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用于数据采集和分析的监测和测量 系统的性能要求GB/T 38853-2020

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用于数据采集和分析的监测和测量 系统的性能要求GB/T 38853-2020

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新闻中心
2021/06/15 15:20
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木标准按照GB/T 1.1- 2009给出的规则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由中国机械工业联合会提出。

本标准由全国电工仪器仪表标准化技术委员会(SAC/TC 104)归口。

本标准起草单位:哈尔滨电工仪表研究所有限公司、深圳市科陆电子科技股份有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院、深圳市江机实业有限公司、厦门一希智能科技有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、丹东华通测控有限公司、黑龙江省电工仪器仪表工程技术研究中心有限公司、浙江晨泰科技股份有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、云南电网有限责任公司计量中心、国网天津市电力公司电力科学研究院、青岛乾程科技股份有限公司、许继集团有限公司、威胜信息技术股份有限公司、华立科技股份有限公司、怀化建南电子科技有限公司、深圳市星龙科技股份有限公司、国网四川省电力公司计量中心、国网四川省电力公司电力科学研究院、国电南瑞科技股份有限公司、国网信通亿力科技有限责任公司、浙江万胜智能科技股份有限公司、西安宁康特数据服务有限公司。

本标准主要起草人:韩桂菊、赵斌、闫垚锋、陈闻新姜滨、李琮琮王乙童、徐晴、高琛、林宏松、刘永胜、于高波、段锋、肖勇.沈鑫、甘智勇、周月江、李峻、秦国鑫、高榕徽、曾仕途、杨辉军、黄建钟、曾荣张君胜、朱康、李毅靖、陈德才、陈友勇。

随着工业用电和商业用电数据采集、分析等需求的增加,电力监测和测量系统的性能要求也在不断提高。这些系统中的固定安装设备,预定用于室内,如板面安装设备或固定在导轨上的模块化装置,或固定在导轨上的带有外壳的装置。这些设备的用途为上传信息(负载测量电能、电能计最和监测数据,温度信息等),最终目的为优化能源效率。这些系统中常见的此类设备有能源服务器、能源数据记录器、数据网关、输人/输出数据集中器等。

这些系统嵌入或连接到汇总数据及进行自动分析的软件应用中,自动分析包括对符合GB/T 23331-2012的能源管理系统的能源基准或能源性能指标的计算,或用于ISO 50002中规定的能源审计的目的,在智能制造的过程中监测能源效率,成为优化能效的前提条件。因此,需要--个系统去测景能源,从而可以:

--监测绩效指标或若监测能源基准;

--比较能源基准时间段内和报告时间段内的能源绩效。

测量值可以通过人工按固定的频率进行收集,但要考虑到缺勤的情况(休假、病假等),要考虑到测量值的相关性(需要收集的测量点数量),并且测最值还要具有相对连贯性(同步性)。

基于以上原因,人们越来越多地使用设备来收集、汇总及分析测得数据。

用于数据采集和分析的监测和测量

系统的性能要求

1范围

本标准规定了工业、商业及类似厂房的配电系统中用于数据采集和分析的监测和测量系统的性能要求。

:这些系就是嵌入式的,或者可连接到使够汇总数据并提供自动分析的软件应用中。自动分析可以包括GB/T2331-2012能源管理系统所要求的能源基准或能量绩效指标的计算,或者可在IS0 50002规定的能源审计期间使用,或可用于监测符合IEC 60364-8-12019 要求的装置。这些设备还可以用于对LEEDBREAMHQE等符合标签进行认证。

本标准适用于:

--输入/输出数据集中器(I0DC);

--数据网关(DGW);

--能源数据记录器(EDL);

--能源服务器(ESE)。

本标准不适用于:

--仅消费市场(居住小区)或家庭中使用的设备;

--智能计最基础设施中使用的设备(如初俊电俊表);

--智能电网基础设施中使用的设备;

--信息技术领域内作为IT服务器使用的设备;

--功率计量及监测设备:具有附加功能(如能源数据记录器功能)的性能测量和监控装置;

--相关产品标准已经涵盖的输入/输出数据集中器;

--通信协议及互操作性;

--电能质量测试仪(PQI);

--用于供电侧电能质量数据采集和分析的软件。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日别的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件。其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 2123.1- 2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温(IEC 60068-2-1 2007,IDT)

GB/T 2123.2- 2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:商温(IEC 60068-2-2:2007 ,IDI)

GB/T 2423.3- 2016 环境试验 第2 部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验(IEC 60068-2-78:2012,IDT)

