三相四线费控智能电能表

1．总体介绍

1.1概要

DTZY7100-Z型三相费控智能电能表是自主研发研制生产，符合GB/T17215.301-2007和DL/T614-2007 等电能表有关标准，采用DL/T645-2007通信规约，功能丰富，附加值高。

1.2原理组成

三相四线费控智能电能表

三相四线费控智能电能表

以三相四线电能表为例原理如下图所示：由电流互感器、计量芯片、微处理器、温补实时时钟、STN液晶、通信数据等外围接口。

图1：电能表基本工作原理

1.3技术参数

1.3.1  主要参数

1.3.2  光耦脉冲

1.3.3  日历时钟 

1.3.4  其它数据

2  仪表主要功能

2.1电能计量

• 本仪表可以计量正反向有功、1、2、3、4象限无功，并可据此设置组合有功、无功电能量。并可以实现组合无功1、组合无功2计量、记录。
• 各种电量均可以按总及zui大4种费率时段进行分时计量。不应采用各分相电能量算术加的方式计算总电能量。
• 能存储12个结算周期电量数据。
• 对于正反向有功、正反向视在，1、2、3、4象限无功及A、B、C各相有功、无功等电量，电能有效值范围为0~999999.99，单位为kWh或kvarh。
• 对于组合有功、组合无功1、组合无功2电量，电能有效值范围是–799999.99~799999.99，单位为kW·h或kvar·h。
• 电能量显示小数位数出厂缺省为2位小数。

2.2时段费率

• 本表计可设置两套时区表和两套日时段表方案，及两套方案的各自切换时间（年月日时分）。电表默认运行*套时区表方案和*套日时段表方案，电表运行到时区表方案切换时间后，切换到另一套时区表方案运行，运行到日时段表方案切换时间后，按另一套日时段表方案运行；再设一次两套方案的切换时间，电表运行到时区表方案切换时间后，切换到*套时区表方案运行，运行到日时段表方案切换时间后，按*套日时段表方案运行。如果将两套时区表和日时段表方案的切换时间分别设为“FFFFFFFFFF”，则两套年时区表和日时段表不能切换。
• 在时区表方案和日时段表方案发生切换后，切换时间清零。
• zui大4费率。每套时区表方案可设置zui大14个时区数，各个时区的起始日期及使用的日时段表号。每套日时段表方案可设置zui大8个日时段表数，每天zui大14时段，各个时段的起始时间及使用的费率。时段zui小间隔为15分钟，并且时段间隔大于实际需量周期值，可跨越零点设置。各时段设置按时间从小到大排列。
• 支持公共假日和周休日特殊费率时段的设置。
• 如果日时段表中某一时段的费率号大于费率数时，或者费率数为0时，此时段的电能计入费率1。

2.3需量计量

• 能够计量正、反向有功，正、反向视在，1、2、3、4象限无功，组合无功1、2的zui大需量和发生时间。并存储带时标的数据
• 需量周期和滑差时间可在1～60min分钟范围内设置，但应该满足：需量周期大于滑差时间且为其整数倍，需量周期可在5、10、15、30、60min中选择；滑差式需量周期的滑差时间可以在1、2、3、5min中选择。需量周期应为滑差时间的5的整倍数，且该倍数小于等于15。
• 当发生电压线路上电、时段转换、清零、时钟调整、需量周期改变、功率潮流方向转换等情况时，电能表从当前时刻开始，按照需量周期进行需量测量，当*个需量周期完成后，按滑差间隔开始zui大需量记录。其中，发生时段转换时，总需量继续按滑差测量，分时需量按需量周期重新开始测量。
• 在一个不完整的需量周期内或修改需量周期时，不做zui大需量的记录。
• 能存储12个结算日zui大需量数据。
• 需量显示小数位数出厂缺省为4位小数。

2.4结算功能

• 本表除给出有、无功当前总及分时电量、zui大需量及其发生时间外，还存储了上1到上12个结算周期的历史数据（包含组合有功、正反向有功、组合无功1和组合无功2、四象限无功、各元件有功、无功总电量以及分时电量；正反向有功、组合无功1和组合无功2、四象限无功的zui大需量及其出现时间）。当电表时钟走到结算点的时候，电表进行结算。电能表结算时，先把当前的电量、zui大需量及其发生时间存入上一结算日，再把当前的zui大需量及其发生时间清零，计算需量的累加单元清零，需量重新开始计算。
• 如果电表掉电跨过结算点时，上电时应能补齐上12个结算日电能量、需量数据，掉电跨过每月第1 结算日，需量转存后需量清零，在其他结算日，需量数据不转存。
• zui多每月可设置三个结算日，默认启用*结算日，每月结算日数值如果为9999代表未设置此结算日。
• 需量结算是只在每月*结算日结算一次，如果起用了其它结算日，在该结算点结算时，则对应的这个结算日需量数据补FF。

