ZRM880系列操作手册V.doc

ZRM880系列智能电力监控仪用户手册 V1.0 南京振瑞电气有限公司 版权所有，未经本公司之书面许可，本手册中任何段落、章节内容均不得被摘抄、拷贝或以任何形式复制与传播，否则一切后果由违者承担。本公司保留一切法律权利。危险和警告 本设备安装、维护和检修工作只能由具有资质的人员执行。本公司对于因不遵守本手册的说明而引起的故障，厂家将不承担任何责任。 触电、燃烧或爆炸的危险 对设备进行安装、维护和检修之前，设备必须断电，隔离电压输入，并且短路所有电流互感器的二次绕组。l 要使用一个合适的电压检测设备来确认电压已切断。l 在将设备通电前，应将所有的机械部件，端子、接线恢复原位。l 设备在使用过程中请接入合适的输入电压。一、概述1.1 适用范围 ZRM880系列智能电力监控仪是针对电力系统、工矿企业、石油化工、钢铁冶金、轨道交通、公用设施、智能建筑等自动化水平要求较高的电力监控需求而设计的。采用最现代的微处理器和数字信号处理技术，集全面的三相交流电量测量、电能计量、越限告警、综合显示、开关量输入、遥控输出、脉冲输出、420mA输出、网络通讯于一体。应用场合： 电能量管理系统 工业自动化小区电力监控 变电站自动化配电网自动化 智能化楼寓智能型配电盘、开关柜ZRM880系列智能电力监控仪包含ZRM881C和ZRM882C型两种。ZRM881C监控仪可测量电流、电压、有功、无功功率、频率、有功、无功电能等各种电参量，并具有RS485通讯功能；ZRM882C在ZRM881C基础上增加了开关量输入、遥控输出、脉冲输出、420mA输出功能。注：ZRM882C监控仪脉冲输出和420mA输出功能为选配，订货时需说明。1.2 特点多功能、高精度ZRM880系列智能电力监控仪具有强大的数据采集和处理功能，可以测量几十种诸如电压、电流、功率、频率等常用电力参数，同时还具有越限报警、电能累计等功能。测量准确度可达0.2级。超小型设计、安装方便快捷外型小巧，尺寸与国际标准兼容，它采用自锁式的安装机构，无需拧螺丝，安装或拆卸都非常方便快捷。显示直观、易学易用大屏幕、宽视角、高清晰液晶显示器，标识清楚，一目了然，显示直观、易学易用。所有测量数据均可通过按键轻松翻阅，需要设置的各参数的既可通过面板按键进行，亦可由通讯口写入。设定的参数存于非易失性EEPROM中，即使掉电也不会丢失。液晶显示器带有背光支持，以帮助您在光线差的环境下使用。接线灵活方便无论是高压系统还是低压系统，也无论是三相三线还是三相四线，也无论电压和电流通道的元件数，都可以选择适当的接线方式与ZRM880系列相连接。ZRM880系列支持的多种接线方式，可以涵盖几乎所有的三相系统应用，同时，如果有需要，它也可以支持在单相系统中使用。安全性好、可靠性高遵循以高可靠性的工业标准设计而成的ZRM880系列采用多种隔离及抗干扰措施，能够可靠地在高干扰电力系统环境中运行，产品业已通过了IEC标准的电磁兼容测试。1.3 环境在使用ZRM880系列仪表之前，请观察仪表使用周围的环境，并确认符合以下条件。温度ZRM880系列智能电力监控仪允许的工作环境温度为-10+55，这满足一般用户的使用要求。如果你有更宽温度范围的要求，请洽询制造工厂。设备长时间的工作在非常高或非常低的温度下，会对使用寿命产生不利的影响，这一点提醒您注意。为了保证仪表的良性运转，推荐使用温度范围为0+45。ZRM880系列智能电力监控仪允许的保存温度范围是-25+70湿度ZRM880系列智能电力监控仪允许的环境湿度范围为5%95%（不结露） 安全ZRM880系列智能电力监控仪应使用于干燥、无粉尘处，并避免置于热源、辐射源、强干扰源的周围。二、工作原理以三相四线接线方式为例（图2.1），ABC三相电压、电流信号、开关量输入信号经采样电路、A/D转换器进行模/数转换，把经转换的数字信号送入CPU中央处理器中进行运算、处理，从而精确地获得各种测量数据、分析数据、统计数据，并将数据记录保存在数据在存贮器中，并随时向外部接口提供信息和进行数据交换。