多功能电力仪表使用说明书.pdf

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多功能电力仪表使用手册
使用手册
USERMANUAL
:.
目录
一、多功能电力仪表使用手册……………………………………………………2
1、概述………………………………………………………………………2
2、技术参数…………………………………………………………………2
3、编程和使用………………………………………………………………3
测量显示…………………………………………………………………3
编程操作…………………………………………………………………5
4、通迅………………………………………………………………………10
通迅报文举例……………………………………………………………11
MODBUS地址信息表…………………………………………………11
5、功能输出…………………………………………………………………13
二、多功能三相电压、三相电流、有功电度、无功电度表
使用手册……………………………………………………………………………14
1、概述………………………………………………………………………14
2、使用………………………………………………………………………14
三、多功能有功电度、无功电度使用手册………………………………………16
4、概述………………………………………………………………………16
5、使用………………………………………………………………………16
四、多功能三相电流、有功电度表使用手册……………………………………18
1、概述………………………………………………………………………18
2、使用………………………………………………………………………18
五、接线图…………………………………………………………………………19
120*120接线图………………………………………………………………20
96*96接线图…………………………………………………………………21
80*80接线图…………………………………………………………………22
72*72接线图…………………………………………………………………23
六、常见问题及解决方法:………………………………………………………24
1:.
多功能电力仪表--使用手册
一、概述
多功能电力仪表是一种具有可编程测量、显示、数字通讯和电能脉冲输出等功能的
多功能电力仪表,能够完成电量测量、电能计量、数据显示、采集及传输,可广泛应用
变电站自动化,配电自动化、智能建筑、企业内部的电能测量、管理、考核。测量精度
为级、实现LED现场显示和远程RS-485数字接口通讯,采用MODBUS-RTU通讯协议。
外形代号外形尺寸(mm)测量显示辅助功能
42方形120*120*112电能脉冲输出
相电压、线电压、电流、
96方形96*96*112总有功功率、总无功功率、数字通讯
3排LED分页显示
6方形80*80*76总功率因素、总视在功率、
数字通讯
72方形72*72*105频率、有功电能、无功电能
二、技术参数
性能参数
网络三相三线、三相四线
额定值AC100V、400V(订货时说明)
过负荷持续:倍瞬时:10倍/10s
输
电压功耗<1VA(每相)
阻抗>500kΩ
入
精度RMS测量,精度等级
测额定值AC1A、5A(订货时请说明)
过负荷持续:倍瞬时:10倍/10s
量电流功耗<(每相)
阻抗<2mΩ
显精度RMS测量,精度等级
频率40~60Hz,精度
示功率有功、无功、视在功率,精度级
电能四象限计量,有功精度级,无功精度1级
显示可编程、切换、循环(LED)显示
频率AC/DC85~270V
电源
功率≤5VA
电能RS-485、MODBUS-RTU协议
输出
显示2路电能脉冲输出,光耦继电器(6方形、72方形除外)
工作范围-10~55℃
环境
功耗-20~75℃
耐压输入/电源>2kV,输入/输出>2kV,电源/输出>1kV
安全
绝缘输入、输出、电源对机壳>5MΩ
2:.
1)辅助电源:
多功能电力仪表具备通用的(AC/DC)电源输入接口,若不作特殊声明,提供的是
AC/DC85~270V电源接口的标准产品,保证所提供的电源适用于该系列的产品,以防
止损坏产品。
注:采用交流供电时,建议在火线一侧安装1A保险丝
电力品质较差时,建议在电源回路安装浪涌抑制器防止雷击,以及快速脉冲群
抑制器。
2)输入信号:
多功能电力仪表采用了每个测量通道单独采集的计算方式,保证了使用时完全
一致对称,其具有多种接线方式。适用于不同的负载形式。
注:具体接线及仪表参数(脉冲常数等)见仪表所带接线图。
说明:
A、电压输入:输入电压应不高于产品的额定输入电压(100V或400V),若无注明,
出厂为AC0~500V、高于500V应考虑使用PT,在电压输入端须安装1A保险丝。
B、电流输入:标准额定输入电流为5A,大于5A的情况应使用外部CT。如果使用
的CT上连有其它仪表,接线应采用串接方式,去除产品的电流输入连线之前,一定要
先断开CT一次回路或者短接二次回路。建议使用接线排,不要直接接CT,以便拆装。
C、要确保输入电压、电流相对应,顺序一致,方向一致;否则会出现功率和电能
的数值和符号错误!!!
