【其它国内标准】 电压监测装置技术规范

备案号：CEC784-2013
国家电网公司企业标准
Q/GDW1819—2013
电压监测装置技术规范
Technical specification for voltage monitor2013-03-14发布
国家电网公司
2013-03-14实施
2规范性引用文件
3术语和定义·
4使用条件.
5装置分类
6功能要求
7结构与性能要求·
8试验方法
9标志、包装、运输和储存
附录A（规范性附录）供电电压自动采集系统I1接口网络通信规范附录B（规范性附录）RS232串口联机检验接口接线规范编制说明
Q/GDW1819—2013
Q/GDW1819—2013
为适应国家电网公司供电电压自动采集系统建设要求，规范电压监测装置及其监测数据的标准化接入，特制定本标准。
本标准由国家电网公司运维检修部提出并解释。本标准由国家电网公司科技部归口。本标准主要起草单位：浙江省电力公司、国网电力科学研究院本标准主要起草人：张劲、林峰、赵启承、史剑锋、朱江、李盛盛、吕春美、陈炜、张晓帆、李莉、邵毅、曹雯雯、杨晓华、张声圳、唐昕、刘金锁、黄益彬、高原本标准首次发布。
1范围
电压监测装置技术规范
Q/GDW1819—2013
本标准规定了电压监测装置的术语和定义、使用条件、装置分类、功能要求、结构与性能要求、安全防护、试验、标志、包装、运输、贮存要求以及数据传输规约等。本标准适用于具有远程数据通信功能的对电力系统正常运行状态缓慢变化所引起的电压偏差进行连续监测和统计功能的电子式仪器或仪表。本标准规定的基本功能和数据存储功能的要求也适用于对电压偏差进行连续监测和统计的调度（厂站）自动化系统和营销系统中各类采集装置。2规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T191包装储运图示标志
GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.3电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T2423.4
电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db：交变湿热（12h+12h循环）GB4208外壳防护等级（IP代码）GB4793.1测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分：通用要求GB/T5169.11电工电子产品着火危险试验第11部分：灼热丝/热丝基本试法成品的热丝可燃性试验方法
GB/T6388运输包装收发货标志
低压成套开关设备和控制设备第1部分：型式试验和部分型式试验成套设备GB7251.1
GB/T12325电能质量供电电压偏差GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T16935.1低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验GB/T17215.211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/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GBT17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T17626.12电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验DL/T478静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T500电压监测仪使用技术条件IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method andPhysical Layer SpecificationsQ/GDW1817-2013电压监测仪检验规范3术语和定义
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下列术语和定义适用于本标准。3.1