图2.1 原理图三、技术特性3.1电参量输入电压输入输入电压范围AC 8V264V允许频率范围45Hz65Hz经过PT测量电压范围一次侧电压最高电压9999kVPT回路消耗小于0.5VA测量形式交流采样电流输入额定电流范围1A或5A(提供选择，特殊规格可定制) 经过CT测量电流范围一次侧电流最大9999A输入电流允许过载1.2倍额定值（连续）CT回路消耗小于0.5VA测量形式交流采样3.2测量准确度（测试条件：频率50Hz，温度23摄氏度，湿度35%，电源电压AC220V）参数准确度分辨率范围电压10.2%0.1%AC 8V264V（VL-N,PT二次侧电压）电流20.2%0.02%1%120%CT二次侧电流有功功率0.5%0.1%-99999999MW无功功率0.5%0.1%-99999999MVar视在功率0.5%0.1%09999MVA功率因数1%0.1%1.001.0频率0.5%0.01Hz45Hz65Hz有功电能1%0.1kWh09999999.9 kWh无功电能2%0.1kVarh09999999.9 kWh温度漂移小于100ppm/长期稳定性0.5/年注：1、直接测量的电压准确度为0.2%，间接测量（计算）的电压准确度为0.5%；2、直接测量的电流准确度为0.2%，间接测量（计算）的电流准确度为0.5%；3.3技术标准测量标准GB/T13978-1992数字多用表通用技术条件GB/T13850-1998交流量转换为模拟量或数字信号的点测量变送器IEC61036:20001级和2级静止式交流有功电能表1.0级 IEC61268:19952级和3级静止式交流无功电能表2.0级环境标准电器技术.基本环境试验规程.IEC 60068-2 安全标准测量、控制和实验室用电气设备的安全要求IEC61010 电磁兼容标准静电抗扰性试验IEC61000-4-2，level 3辐射抗扰性试验IEC61000-4-3，level 3电快速瞬变脉冲群抗扰性试验IEC61000-4-4，level 3浪涌抗扰性试验IEC61000-4-5 level 33.4通讯接口（COM）接口形式RS485，2芯屏蔽双绞线，半双工，光耦隔离通讯协议Modbus-RTU、DL645可选波特率1200 bps9600bps3.5开关量输出（DO）输出形式继电器空接点（常开）最大开关电压AC 277V，DC 30V最大开关电流5A隔离耐压AC 2kV 3.6开关量输入（DI）输出形式无源空接点输入工作电压DC24V，仪表自带隔离方式光电隔离隔离耐压AC 2kV 3.7电能脉冲输出输出形式光耦隔离脉冲常数3200imp/kWh、3200imp/kvarh隔离耐压AC 2kV3.8适用性条件外形尺寸（mm）969671（开孔9191）防护等级IP20重量（g）400工作温度范围045（推荐）-1055（极限）-2570（存储温度范围）湿度范围5%95%（不结露）工作电源AC 85 V265V 50Hz或DC 100 V250V功耗5W四、安装本节主要讲述如何安装ZRM880系列智能电力监控仪，这是正确使用这种精密仪表非常关键的一步，本节提供了多种尺寸图、安装示意图和表格，以及一些注意事项，在您进行安装工作前，请仔细阅读这些内容。4.1机械尺寸（mm）图4.1机械尺寸4.2安装步骤ZRM880系列智能电力监控仪一般被安装于开关柜盘面之上。4.2.1首先，在欲安装仪表的盘面上开出正方形的安装孔。开孔尺寸见下图：单位（mm）图4.2开孔尺寸4.2.2将卸去安装开销的ZRM880系列智能电力监控仪从前向后安装入盘面开孔处，如下图图4.3把仪表装入盘面开孔4.2.3把仪表推入安装孔内，仪表的前面板露在盘面上，仪表的主壳体和接线端子位于盘面后。然后，把四只安装卡销分别从后部顺着仪表的卡销槽装上，并向前推紧卡销，使卡销的前沿挤紧盘面，这样仪表就被水平地安装在开关柜体上了。4.3接线4.3.1强电接线ZRM880系列智能电力监控仪支持多种测量接线模式，以下分别用图示的方法进行说明。