D、仪表输入网络的配置根据系统的CT个数决定,在2个CT的情况下,选择三相
三线两元件方式;在3个CT的情况下,选择三相四线三元件方式。仪表接线、仪表编
程中设置的输入网络NET应该同所测量负载的接线方式一致,不然会导致仪表测量的电
压或功率不正确。其中在三相三线中,电压测量和显示的为线电压;而在三相四线中,
电压测量和显示为电网的相电压
三、编程和使用
1、测量显示:多功能电力仪表可测量电网中的电力参数有:Ua、Ub、Uc、(相
电压);Uab、Ubc、Uca(线电压)Ia、Ib、Ic(电流);Ps(总有功功率);Qs(总无
功功率);PFs(总功率因素);Ss(总视在功率);FR(频率)以及有功电能、无功电
能。所有的测量电量参数全部保存仪表内部的电量信息表中,通过仪表的数字通讯接口
可访问采集这些数据。而对于不同的型号的仪表,其显示内容和方式却可能不一致,请
参考具体的
说明。所有的电量参数的计算方法采用如下公式的数字化的离散方法,具体为:
其中P>0,累计的有功电能量是有功电能吸收,P<0,累计的有功电能是有功电能。
释放Q>0,累计的无功电能是无功电能感性,Q<0,累计的无功电能是无功电能容性。
3:.
三排LED显示测量的电量信息或编K-千、M-兆为测量数据的数量级。例
程时提示信息,分6页分别显示Ua、如,在电压测量模式下,LED显示同
Ub、Uc;Ia、Ib、Ic;P、Q、PF;有时K灯亮,表示,K暗则表
功电能、无功电能、频率。示电压数值为。
三排LED显示测量的电量信息或编对应的测量项目:分别为三相电压;
程时提示信息,分6页分别显示Ua、三相电流;有功功率、无功功率、功
Ub、Uc;Ia、Ib、Ic;P、Q、PF;有率因数;有功电能、无功电能、频率
功电能、无功电能、频率。信息。
可设置DISP控制字用来编程设置通常状态下显示内容,DISP=1(三相电压),2(三相
电流)3(有功功率、无功功率、功率因数),4(频率),5(有功电能信息),6(无功
电能信息),0(1~6循环显示)
页面内容说明
分别显示电压Ua、Ub、Uc
(三相四线)和Uab、Ubc、
DISP=1Uca(三相三线)左图中
Ua=、Ub=、
Uc=,K灯亮时表示KV。
显示三相电流Ia,Ib,Ic单
位为A。左图中
Ia=
DISP=2
Ib=
Ic=
K灯亮时表示KA。
显示有功功率(W)、无功功
率(var)、功率因数PF。
DISP=3左图中P=1645W、
Q=951var、PF=灯亮时表示
KW或Kvar。
4:.
页面内容说明
显示频率(Hz)
DISP=4左图中频率为:50Hz
显示正有功电能值,第二排
数码管是高4位,第三排是
低4位,形成一个8位值。
左图表示有功电能值为:。按
DISP=5
键:可切换显示正有功
电能和负有功电能。
:正有功电能
:负有功电能
显示正无功电能值,第二排
数码管是高4位,第三排是
低4位,形成一个8位值。
左图表示无功电能值为:。按
DISP=6
键:可切换显示正无功
电能和负无功电能。
:正无功电能
:负无功电能
2、编程操作:在编程操作下,仪表提供了:设置(SET)、输入(INPT)、通讯(CONN)
更改密码(CODE)四大类输入设置菜单项目,LED显示的分层菜单结构管理方式:第1
排LED显示第1层菜单信息;第2排LED显示第2层菜单信息,第3排LED提供第
三层菜单信息。
采用分层结构管理的菜单方式,图中编
程项目即:(左图所示)
第一层:INPT(信号输入)
第二层:ISCL(电流范围)
第三层:5A电量量程
5
键盘的编程操作采用四个按键的操作方式,即:左右移动键“←”“→”、菜单进入或上:.