GB/T2123.5-2019 环境试验 第2 部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击(IEC 60068-2-27:2008 ,IDT)

GB/T 2423.7- 2018 环境试验 第2部分:试验方法 试验Ec:粗率操作造成的冲击(主要用于设备型样品)(IEC 60068-2-31;2008 ,IDT)

GB/T 2123.10- 2010 环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦)(IEC 60068-2-6;2007,IDT)

GB/T 2423.22- 2012 环境试验 第2部分:试验方法 试验N:温度变化(IEC 60068-14:2009 ,IDT)

GB/T 4208- 2017 外壳防护等级(IP 代码)(IEC 60529:2013,IDT)

GB 14793(所有部分) 测最、控制和实验室用电气设备的安全要求

GB/T 4798.1- 2005 电工电子产品应用环境条件 第1部分:贮存

GB/T 4798.2- 2008 电工电子产品应用环境条件 第2 部分:运输

GB/T 4798.3- 2007 电工电子产品应用环境条件 第3部分:有气候防护场所固定使用

GB/T 15969.2- 2008 可编程序控制器 第2部分:设备要求和测(IEC61131-2:2007 ,IDT)

GB/T 17626.5电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗抗度试验(IEC61000 4-5,IDT)

GB/T 17626.8电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验(IEC 61000-4-8,IDT)

GB/T 17626.11电磁兼容 试验和测量技术 电压哲降、短时中断和电压变化的抗扰度试验(IEC 6100-4-IDT)

GB/T 20138- 2006 电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级(IK代码)(IEC 62262 ;2002.,IDT)

IEC 61326-1;2012测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第1部分:通用要求

IEC 62053-31;1998交流电测量设备 特殊要求 第31部分:机电式和电子式电能表的脉冲输出装置(2线传输)

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1能源数据

与工业、商业及类似厂房中的被测能源有关的量。

示例:能源消耗、相关变量及电易数。

注1:能源消耗指不同形式的能源(电、化石燃料、蒸汽、热、压缩气体等)消耗。

注2:电参数指可监测的功率、电压、电流、功率因数、总谐波畸变率、谐波等。

3.2相关变量

影响能源绩效且经常变化的、可量化的因素。

示例:生产参数(产量、容量、开工率)、天气条件(室外温度、度日数)、运行小时数、运行基数(运行温度、光照水平)等。

[GB/T 36713- 2018,定义3.7]

3.3能源基准

用作比较能源续效的定量参考依据。

注1:能源基准可采用影响能源使用、能源消耗的变量来规范,例如:生产水平、度日数(户外制度)等。

注2:能源基准也可以作为能源绩效改进力案实施前后的参照来计算能量。[GB/T 23331- 2012.定义3.6]

3.4能源绩效指标

可量化能源绩效的数值或度量。

注1:用于能源管理系统的能源绩效指标由组织确定。

注2:能源绩效指标可以由简单的量值、比率或更复杂的模型表示。

注3:能源绩效指标的主要贵型有:

--测量的能源值:整个场地的能源消耗,或者仪表测量的一种成多种能源使用;

--测量值的比率:能效表达式;

--统计模型:使用线性或非线性回归建模的能源消耗与相关变量之间的关系;

--物理模型:使用物理模拟建模的能源消耗与相关变量之间的关系。

3.5监测和测量系统

用于计量、测量、采集、汇总和分析能源数据的系统。

3.6数据保持

通电或不通电的设备在规定时间内存储数据的能力。

3.7数据备份

设备在无限制的时间段内存储数据副本的能力。

注:复制的数据可在没备发生故障导致数据丢失的时候提供数据。

3.8能源服务器

在工业、商业及类似厂房的配电系统中,用于计算和保持能源数据、相关变量,并通过现场显示或远程访问实现可视化的设备。

3.9能源数据记录器

在工业、商业及类似厂房的配电系统中,用于记录信息并将信息传送到网络中的设备。

3.10数据网关

在工业、商业及类似厂房的配电系统中,用于在网络间传输信息的设备。

3.10输入/输出数据集中器

在工业、商业及类似厂房的配电系统中,用于收集数字和/或模拟能源数据的设备。

3.12测量装置

用于测最能源数据的装置。

3.13脉冲装置

用于发射、传输、中继或接收电脉冲的功能单元。

注1:其中电脉冲表示有限的量,例如通常为从某种形式的仪表(电、气、水等)传输到一个接收单元的能源。

注2:改写IEC 62058-31.1998.定义3.2.2

3.14脉冲输入装置

用于接收能源测量(电、气、水等)相关脉冲的装置。

注:改写IEC 60553-31;1998, 定义3.2.3.

