹簧锤试验 52 6 2 2 B 84 防尘和防水试验 52 6 2 6 B 85 耐热和阻燃试验 52 62 5 A 9 可靠性验证试验6 5 10 610 A a绝缘性能的出厂检验，可按GB 47931 1995的附录K生产线常规试验进行。b可靠性验证试验项目为否决项。但是不列入设计定型的型式试验中。20附景B(资料性附录)有功功率、非有功功率和视在功率的部分定义GBT 172153012007B1 纯有功功率(watt)纯有功功率是瞬时功率的平均值。
31、瞬时功率是电压电流的瞬时值的乘积。这等于发电机提供的功率减去负载输出的任何谐波功率，常常少于基波有功。实际上。平均值是”个周期的积分。另一个纯有功的定义是。在所有频率分量上，每个频率上呈现的功率的算术和，该频率上的功率由该频率的电压、电流有效值的乘积乘上它们间的相角的余弦。B2 怎的视在功率(vA)单相电路的正弦波或其他波形的总的视在功率定义为电流和电压的有效值乘积。亦即： SuIB3视在功率的符号(或方向)视在功率(VA)是一个无符号的量。如果要给予视在功率一个符号(或方向)，它将是相应的基波的或适用的总的有功功率的符号。B4非有功(non active power)(无功)功率(var)适
32、用于正弦和非正弦信号的无功功率的定义。其大小由下式给出：非有功(无功)功率： nonactivepower=孺r=雨 无功功率=v，孺酮西雅铲=疆甬丐丽孵注：视在功率依据电压和电流的有教值计算得到。总有功功率包括谐波的有功功率。非有功功串是一个无符号的量。如果赋予其符号那么，通常选成基披无功的符号。如果用一个非有功表示无功。则正三角形定律存在。否则，只在纯正弦波下成立。a)S=UJ，其中电压!所有谐波和直流部分I电流。所有谐波和直流部分。b) s=P2+孕，其中P电压和电流基波量lQ；电压和电流基波量。GBT 172153012007附录C(资料性附录)电能损耗的计算C1电能损耗分类电能损耗可
33、按其损耗的特点、性质和变化规律进行分类。c11按损耗的特点分类可分为不变损耗和可变损耗两大类。C111 不变损耗(或固定损耗)这种损耗的大小与负荷电流的变化无关，与电压变化有关，而系统电压是相对稳定的，所以其损耗相对不变。如变压器、互感器、电动机、电能表等铁芯的电能损耗，以及高压线路的电晕损耗、绝缘子损耗等。C112可变损耗这种损耗是电网各元件中的电阻在通过电流时产生，大小与电流的平方成正比。如电力线路损耗、变压器绕组中的损耗。C2电能损耗计算c21输电线路损耗单一线路有功功率损失计算公式为：PJ2RL，Q=f2XI，式中：P损失功率，W；卜一负荷电流，ARL导线电阻，tl；Q一损失无功x。导线电抗。三相电力线路线路有功损失计算公式为：P一PA+PB+Pc一312RL；Q一QA+QB+(k=3 J2xLC22配电变压器损耗(简称变损)功率配电变压器分为铁损(空载损耗)和铜损(负载损耗)两部分。铁损对某一型号变压器来说是固定的，与负载电流无关。铜损与变压器负载率的平方成正比。C23配电变压器铁损(空载损耗)配电变压器铁损有功损耗：PBU2Rn配电变压器铁损无功损耗：QBu2x。式中：APn变压器空载损失功率，wu一一平均电压，V；Rn变压器等值电阻，nQe变压器空载损失无功xB变压器等值电抗。注；上述计算公式中的RXRXn的数值由用户通过软件设置到仪表中。