回退键“Menu”、选择确定键“”来完成上述功能的所有操作。
:在仪表测量显示的情况下,按该键盘进入编程模式,仪表提示密码(CODE)
初始为0001;“Menu”另一个作用是在编程操作过程中,起上退作用。例如,在编程模
式INPT--5下按“Menu”,仪表会显示INPT-。
:切换移动键,实现菜单项目的切换或者数字量的增加或减少。例如,在菜单
项目INPT--0001下按“→”会变成“0002”。
:选择后确认,并返回到上次菜单。在编程方式退回到测量模式的情况下,仪
表会提示“SAVE-YES”,选择“Menu”表示不保存退出,选择“”保存退出。菜单
的组织结构如下:用户可根据实际情况选择适当的编程设置参数。
第一层第二层第三层描述
密码当输入的密码正确时才可以进入
密码数据(0~9999)
(CODE)编程。默认密码:0001
显示选择显示项目分别为自动和显示
0~6
DISP项目。
系统设置
亮度调整数码管亮度,“1”为最
1~15
暗,“15”为最亮。
SET
清电能
确认后,电能清零
网络
和选择测量信号的输入网络
NET
电压范围
400V和100V选择测量电压信号的量程

信号输入
电流范围
5A和1A选择测量电流信号的量程

INPT
电压变比设置电压信号变比=1次刻度/
1~9999
,例:10KV/100V=100
电流变比设置电流信号变比=1次刻度/
1~9999
,例:200A/5A=40
地址
1~127仪表地址范围1~247
SN
通讯参数
通讯速率
4800~6900波特率4800、9600
BAUD
CONN
协议
字通讯和字节通讯字通讯是两字节通讯
PROT
OLD0~9999当前密码
更改密码
N-10~9999要更改的新密码(一次)
CODE
N-20~9999要更改的新密码(二次)
6:.
7:.
字符面板显示文字说明字符面板显示文字说明
Code密码Sn仪表地址
Set设置baud波特率
disp显示DATA数据格式
数码管亮度protocol格式选择
电能清零word字通讯
输入byte字节通讯
net网络+Wh正有功电能
三相三线网络+varh正无功电能
是否存盘。按回
三相四线网络
车键表示存盘退
save
出,按“Menu”键
yes
电压范围直接退出,编程
无效
电压倍率电流倍率
电流范围conn通讯
-wh负有功电能-varh负无功电能
使用要求:所有的仪表在第一次使用的时候,请检查仪表的参数同所在配电系
统中需要的参数的一致性。例如,对于AC380V、200A/5A的线路中需要配置AC380V、
200A/5A的多功能电力仪表。用户也可以根据实际需要对仪表重新进行编程设置。
同样一个表,对于400A/5A的线路中。只需要将CT变比“”修改为80就可以了。在
一般情况下,仪表后面的标签中都标注了仪表的类型参数和出厂设置参数。
确配置仪表后,按照实际的要求对仪表进行正确的接线,对辅助电源、输
入信号和输出信号按说明书操作说明中进行。
编程举例:设仪表信号输入网络为三相四线,电压变比为60。(假设仪表开始
为三相三线,电压变比为1)
8:.
注:当三相三线与三相四线转换时,外部接线应与仪表
内部设置必须相对应,否则测量数据不正确!!。
9:.