电压偏差deviationofvoltage
由于电力系统正常运行状态的缓慢变化，使电压发生偏移，其电压变化率小于每秒1%时的实际运行电压值与系统标称电压的偏差相对值。3.2
整定电压（标准）值（Ub）voltagelimiting按GB/T12325规定的供电电压偏差的上限电压标准值与下限电压标准值。3.3
起动电压(Ug)theexactvoltagewhenexceedinglimit刚好驱动电压监测装置超限计时，并稳定指示超限时的被监测电压值。3.4
整定电压值基本误差（rz）errorofvoltagelimiting在正常使用条件下，电压监测装置上、下限整定电压的起动电压Uq和相应的整定电压（标准）值Ub之差与整定电压（标准）值Ub的比值（以百分数表示）。U。-Ue×100%
被监测的额定电压（Un）ratedvoltageofsignal(1)
被监测系统的额定电压。其值为AC220V、380V、3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV和1000kV等。3.6
工作电源额定电压（Ug）ratedvoltageofpower电压监测装置的工作电源的额定电压值。其值为AC100V、220V、380V等。3.7bzxz.net
综合测量误差（rc）errorof statisticalvotage在正常使用条件下，被测量的综合测量值CX（如电压合格率，电压超上限率，电压超下限率），对应于被测量的预置值Cy的相对误差（以百分数表示）。c-c×100%
电压合格率rateofvoltage
实际运行电压偏差在限值范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间的百分比。电压监测统计的时间单位为“min”。
over rate of voltage
电压超上限率
实际运行电压偏差在上限电压标准值以上范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间的百分比电压监测统计的时间单位为“min”。3.10
down rate of voltage
电压超下限率
实际运行电压偏差在下限电压标准值以下范围内累计运行时间与对应的总运行统计时间的百分比。电压监测统计的时间单位为“min”。2
时钟误差errorofinternalclock在规定的时间间隔内，以时间指示偏差表示的增量或减量。3.12
状态接入控制器（conditionacquisitioncontroller（CAC））Q/GDW1819—2013
复用状态监测接入层设备，以规定的数据格式对电压监测装置进行电压采集信息获取、转发及控制的一种装置。
4使用条件
4.1交流工作电源电压及被监测的交流电压输入模拟量a）交流工作电源取自被监测的交流电压输入端：b）工作电源额定电压（Ug）：AC100V、220V或380V：接线方式：单相、三相四线制、三相三线制或二相（V形跨接）；d）允许电压波动范围：0.60Ug～1.2Ug；e）额定频率：50Hz，允许偏差±5%。4.2使用环境条件
4.2.1周围空气温度条件
根据安装地点的实际周围空气温度来选择电压监测装置的上限温度和下限温度，分成若干温度类别，每一温度类别均以一斜线隔开的下限温度值和上限温度值表示，按表1选取。户内使用优先温度类别为：-5/40℃。户外使用优先温度类别为：-10/50℃、-25/70℃或-40/70℃。表1中的代码CX，表示由制造方与用户协商规定的温度范围，可以是任意值，例如-25/75℃，-5/70℃。
表1周围环境温度条件分类代码
温度类别
-5/40℃
-10/50℃
-25/70℃
-40/70℃
4.2.2其他环境条件
应符合GB/T17215.211中的相关规定。温度范围
-5℃～+40℃
-10℃~+50℃
-25℃～+70℃
-40℃～+70℃
制造方与采购方协商规定
极限工作条件
-20℃~+60℃
20℃~+60℃
-30℃～+75℃
-45℃～+75℃
制造方与采购方协商规定
如装置安装场地超过海拨2000m时，应根据GB/T16935.1规定的修正系数修正部分参数，或与采购方协商规定部分参数。
如果存在任何一种特殊使用条件，由制造方与购买方达成专门协议。5装置分类
5.1按安装方式