3.15脉冲输出装置

用于发送能源测最(电、气、水等)相关脉冲的装置。

注:改写IEC 62053-31;1998,定义3.2.4.

3.16控制输出装置

能够控制外部设备状态(开或关)的装置。

示例:管理触点(数字值)或温度调节器(模拟输出)的控制输出。

4环境条件

表1给出了系统中设备使用的环境条件。

5设计及构造要求

5.1产品编码

设备应根据下列原则进行分类:

---设备类型:

●输人/输出数据集中器(IODC);

●数据网关(DGW);

●能源数据记录器(EDL);

●能源服务器(ESE)。

--温度等级;

●K55等级;

●K70等级。

--产品性能等级:

●1级:在表1描述的电磁兼容(EMC)环境条件下管理(采集、存储、传输)能源数据的设备;

●2级:在表1描述的EMC环境条件下管理(采集、存储、传输)能源数据的设备,并且设备应EMC干扰时间较长或干扰强度较大的情况下具有较强的抗干扰能力,同时,在防止连接丢失方面有较强的稳健性。

设备应按照表2的编码进行命名。

 

5.2 设备的一般构造

能源服务器(ESE)、能源数据记录器(EDL)、数据网关(DGW)和输入/输出数据集中器(IODC)通常由一个或多个功能块构成,如图1所示。

5.3数据处理设备

数据处理设备包括ESE、EDL、DGW和IODC等。

5.4设备内嵌功能的最低配置

ESE、EDL、DGW和IODC设备至少应具有表3规定的必选功能。

5.5 功能要求

5.5.1概述

表3规定了必选功能(M)及可选功能(O)。如果在设备内实现了必选功能或可选功能,那么这些功能应符合5.5.2~5.5.9的要求。

5.5.2通信连接特性

5.5.2.1概述

设备应符合相关通信标准或规范。

5.5.2.2连接中断

上行或下行通信中断时,设备应具备报告和/或记录通信中断,并提供诊断信息的功能。设备文件应说明连接中断时设备的行为。以及设备如何报告和/或记录通信中断。

5.5.3数宇/模拟输入或输出管理

5.5.3.1概述

包含数字/模拟输入或输出功能的设备应符合相关标准。

5.5.3.2模拟输入/输出

模拟输入/输出应符合GB/T 15969.2-2008 中5.3的规定。

注1:模拟输人/输出的电流通常是4 mA~20 mA.但也可以是0 mA~20 mA.

注2:模拟输入/输出的电压通常是0 V~5 V,但也可以是0 V~10 V

5.5.3.3脉冲输入/输出

脉冲输入/输出应符合IEC 62053-31;1998中4.1的规定。

5.5.4数据时间戳

设备宜在数据测最时尽可能戳记数据,附加信息(如时区或偏移等)可与时间戳-同给出。设备文件应说明数据戳记的分辩率。

5.5.5已记录数据的管理

5.5.5.1数据记录

设备应记录原始数据及其相关信息(区域、能源用途、时间戳等)。

5.5.5.2记录数据保持能力

设备应具有记录数据保持能力。能记录规定时间内保持的测量值的数量及时间间隔。

包含此功能的设备应能在主电源断开的情况下,在规定的时间内保持所记录的数据。包含此功能的设备在上行通信中断期间应能够继续运行,且在规定的时间内不会丢失所记录的数据,也不会漏掉来自下行通信的任何数据。

2级设备规定的数据保持时间至少应为24h.

5.5.5.3记录数据的上传

设备应具有记录数据的上传能力。

设备文件应说明,数据上传后,是否仍在设备中可用。如可用,可保持多长时间。

5.5.6汇总数据的管理

5.5.6.1数据汇总

设备应具有汇总数据能力。设备文件应说明数据使用的单位和方法。设备规定汇总数据的方式为:

--按区域;