四、数字通讯
多功能电力仪表提供串行异步半工RS485通讯接口,采用MOD-BUS-RTU协议,各种数据
信息均可在通讯线路上传送。在一条485总线上可以同时连接多达32个网络电力仪表,每个网络电
力仪表均可以设定其通讯地址(AddressNO.),不同系列仪表的通讯接线端子号码可能会不同,通
讯连接应使用带有铜网的的屏蔽双绞线,。布线时应使用通讯线远离强电电缆
或其他强电场环境,推荐采用T型网络的连接方式。不建议采用星形或其他的连接方式。
MODBUS/RTU通讯协议:MODBUS协议在一根通讯线上采用主从应答方式的通讯连接方式。
首先,主计算机的信号寻址到一台唯一地址的终端设备(从机),然后,终端设备发出的应答信号以
相反的方向传输给主机,即在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输所有的通讯数据流
(半双工的工作模式)。
MODBUS协议只允许在主机(PC,PLC等)和终端设备之间通讯,而不允许独立的终端设备
之间的数据交换,这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路,而仅限于响应到达本机的查
询信号。
主机查询:查询消息帧包括设备地址码、功能码、数据信息码、校验码。地址码表明要选中的
从机设备功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能,例如功能代码03或04是要求从设备读寄
存器并返回它们的内容;数据段包含了从设备要执行功能的其它附加信息,如在读命令中,数据段
的附加信息有从何寄存器开始
读的寄存器数量;校验码用来检验一帧信息的正确性,为从设备提供了一种验证消息内容是否正确
的方法,它采用CRC16的校准规则。
从机响应:如果从设备产生一正常的回应,在回应消息中有从机地址码、功能代码、数据信息
码和CRC16校验码。数据信息码包括了从设备收集的数据:如寄存器值或状态。如果有错误发生,
我们约定是从机不
进行响应。
传输方式是指一个数据帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则,下面定义了
与MODBUS协议-RTU方式相兼容的传输方式。每个字节的位:1个起始位、8个数据位、(奇偶校
验位)、1个停止位(有奇偶校验位时)或2个停止位(无奇偶校验位时)。
数据帧的结构:即报文格式。
地址码功能码数据码校验码
1个BYTE1个BYTEN个BYTE2个BYTE
地址码在帧的开始部分,由一个字节(8位二进制码)组成,十进制为0~255,在我们的系统中
只使用1~247,其它地址保留。这些位标明了用户指定的终端设备的地址,该设备将接收来自与之
相连的主机数据。每个终端设备的地址必须是唯一的,仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的
查询,当终端发送回一个响应,响应中的从机地址数据告诉了主机那台终端与之进行通信。
功能码告诉了被寻址到的终端执行何种功能。下表列出多功能电力仪表所支持的功能码,以及
它们的意义和功能。
地址码意义行为
03/04读数据寄存器获得一个或多个寄荐器的当前二进制值
08电能清零将所操作的仪表的电能数据清零(0)
16写预置寄存器设定二进制值到相关的寄存器
数据码包含了终端执行特定功能所需要的数据或者终端响应查询时采集到的数据。这些数据的
内容可能是数值、参考地址或者设置值。例如:功能域码告诉终端读取一个寄存器,数据域则需要
反映明从哪个寄存器开始及读取多少个数据,而从机数据码回送内容则包含了数据长度和相应的数
据。
校验码错误校验(CRC)域占用两个字节,包含了一个16位的二进制值。CRC值由传输设备计
算出来,然后附加到数据帧上,接收设备在接收数据时重新计算CRC值,然后与接收到的CRC域
中的值进行比较。如果这两个值不相等,就发生了错误。
10:.