挂装式：
槽装式。
5.2按使用环境
户内型；
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户外型。
6功能要求
6.1基本功能
电压监测装置应具备下列功能：电压监测装置对被监测电压采用有效值采样，每秒至少1次，并作为预处理值贮存，1min作为一个统计单元，取0秒时刻开始的1min内电压预处理值的平均值，作为被监测系统的即时实际运行电压不足1min的值不进行统计计算：电压监测装置根据实际运行电压（1min平均值）及被监测电压额定值、整定电压上限值和整定电压下限值来统计日（月）电压监测数据，包括总运行统计时间、越上限累计时间、越下限累计时间、电压合格率、电压越上限率、电压越下限率、电压最大值及其发生时间、电压最小值及其发生时间（以下统称电压监测统计数据）；
电压监测装置月统计数据默认自然月为统计时间，可以设置1日至28日中任意一天为月统计结算日，月统计时间为月统计结算日的当日零点至下月的月统计结算日当日零点止。6.2数据存储功能
电压监测装置应存储下列数据：应至少保存最近45天内每天的电压监测日统计数据：应至少保存本月及上月的电压监测月统计数据：应至少保存最近45天被监测的实际运行电压（1min平均值），存储的间隔5min：应至少保存本月及上月的电压越限、越限复归事件记录。6.3显示功能
电压监测装置宜采用具有背光功能的液晶显示屏，应采用菜单式、中文显示界面：在低温要求苛刻等特殊场合，可选用数码管显示方式。应能查询显示下列内容：实时电压值，其刷新周期为2s，能显示5位有效数字，小点数后显示2位：电压合格率、电压越上限率、电压越下限率，能显示5位有效数字，小点数后显示2位：实时时间，显示年、月、日、时、分、秒（例如：2010年01月01日16时58分59秒）：整定电压上限值和整定电压下限值、月统计结算日等参数：前一日及当日的电压监测日统计数据：前一月及当月的电压监测月统计数据：电压监测装置的生产序列号（17位），以及电压监测装置ID（17位）、APN、IP地址等通信参数：通信模块的通信状态以及与CAC的连接状态；前一月及当月的告警事件信息记录。6.4参数设置与查询功能
电压监测装置应能本地和远程实现设置、查询下列参数：日期与时间；
通信参数：包括APN、APN用户名和密码、心跳间隔等：监测点参数：包括被监测电压额定值、电压上、下限整定值，电压1min平均值存储间隔和主动上送周期、月统计结算日、数据主动上送标记等；装置事件主动上送标记：包括来电、停电（含异常失压）、电压越限与复归事件：CAC装置IP地址和端口号：
装置基本信息：包括型号、软硬件版本、通信规约版本、生产厂家、生产日期、出厂编号、SIM卡串号等：
装置工作状态信息：包括装置累计运行时间、最近持续运行时间等；装置ID：
权限密码。
6.5事件检测与告警功能
电压监测装置应具备下列事件检测与告警功能：Q/GDW1819—2013
检测电压越限、越限复归事件功能，一条完整的事件记录应包括事件发生时刻及当时电压值：停电、来电事件检测功能，停电、来电事件记录应包括事件发生时刻：检测到事件后主动向CAC上报。
6.6持续工作时间记录功能
电压监测装置具备统计并记录其自身正常投入运行的时间功能，包括每次复位后连续工作时间和自投运以来总运行时间，统计单位为小时。6.7时钟与对时功能
电压监测装置采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路：时钟具有日历、计时、润年自动转换功能；在外部电源停电后电压监测装置应能继续计时：时钟设置必须有防止非授权人操作的安全措施：可具有硬件秒脉冲输出功能，秒脉冲的输出信号应与内部电路实现电气隔离，隔离耐压应满足性能部分第7.4.2.2条的要求，秒脉冲信号输出直流电压5V，电流不小于50mA；电压监测装置应具备和CAC对时的功能。无线通信对时误差≤3s；有线通信对时误差≤士1s6.8通信功能
6.8.1通信方式
电压监测装置应根据需求选择无线通信方式（GPRS、CDMA，3G等）或以太网通信方式，作为与CAC通信的通道。应提供一个RS232串口作为维护或校验通道，并至少提供一个RS485串口作为本地通信接口。
6.8.2无线通信
6.8.2.1电压监测装置的无线通信部分应采用运行稳定可靠的工业级无线通信芯片，模块化设计，具备独立SIM卡仓位。