2.5事件记录

• 失压：可记录失压的总次数和累计时间、zui近一次失压发生时间、结束时间以及各相失压的总次数和累计时间，zui近10次失压发生时刻、结束时刻、失压期间电能示值等数据。

起始条件：电压小于NN%Un（NN为失压启动电压百分比阀值），且电流大于NN.NNNNA （NN.NNNN为失压启动电流），且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的失压事件判定延时时间。

结束条件：电压大于85%Un，或电压均低于临界电压，或掉电。

• 欠压： 可记录各相欠压的总次数和累计时间，zui近10次欠压发生时刻、结束时刻、欠压期间电能示值等数据。

起始条件：电压低于NN%Un且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的欠压事件判定延时时间。

结束条件：电压大于NN%Un或zui大电压小于临界电压或掉电。

• 过压：可记录zui近10次A、B、C各相过压数据。

起始条件：电压大于NNNN%Un（过压判断阀值），且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的过压事件判定延时时间。

结束条件：电压小于过压判断阀值，或电压均小于临界电压，或掉电。

• 断相：可记录各相断相的总次数、累计时间，zui近10次断相发生时刻、结束时刻及对应电能示值数据。

起始条件：电压小于NN%Un，且电流小于NN.NNNNA （断相启动电流），且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的断相事件判定延时时间。

结束条件：电压大于临界电压，或电流大于断相启动电流，或电压均低于临界电压，或掉电。

• 全失压：可记录全失压的总次数和累计时间，zui近10次全失压发生时刻、结束时刻以及zui近的电流值。

起始条件：各相电压都低于临界电压NN%Un，且zui大电流大于5%In，且持续时间大于60s。

结束条件：zui大电压大于临界电压，或zui大电流小于5%In，或掉电。

• 电压逆相序：可记录电压逆相序总次数、累计时间，zui近10次发生结束时刻及期间的电能示值。

起始条件：电压逆相序发生且zui小电压大于临界电压，且持续时间大于60s。

结束条件：电压逆相序结束且zui大电压小于临界电压或掉电。

• 失流：可记录各相失流的总次数、累计时间，zui近10次失流发生结束时刻、失流期间电能示值等数据。

起始条件：该相电流小于NN.NNNNA（失流启动电流），且其余相电流大于NN.NNNNA（失流结束电流），且zui大电压大于设定的失流事件电压触发下限，且持续时间大于60s。

结束条件：该相电流大于NN.NNNNA（失流启动电流），或电压均低于设定的失流事件电压触发下限，或掉电。

• 过流：可记录zui近10次A、B、C各相过流数据。

起始条件：某相电流大于NNN.N%Ib（过流判断阀值），且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的过流事件判定延时时间。

结束条件：某相电流小于过流判断阀值，或电压均小于临界电压，或掉电。

• 断流：可记录各相断流的总次数和累计时间，zui近10次断流发生时刻、结束时刻、断流期间电能示值等数据。

起始条件：电压大于NNNN%Un且电流小于NN.NNNNA，且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的断流事件判定延时时间。

结束条件：电压小于NNNN%Un或电流大于NN.NNNNA或zui大电压小于临界电压。

• 潮流反向：可记录各向电流反向的总次数和累计时间，zui近10次电流反向发生时刻、结束时刻、失压期间电能示值等数据。

起始条件：当电压与电流之间的相夹角大于90度，小于270度时，电流发生反向。（判断某相潮流反向时，该相有功功率应该大于NNNN kw）且持续时间大于设定的潮流反向事件判定延时时间。

结束条件：相角大于零度小于90度或相角大于270度小于360度或电压小于10V或电流小于启动电流或掉电

• 电压合格率：可记录总、A、B、C各相本月及上12个月的电压合格率统计数据。

电压合格率（％）＝（1-电压超*/电压监测总时间）×

电压超上限

起始条件：该相电压大于合格上限NNN.NV，且小于考核上限NNN.NV。

结束条件：该相电压小于合格上限NNN.NV，或大于考核上限NNN.NV，或掉电。

电压合格

起始条件：该相电压大于合格下限NNN.NV，且小于合格上限NNN.NV。

结束条件：该相电压小于合格下限NNN.NV，或大于合格上限NNN.NV，或掉电。

电压超下限

起始条件：该相电压小于合格下限NNN.NV，且大于考核下限NNN.NV。

结束条件：该相电压大于合格下限NNN.NV，或小于考核下限NNN.NV，或掉电。

• 电压不平衡：可记录zui近10次电压不平衡事件记录。

在三相供电系统中，电压不平衡率为:

起始条件：电压不平衡率大于NN%（电压不平衡上限值），且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的电压不平衡率判定延时时间。

结束条件：电压不平衡率小于电压不平衡上限值，或电压均低于临界电压，或掉电。

• 电流不平衡：可记录zui近10次电流不平衡事件记录。

在三相供电系统中，电流不平衡率为:

起始条件：三相电流均大于5%In，电流不平衡率大于NN%（电流不平衡上限值），且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的电流不平衡判定延时时间。

结束条件：电流不平衡率小于电流不平衡上限值，或电压均低于临界电压，或掉电。

• 过载：记录各相过负荷总次数、总时间，zui近10次过负荷的持续时间。

起始条件：某相有功功率大于有功功率下限值，且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的过载事件判定延时时间。

结束条件：某相有功功率小于有功功率下限值，或zui大电压均小于临界电压，或掉电。

• 有功需量超限：可记录zui近10次正、反向有功需量超限数据。

起始条件：有功需量大于NNNNkW（有功功率下限值），且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的有功需量超限判定延时时间。

结束条件：有功需量小于有功功率上限值，或电压均小于临界电压，或掉电。

• 无功需量超限：可记录zui近10次1、2、3、4象限无功需量超限数据。

起始条件：无功需量大于NNNNkW（无功功率下限值），且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的无功需量超限判定延时时间。

结束条件：无功需量小于无功功率上限值，或电压均小于临界电压，或掉电。

• 总功率因数超下限：可记录总功率因数超下限总次数和总累计时间，zui近10总功率因数超下限发生时刻、结束时刻、总功率因数超下限期间电能示值数据。

起始条件：总功率因数小于NNNN（功率因素下限值），且三相电流大于5%In，且zui大电压大于临界电压，且持续时间大于设定的功率因数超下限判定延时时间。

结束条件：总功率因数大于N.NNN且zui大电压小于临界电压。

• 掉电：可记录掉电的总次数，zui近10次掉电发生结束时刻。
• 时段、节假日编程：记录日时段表、年时区表、周休日、节假日编程总次数以及zui近10次编程时间、操作者代码、编程前数据。
• 有无功组合方式编程：记录组合有功、组合无功1、组合无功2编程总次数以及zui近10次编程时间、操作者代码、编程前数据。
• 结算日编程：记录结算日编程总次数以及zui近10次编程时间、操作者代码、编程前数据。
• 编程记录：可记录编程总次数，zui近10次编程的时刻、操作者代码、编程项的数据标识。
• 校时：可记录校时总次数，zui近10次校时的时刻、操作者代码。广播校时不记入校时记录。
• 开表盖：可记录开表盖总次数，zui近10次开表盖事件的发生、结束时刻以及开表盖发生时刻的电能量数据，停电期间，电能表只记zui早的一次开表盖事件。
• 开端盖：可记录开端钮端盖总次数，zui近10次开端钮盖事件的发生、结束时刻以及开端钮盖发生时刻的电能量数据，停电期间，电能表只记zui早的一次开端钮盖事件。
• 电表清零：可*记录电表清零的总次数，zui近10次电表清零的时刻、操作者代码及电能量数据。
• 需量清零：记录需量清零的总次数，zui近10次需量清零的时刻、操作者代码。
• 事件清零：可记录事件清零的总次数，zui近10次事件清零的时刻、操作者代码和事件清零数据标识码。
• 恒定磁场干扰：可记录恒定磁场干扰的总次数，zui近10次恒定磁场干扰的时刻、操作者代码和恒定磁场干扰数据标识码。
• 负荷开关误动作：可记录负荷开关误动作的总次数，zui近10次负荷开关误动作的时刻、操作者代码和恒定磁场干扰数据标识码。
• 拉合闸事件：可记录zui近10次拉闸、合闸事件，记录拉、合闸事件发生时刻、操作者代码和重要电能量等数据。

2.6电表清零

• 电表清零清空电能表内电能量、zui大需量及发生时间、冻结量、事件记录中非*记录部分、负荷记录等数据。
• 电能表清零采用98H级密码，采用密文方式下发，防止非*人操作的安全措施，命令执行时电能表应保证电表清零事件记录不被清除，并自动保存该事件的相应数据。本地表必须使用钱包初始化命令才能实现清零。
• 能够*记录电表清零总次数、发生时刻、操作者代码、*个编程项的数据标识码以及*次电表清零数据。