生成一个CRC的流程为:
1)预置一个16位寄存器为FFFFH(16进制,全1),称之为CRC寄存器。
2)把数据帧中的第一个字节的8位与CRC寄存器中的低字节进行异或运算,结果存回CRC寄存器。
3)将CRC寄存器向右移一位,最高位填以0,最低位移出并检测。
4)上一步中被移出的那一位如果为0:重复第三步(下一次移位):为1;将CRC寄存器与一个预
设的固定值(0A001H)进行异或运算。
5)重复第三步和第四步直到8次移位。这样处理完了一个完整的八位。
6)重复第二步到第5步来处理下一个八位,直到所有的字节处理结束。
7)最终CRC寄存器的值就是CRC的值。
通讯报文举例:1。读数据(功能码:03/04):这个功能可使用户获得终端设备采集、记录的数
据,以及系统参数。主机一次请求采集的数据个数没有限制,但不能超出定义的地址范围。下面的
例子是从终端设备地址为12(0CH)的从机上,读取3个数据Ia、Ib、Ic(数据帧中数据每个地址
占用2个字,Ia的字地址为18(12H)开始,数据长度为6(06H)个字。字通讯方式。)
查询数据帧(主机)
起始寄存器起始寄存器寄存器个寄存器个CRC16CRC16
地址命令
地址(高位)地址(低位)数(高位)数(低位)低位高位
0CH03H00H12H00H06H64HD0H
响应数据帧(从机)
CRC16CRC16
地址命令数据长度数据1~12
低位低位
0CH03H0CHH、H、42DDCC80H78HDEH
表明:Ia=H()、Ib=3203040H()、Ic=42DDCC80()。
预置数据(功能码:16):此功能允许用户改变多个寄存器的内容(需要强调的是所写入的数
据为可写属性参数。个数不超过地址范围,下面的例子是写入电流变比为400A/5A=80通讯方式。)
预置数据帧(主机)
起始寄存器起始寄存器寄存器个寄存器个字节写入CRC16CRC16
地址命令
地址(高位)地址(低位)数(高位)数(低位)长度数据低位高位
00H
0CH10H00H03H00H01H02HFFHCFH
50H
响应数据帧(从机),表明数据已写入
起始寄存器起始寄存器寄存器个寄存器个CRC16CRC16
地址命令
地址(高位)地址(低位)数(高位)数(低位)低位高位
0CH10H00H04H00H01H41H15H
MODBUS地址信息表:
地址项目描述字节地址说明
设置信息
0MM编程设置密码(只可读)0,12字节,1-9999
Xs1电量显示选择2电量显示方式,0-6
1
DZ仪表地址31字节,1-247
2PT电压倍率4,5PT=电压1次侧/2次侧(1-9999)
3CT电流倍率6,7CT=电流1次侧/2次侧(1-9999)
SRS输入控制字8见位地址说明
4
TXK通讯控制字9见位地址说明
5STATUS状态10,11保留
11:.
地址项目描述字节地址说明
电量信息
6,7Ua(三相四线)A相电压12、13、14、15
8,9Ub(三相四线)B相电压16、17、18、19
10,11Uc(三相四线)C相电压20、21、22、23
12,13Uab(三相三线)AB线电压24、25、26、27
14,15Ubc(三相三线)BC相电压28、29、30、31
16,17Uca(三相三线)CA相电压32、33、34、35
18,19IaA相电流36、37、38、39
20,21IbB相电流40、41、42、43浮点数数据
格式,标准
22,23IcC相电流44、45、46、47
的IEEE-574
24,25PAA相有功功率48、49、50、51的数据格式
所有的数据
26,27PBB相有功功率50、53、54、55
都是1次测的
28,29PCC相有功功率56、57、58、59
数据,包含
30,31PS总有功功率60、61、62、63了变比参数。
32,33QAA相无功功率64、65、66、67
34,35QBB相无功功率68、69、70、71
36,37QCC相无功功率72、72、74、75
38,39QS总无功功率76、77、78、79
40,41SS总视在功率80、81、82、83
42,43PFS功率因数84、85、86、87
44,45频率88、89、90、91
电能信息
46,47EPP正向有功电能92,93,94,95二次测电能参数。采用IEEE-574复点数
的数据描述结果,单位Wh。对于
48,49EPN负向有功电能96,97,98,99AC100V5A=输入信号下,当仪表的变
PT=10KW/100V=100CT
50,51EQP正向无功电能100,101,102,103=200A/5A=40下仪表工作1小时
=346kWh仪表LED的显示为电能的一
52,53EQN负向无功电能104,105,106,107次侧,可直接抄写电能数据,不用转化。
12:.