--按能源用途(通风、照明、玲却、运输、加工、生产线等)。

注:能源用途和区域的概念见GB/T23331- 2012和IEC 60364-8 -1;2019中的定义。

5.5.6.2汇总数据备份

设备应能管理设备故障:可通过任何方式(例如:在可移动存储模块.远程存储模块或数据服务器上)保存汇总的数据。

5.5.6.3汇总数据的上传

设备应具有汇总数据上传的能力。

设备文件应说明,数据上传后。是否仍在设备中可用。如可用,可保持多长时间。

5.5.7汇总数据分析

5.5.7.1简单能效应用

设备应具有能实现简单能效应用的能力。设备文件应说明实现的简单能效应用内容。

注:简单能效应用的示例包括:按用途或区城分类的消耗汇总、成本分配。

5.5.7.2高级能效应用

设备应具有实现高级能效应用的能力。设备文件应说明实现的高级能效应用内容。

:高级館效应用包括:帐单评估、符合GB/T 23331- 2012GB/T 36713- -2018 的能源绩效指标及能源基准的计算。

5.5.8人机界面的本地可视化

设备应确保本地或远程显示功能的可视化。设备文件应说明实现本地或远程显示功能的可视化方法。

5.5.9配置管理

即使在断电的情况下,设备配置也应无时限保留。

5.6安全要求

5.6.1概述

除5.6.2、5.6.3和5.6.4的要求外,设备还应符合GB 4793的相关规定。

5.6.2电气间隙和爬电距离

设备电气间隙和爬电距离至少应符合下列要求:

--污染等级:2级;

--所有电源电路的过电压类别: lll类。

5.6.3易触及部件

GB 4793中规定的可触及部件的要求适用于本标准。

拟与外部可触及部件连接的电路应视作易触及的带电部件,例如通信电路。

可接入数据系统的通信端口也应视作易触及的带电部件。

这些易触及的带电部件应进行单--故陶条件下的防护。

注:基本绝缘不足以防护单一故障条件。相关绝缘的示例包括双重绝缘或加强绝缘参见GB 4793。

5.7EMC要求

5.7.1概述

设备的抗扰度试验应符合预定用于工业电磁环境中的设备抗扰度试验要求(见I1EC 61326-1:2012中表2的规定)。

对于辐射试验,IEC 61326-1:2012中规定的A级或B级的限值应适用。

5.7.2 1级设备

无附加要求。

5.7.3 2级设备备

2级设备应通过表8中规定的追加试验。

5.8机械要求

5.8.1产品坚固性能

设备在运行中应能够经受振动和冲击。设备在运输过程中应能够经受振动、冲击和自由跌落。

振动应符合GB/T 2423.10- 2019 的要求。

冲击应符合GB/T 2423.5- 2019 的要求。

自由跌落应符合GB/T 2423.7- 2019 的要求。

5.8.2外壳坚固性能(IK代码)

外壳坚固性能应满足表4的要求。

5.8.3外壳提供的防护等级(IP代码)

设备的侵人防护应符合GB/T4208--2017 的要求。设备文件应给出证明信息。表5给出了最低要求。

5.9 标识

5.9.1概述

标识应与适用标准中规定的EMC及安全要求保持一致。

序列号、生产年份和型号名称都应在外壳或显示屏上可见。

5.9.2设备标识

设备标识见表6

5.10操作及安装指南

5.10.1概述

操作及安装指南应与适用标准中规定的EMC要求及安全要求--致。

输人/输出应在文件中说明。

设备符合的标准应在文件中说明。

5.10.2脉冲输入/输出

符合IEC 62053-31:1998的专用于计量的脉冲输入/输出种类(A类或B),应在文件中说明。

5.10.3安装说明

应在技术文件中说明下列相关安装建议:

--电源

--与整体系统的安全及正确操作有关的使用限制

--最大电缆长度。

6型式试验

6.1型式试验的性能判据

型式试验的性能判据见表7

6.2安全试验

安全试验应依据5.6的要求进行。

6.3 EMC试验

抗扰度试验应依据5.7的要求进行,应考虑表7中规定的验收判据ABC.D

2级设备试验应符合表8的要求。

6.4气候试验

气候试验应满足表9和表10的要求,应考虑表7规定的验收判据

6.5 机械试验

6.5.1产品坚固性能

振动试验应依据5.8.1和GB/T 2423.10- 2019 的要求进行。冲击试验应依据5.8.1和GB/T 2123.5-2019的要求进行。自由跌落试验应依据5.8.1和GB/T 2423.7- 2018 的要求进行。
 
6.5.2电气装备外壳抵抗机械外力影响的防护等级(IK代码)
 
试验应依据5.8.2和GB/T 20138- 2006 的要求进行。
 
注:试验针对坚固性能,不同于GB4793中规定的试验及其性能标准。
 
6.5.3外壳防护等级(IP代码)
 
试验应依据5.8.3和GB/T 4208- 2017 的要求进行。
 
7例行试验
 
例行试验应依据GB 4793的要求进行。