2.7需量清零

• 清空表内当前的zui大需量及发生时间数据。
• 需量清零采用98H级密码，采用密文方式下发，防止非*人操作的安全措施。
• 可记录需量清零事件总次数、清零时刻、清零前zui大需量即发生时间和*次需量清零数据。

2.8事件清零

• 清空电能表内存储的全部（*记录除外）或某类事件记录数据。
• 事件清零采用98H级密码，采用密文方式下发，防止非*人操作的安全措施。
• 可记录事件清零事件总次数、清零时刻、清零前电能量以及*次事件清零数据。

2.9电量冻结

• 瞬时冻结：电表收到瞬时冻结命令后进行冻结，保存zui后3次的瞬时冻结数据。
• 定时冻结：可设定为以小时、日、月为周期冻结，保存zui后60次定时冻结数据。
• 日冻结：可设置日冻结时间，默认在00时00分进行冻结，可存储zui后62日的日冻结数据。停电时刻错过日冻结时刻，上电时补全日冻结数据，zui多补冻zui近7个日冻结数据。
• 约定冻结：在主副两套年时区方案/日时段表方案/费率方案切换的约定时刻，冻结约定时刻的电量以及其它重要数据，各存储zui后2次切换记录。
• 整点冻结:可设置整点冻结的起始时间和间隔时间，可存储zui后254次整点冻结数据。
• 每类冻结对应固定的模式的字，可根据模式字设置所需要冻结的数据，冻结的内容应与所设置的模式字相符。
• 各冻结模式字详见“附录2：电表模式字、特征字”。

2.10负荷记录

• 支持六类负荷数据，负荷记录间隔时间可以在1～60min任意设置，每类负荷间隔时间可以相同，也可以不同。
• 六类数据的内容是：(1)A、B、C各相电压、电流，频率；(2)总及A、B、C各相有、无功功率；(3)总及A、B、C各相功率因数；(4)正向有功、反向有功、组合无功1、组合无功2总电量；（5）四象限无功总电量；(6)当前有、无功需量。
• 电表采用大容量内卡保存负荷记录，可记录正反向有功总电能、无功总电能、四象限无功，间隔时间为1min的情况下不少于40天的数据量
• 负荷记录的内容应与负荷模式字设置的相符。

2.11 主动上报

• 电表支持主动上报模式字、主动上报状态字。主动上报模式字用于开启、关闭主动上报事件，主动上报状态字表示上报事件的发生状态。

主动上报支持的类型可分为四类，包括电能表故障、开盖事件、电网异常事件、电能表运行故障。

电能表故障包括：控制回路错误、ESAM错误、内卡初始化错误、时钟电池电压低、内部程序错误、存储器故障或损坏、时钟故障。第二类开盖事件：开表盖、开端钮盖。第三类电网异常事件，异常一旦发生，说明存在电网线路问题或窍电行为，应尽快进行线路排查。异常事件包括：失压、欠压、过压、失流、过流、过载、功率反向、断相、断流、电压逆相序、电流逆相序、电压不平衡、电流不平衡、辅助电源失电、需量超限、总功率因数超下限、电流严重不平衡、总有功功率反向（双向计量除外）。第四类电能表运行故障，此故障一旦发生，提示电表运行有问题，需及时处理。运行故障包括：停电抄表电池欠压、透支状态。

2.12安全管理与用户权限

• 设置参数，应根据98或99级密码来设置。
• 电能表参数分为三类数据，*类数据采用99级密码进行设置，第二类参数采用98级密码设置，第三类数据不需要密码保护。
• 通过载波或RS485通信接口远程更新参数时，应满足远程身份认证通过并在身份认证有效时间内，以98级或99级加密保护方式进行，更新成功后应保存编程事件记录。
• 在红外操作前需要进行红外认证，打开操作权限，认证不通过，只能读出表号、通信地址、备案号、当前日期、当前时间、当前电能、当前剩余金额、红外认证查询命令，其它信息不允许读出，所有信息均不允许设置。停电唤醒情况下，电能表不支持红外认证。