54,55WPP正向有功电能108,109,110,111一次侧电能参数。高字节在前低
56,57WPN负向有功电能112,113,114,115字节在后,4字节整数,单位Wh,
58,59WQP正向无功电能116,117,118,119在输入信号作用下二次侧电能数
60,61WQN负向无功电能200,201,202,203据X变比值,应考虑变比值。
控制字部分
参数意义
通讯控制字TXKBIT数据格式BIT5BIT401-
7654;321作用:波特
通讯速率BIT1BIT0
率和数据格式
输入控制字SRSBIT输入网络BIT70-三相四线1-三相三线
7654;3210作用:输入电压量程BIT60-400V1-100V
网络和量程电流量程BIT10-5A1-1A
注:IEEE-754是采用4字节的二进制的浮点数来表示一个数据电量,其数据格式和意义如下:
符号位:SIGN=0为正,SIGN=1为负。
指数部分:E=指数部分-126。
尾数部分:M=尾数部分补上最高位为1
数据结果:REAL=SIGNX2EXM/(256X65536)
例如:主机读电能数据,从地址表上可以知道电能(正有功吸收)地址为:(字节方式,兼容
旧标准)92(005CH)长度为4(0004H)
主机:01H04H005CH0004H31DBH
从机:0104H04H50800000HEBH6CH其中50800000为
有功电度(吸收)数据,EBH,6CHCRC16的低位和高位。
其大小:SIGN(符号位=0,正),指数EX=A1H-126=35,尾数:080000H
结果:235X00H/1000000H=Wh=kWh。
六、功能输出
1、电能计量和脉冲输出:
多功能电力仪表提供有功/无功电能计量,2路电能脉冲输出功能和RS485的数字接口来完成电能数
据的显示和远传。仪表3排12位LED实现有功电能(正向)、无功电能(感性)1次数据的显示,下图
1中表示正向有功电能数据=(度);集电极开路的光耦继电器的电能脉冲(电阻信号)实现有功电
能(正向)和无功电能(反向)远传,采用远程计算机终端、PIE、DI开关采集模块,采集仪表的脉
冲总数来实现电能累积计量。采用输出方式的输出还是电能的精度检验的方式(国家计量规程:标
准表的脉冲误差比较方法)。
13:.
1)电气特性:集电极开路电压VCC≤48V、电流Iz≤50mA。
2)脉冲常数:3200imp/kWh。其意义为:当仪表累积1kWh时脉冲输出个数为3200
个,需要强调的是1kWh为电能的2次测电能数据,在PT、CT的情况下,相对的N个
脉冲数据对应1次测电能为1kWh×电压变比PT×电流变比CT。
3)应用举例:PLC终端使用脉冲计数装置,假定在长度T的一段时间内采集脉冲
个数为N个,仪表输入为:10kV/100V、400A/5A,则该时间段内仪表电能累积为:
N/3200X100X80度电能(下图2中表示无功电能正向,值为度无功电能)。
多功能三相电压、三相电流
有功电度、无功电度表使用手册
一、概述
多功能三相电压、三相电流、有功电度、无功电度表它采用三排LED显示方式,对所测量的三
相电流、三相电压、有功电能、无功电能进行分页显示,同时具备2路电能脉冲的输出,可编程的设
,广泛应用于各种配电、
计量和各种电量采集和传输系统中,具较高的性能价格比。
二、使用
1、说明:
所有的电量测量和显示都是采用一次测数据,包括有功电能、无功电能、三相电压、三相电流,
具体描述在总说明书MODBUS地址信息表中描述。下面(如图)显示为正向无功电能:。
2、测量和显示
多功能三相电压、三相电流、有功电度、无功电度表的能够测量的数据为:三相电压、三相电
流和有功电能、无功电能。在仪表正常显示下按键可切换显示:三相电压→三相电流→有功
电能→无功电能。
外形代号外形尺寸测量显示辅助功能
42方形120*120*112三相电压、三相电流有数字通讯
3排LED分页显示
96方形96*96*112功电能、无功电能电能脉冲输出
3、编程操作:
多功能三相电压、三相电流、有功电度、无功电度表提供了多功能电力
仪表的全部开放的编程操作菜单,提供设置(SET)、输入(INPT)、通讯
(CONN)、更改密码(CODE)四大类输入设置菜单项目采用LED显示
的分层菜单结构管理方式进入编程模式时,第一排LED显示第1层菜单
信息第二排LED显示第2层菜单信息;第三排LED显示第3层菜单信息。
菜单结构请参考多功能电力仪表的树形菜单结构图。其按键功能与2S4
相同。编程实