6.8.2.2无线通信模块宜安装在表壳内或与表壳一体化设计支持热插拔，天线接口可根据现场需求配置不同类型天线：如无线通信模块外置，应通过RS485串口或以太网接口连接。6.8.2.3应具备自动附着网络功能，在通信链路出现异常时能自动重新连接网络，恢复链路，每次建链时间应不大于60s。在连续3次连接网络失败后，能够自动对无线通信模块单独断电复位。6.8.2.4应支持时刻在线，设备加电自动上线并保持。6.8.2.5应能按月统计远程无线通信的接收数据流量和发送数据流量，并保存最近3个月的流量数据，6.8.3以太网口通信
可提供以太网接口，支持跨网关的以太网络通信，接口模块宜安装在表壳上或与表壳一体化设计支持热插拔。
6.8.4串口通信
RS485和RS232串口波特率可在1200pbs、2400pbs、4800pbs、9600pbs内选择。6.8.5通信规范
遵循附录A《供电电压自动采集系统I1接口网络通信规范》。6.9安全防护功能
由于电压监测装置存在搭接、伪造等接入电力信息网的安全风险，应采用部署安全加密卡、安全协议等多种措施开展防护，具体要求如表2所示。5
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控制措施
物理安全
安全加密卡
身份认证措施
安全协议
制定用户安全策略
访问控制
资源控制
安全审计
表2电压监测装置安全防护要求
控制措施实现方式
电压监测装置应具备防窃、防破坏、用电安全措施，对设备自身的数据应确保存储安全和访问安全。
电压监测装置应采用国家密码管理局认可的支持SM1、SM2算法的工业级安全加密卡：应具备采用安全协议实现与主站安全接入平台的安全接入功能。电压监测装置应支持标准X.509格式的数字证书，能够与公司安全接入平台实现身份认证和数字签名等功能，私钥由安全加密卡产生和存储，保证电压监测装置安全。电压监测装置应依据安全协议规范实现安全接入电压监测装置应减少、限制管理员权限使用，一般操作中尽量采用一般权限用户，仅在必要时切换至管理员帐号进行操作，并启用对管理员权限的日志审计；应制定用户登录超时限制：
应制定用户登录及事件、敏感操作、文件访问审核策略电压监测装置应启用访问控制功能，依据安全策略严格限定用户对敏感资源的访问：对重要信息资源设置敏感标记，制定访问控制策略严格控制用户对有敏感标记的重要信息资源的操作：
应启用网络控制策略，不应接入互联网。进行操作系统远程管理维护时，应以电压监测装置接入方式（如RDP、SSH、Pcanywhere）、网络地址范围等条件限制装置的登录。电压监测装置应当以系统日志方式对用户行为、系统资源异常访问等重要安全事件进行审计：
应保护审计进程，避免受到未预期的中断：加强对日志记录的保护，避免被意外删除、修改或覆盖等：
应定期对操作系统日志进行审计并生成审计报表；审计记录应包括事件的日期、时间、类型、用户、被访问的资源和操作结果等。6.10自检自恢复功能
6.10.1电压监测装置应有自测试、自诊断功能，应具备软硬件双重看门狗，一发生软件运行紊乱或硬件异常，电压监测装置应能在60s内重新复位，并不丢失存储的数据。6.10.2电压监测装置一旦失去工作电源，上电后应自动恢复运行。6.10.3电压监测装置中SIM卡欠费停机时，续费充值恢复正常后，装置应能自动恢复远程无线通信功能。
6.11软件升级功能
6.11.1电压监测装置应支持远程升级和本地升级。6.11.2电压监测装置的软件升级应保证电压监测装置内的数据安全，确保数据格式兼容。6.11.3软件升级失败时应自动恢复至上一版本，并恢复运行。6.11.4软件升级完成后应能自动开始转入正常运行。6.12电源失电保护与自动上报功能旦失去工作电源，电压监测装置应具有与CAC通信三次完成停电事件上报和随后24小时内的定时上报数据的能力，能保持内部时钟运行168小时，不丢失并保存各项设置值和记录数据。7结构与性能要求
7.1外观与结构要求
7.1.1一般要求
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7.1.1.1外壳应采用必要的防电磁干扰措施，外壳的导电部分应在电器上连成一体，并可靠接地。7.1.1.2外壳应满足发热元器件的通风散热要求。7.1.1.3外壳表面油漆涂层应光洁美观、均匀一致，不应有气泡、龟裂、脱落、划痕等缺陷。7.1.1.4应在显著位置设有运行状态指示灯，以便于巡视观察。7.1.1.5人机界面布局合理、整洁美观，字迹清楚醒目，各显示器件及调整器件应安装牢固可靠、操作灵活。