2.13测量功能

• 本仪表测量总及A、B、C各相的电压、电流、相角、视在功率、有功功率、无功功率、功率因数及电网频率，并且显示功率的方向。在起动电流以上，功率就可以测量到（显示受到显示位数的影响），刷新时间为1秒。测量范围为：1‰Pn—Pmax。这里，Pb代表有功或无功额定功率，Pmax代表有功或无功zui大功率。电压、电流为有效值，刷新时间为1秒。电压测量范围：具备辅助电源的电能表0.05Un~1.2Un，不具备辅助电源的电能表0.6Un~1.2Un；电流测量范围：0.05Ib~1.2Imax。
• 测量频率，频率测量分辨率为0.0000001Hz，测量范围：47.5---52.5Hz。
• 根据功率因数计算总及各元件的相角,相角分辨率为0.01°。
• 有功功率测量zui小分辨率0.000001kW，准确度0.5级，通信抄读时带4位小数，显示时带0、1、2、3或4位小数（由功率显示小数位数确定）；无功功率测量zui小分辨率0.000001kvar, 准确度2级。
• 电压测量zui小分辨率0.0001V，准确度0.5级，通信抄读时不带小数位，显示时带4位小数。
• 电流测量zui小分辨率0.0001A，准确度1.0级（5%In—Imax），通信抄读时带2位小数，显示时带4位小数。

2.14液晶背光功能

正常供电时白色液晶背光在以下种情况下点亮：按键唤醒（上翻键或下翻键）、红外唤醒（手抄器或遥控器）。使用红外方式唤醒背光，电能表在2个自动轮显周期后关闭背光；使用按键唤醒背光，背光在没有按键、插卡等操作60秒后关闭。

2.15报警功能

• 光报警采用背光点亮方式进行光报警，当事件恢复正常后报警自动结束。
• 三相表可通过报警输出端子外接报警装置进行报警，并可通过按键关闭，当事件恢复正常后报警自动结束。
• 报警事件包括：失压、逆向序、过载、功率反向（双向表除外）、电池欠压等。

2.16停电抄表功能

   装有低功耗电池的电表在电压回路失电后进入低功耗睡眠状态。2秒以后可以通过上翻键唤醒，也可以通过手抄器或遥控器唤醒。唤醒后，可以通过液晶显示抄表，也通过手抄器抄表。停电抄表时，不能抄读负荷记录。

2.17时钟、计时功能

• 时钟具有日历、计时、闰年自动转换功能。
• 广播校时不受密码和硬件编程开关限制，但只接受时钟误差小于或等于5分钟的电能表进行校时，每天只接受校对一次，且不接受午夜零点前后5分钟内的广播校时。
• 通过远程、RS485、红外等通信接口可对电能表校时，除广播校时外，校时必须在编程状态下才能进行。

2.18信号输出功能

• 具备两个红色LED指示灯，用于输出与计量电能量（有功/无功）成正比的光脉冲，脉冲宽度：80ms±16ms；具有电气隔离的电脉冲输出端子，用于输出与计量电能量（有功/无功）成正比的电脉冲；脉冲输出常数可设定，脉冲常数出厂设置以仪表面板标识为准。
• 具备多功能信号输出端子（00-时间信号；01-需量周期；02-时段切换；重新上电后恢复到时间信号输出。）。三种信号可在同一多功能信号端子通过软件设置进行转换，电能表断电后再次上电默认为日计时误差检测信号。时间信号为秒信号，需量周期信号、时段投切信号为80ms±16ms的脉冲信号。
• 具备辅助端子报警控制输出功能，当发生失压、失流、断相等事件时，电能表可输出脉冲或电平开关信号，控制外部报警装置。

2.19基本通信功能

本表基本通信支持远红外、RS485通信。更改通信地址设置前需通过密码和其他的安全验证，远程参数更新时，以98级或99级加密保护方式进行。

• 红外通信

     具备1个远红外通信接口，缺省的通讯速率为1200bps，通过该通信接口可进行电能表内参数设置和数据的抄读，但设置前需通过密码或其他的安全验证。

• RS485通信

具备2个RS485通信口，缺省的通讯速率为2400bps，通过该通信接口可进行电能表内的参数进行设置和数据的抄读，但设置前需通过密码和其他的安全验证。

2.20 电表自检显示功能 

本电能表具有监测各类运行异常功能，并以异常代码辅助显示。包括电能表故障类异常提示、事件类异常提示提示等情况，详见“附录3智能电表异常显示代码”。

2.21低功耗唤醒显示功能

装有低功耗电池的电表在电压回路失电后进入低功耗睡眠状态。可用按键或红外唤醒电能表液晶显示，此时不需要点亮背光。电能表被唤醒后如没有按键操作，自动循环显示一遍电能表内设置的循环显示项目后关闭液晶显示；电能表被唤醒后如有按键操作，按电能表内设置的按键显示项目进行显示，按键操作结束30秒后自动关闭液晶显示。