7.1.2接线端子
电压监测装置对外的强电连接线应经过双螺钉压紧式接线端子，接线端子及其绝缘部件组成端子排，强电和弱电接口分开排列，具备有效的绝缘隔离。强电端子组不应相邻，至少应有一个空端子隔开电压出线端子的结构应与截面积为1.5mm2～2.5mm2的引出线配合。7.1.3样式及尺寸
挂装式电压监测装置长、宽、深应不大于280mm、180mm、85mm。槽装式电压监测装置长、宽、深应不大于160mm、80mm、230mm7.1.4卡槽
电压监测装置采用无线公网传输时，应先打开外壳封印后，才能在不卸下或拆开通信模块的情况下打开SIM卡槽更换SIM卡。
卡槽机械结构性能应稳定，能满足保持SIM卡长期接触良好的要求。7.1.5通信接口
7.1.5.1电压监测装置应具有下列本地通信接口：RS485接口，在接线端子排中应有至少1组RS485串口，遵循TIA/EIA-485接口标准。RS232接口，在面板上应有PS/2或DB9-M形式的RS232串口，遵循EIAStandardRS-232-C接口电气标准，端子接线排列见附录B。7.1.5.2电压监测装置可具有RJ45接口形式的以太网接口，10/100/1000Mbps（自适应），遵循IEEE802.3u/z/ab，10Base-T，100Base-TX，1000Base-T和1000Base-SX/LX。7.2外壳防护性能
电压监测装置外壳的防护等级应不低于GB4208中IP40的等级要求。直接安装于户外的电压监测装置外壳防护等级可以增强到IP56。7.3阻燃性能
非金属外壳和端子排的阻燃性能应符合GB/T5169.11的阻燃要求。7.4安全要求
7.4.1、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3规定的最小电气间隙和爬电距离。印制导线间距离按DL/T478中的规定选取。表3电气间隙及爬电距离
额定绝缘电压
（交流有效值）
U≤60
60最小电气间隙
(mm）
最小爬电距离
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额定绝缘电压
（交流有效值）
250U≤500
最小电气间隙
(mm）
注：1.L一L表示两个带电部分之间的最小间隙：表3（续）
2.L一A表示带电部分和裸露导电部件之间的最小间隙。7.4.2基本安全要求
最小爬电距离
额定绝缘电压
（交流有效值）
电压监测装置各电气回路对地和各电气回路之间的绝缘电阻要求如表4所示：表4绝缘电阻
额定绝缘电压
U≤60
60绝缘电阻要求（MQ）
正常条件
湿热条件
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。测试电压
7.4.2.2绝缘强度：在正常试验大气条件下，电压监测装置被试部位应能承受表5中规定的50Hz交流电压历时1min绝缘强度试验。试验时不得出现击穿、闪络及电压突然下降等现象，泄漏电流应不大于0.4mA（交流有效值）。
表5试验电压
额定绝缘电压（V）
Ui≤60
60250Ui≤690
7.4.2.3安全要求
a）监测装置上的标记应符合GB4793.1的有关规定。b）监测装置的外部结构应符合GB4793.1的有关规定。试验电压有效值（V)
c）监测装置发生故障时易变成带电的可触及导电件，应与保护接地端作直接连接，并保证导电良好。7.5准确度要求
7.5.1在正常使用条件下，在对应的温度类别的上限温度和下限温度范围内，电压监测装置应保证准确度要求。
在被监测额定电压Un（1±20%）范围内，电压测量误差不大于±0.5%：在被监测额定电压Un（1±20%）范围内，综合测量误差rc不大于±0.5%：整定电压值的上限值和下限值基本误差不大于0.5%；内部时钟误差每天不大于±1s或每年不大于±5min。7.5.2电压监测装置在极限工作条件的上、下限温度应能正常操作，允许其测量误差与规定值偏差200%。
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