单相二线用于测量单相系统，无PT，1CT。图4.4单相二线接线图三相三线，用于测量三相三线系统，2PT，2CT。图4.5三相三线接线图三相四线，用于测量三相四线系统，3PT，3CT。图4.6三相四线接线图附图1：带2路420mA输出接线图附图2：带1路420mA输出，带一路有功电能脉冲输出接线图4.3.2通讯接线ZRM880系列智能电力监控仪支持RS485接口。针对大部分现场，选择一路RS485接口已经足够。RS485的传输介质为屏蔽双绞线，通讯距离可达1000米。当一条线路上连接的RS485设备很多，或者使用的波特率较高时通讯距离就会相应缩短。ZRM880系列一般在系统中作为从机，上位机可以是PC机、PLC、数据集中器或RTU等设备。如果上位机不带RS485接口而只有RS232接口，可通过RS232/485转换器（一种用于RS232与RS485接口电平转换的设备）连接。连接方法请参照下图：图4.7 RS485通讯接线示意图注：在实际现场中为了防止信号反射通常会在RS485网络末端并联上一个大约120欧姆的电阻以进行信号匹配，但是是否需要安装要视具体的通讯质量而定，即通讯质量很好情况下也可以不安装此电阻，这点需要用户注意。为提高通讯质量，有如下几点建议供用户参考：l 优质的屏蔽双绞线是非常重要的，推荐使用AWG22（0.6mm2）或更粗线径的线，两条绞线为不同颜色。l 必须注意屏蔽层的单点接地问题，所谓单点接地就是指一条通讯线路上屏蔽层有且仅有一个点接大地。l 一条通讯线路上每台设备的RS485通讯接口必须是（+）接（+），（）接（），不可接反。l 通讯线路的铺设要尽量远离强电信号等电磁干扰源。l 应选用带有光电隔离和突波保护的优质RS485/RS232通讯转换器。五、功能5.1 电压（U）ZRM880系列智能电力监控仪在测量电压低于220V（相）/380V（线）的时候可以直接接入而不需要外接PT，否则，必须外接PT。当采用外部PT时，应当注意PT的线性度和准确度等级，否则会影响仪表的整体测量准确度。ZRM880系列智能电力监控仪电压测量通道的过载能力一般为额定测量电压的1.2倍。用户在进行设计时应当注意这一点，防止内部测量回路出现饱和，造成测量不准确。ZRM880系列电压的最大显示量程为9999kV。5.2 电流（I）通常情况下，ZRM880系列智能电力监控仪都必须采用CT才可以进行电流测量。CT的二次侧额定输出需要符合ZRM880系列的额定电流输入要求。当采用外部CT时，连接时应当防止开路，否则会在一次侧励磁作用下在二次侧产生较高电压，造成人员伤亡或设备损坏。ZRM880系列电流测量通道的过载能力一般为额定测量电流的1.2倍。用户在进行设计时应当注意这点，防止内部测量回路出现饱和，造成测量不准确。ZRM880系列电流的最大显示量程为9999A。5.3 有功功率（P）计算各分相有功功率和系统有功功率。5.4 无功功率（Q）计算各分相无功功率和系统无功功率。5.5 视在功率（S）计算各分相视在功率和系统视在功率。5.6 功率因数（PF）ZRM880系列智能电力监控仪可以测量各分相功率因数和系统功率因数，测量范围从1.001.0。注意：用户在接线时，应当注意电压、电流的相序对应关系，否则会造成功率、功率因数计算数据错误；而且，应当注意CT的同名端接线关系，否则会造成功率计算数据为负值，以及功率因数计算值错误。5.7 频率（F）ZRM880系列智能电力监控仪以测量A相电压频率作为系统频率。如无A相电压则以C相电压作为系统频率。5.8 有功电能（kWh）有功电能是有功功率对于时间的积分。以kWh为单位。由于功率是有方向的，正值时消耗能量，负值时释放能量。所以有功电能也存在消耗性有功电能（import）和释放性有功电能（export），同时我们还定义消耗有功电能与发出有功电能的绝对值之和作为总和有功电能（total）；而二者绝对值之差为净有功电能（net）。ZRM880系列可以分别累计上述四种有功电能。5.9 无功电能（kvarh）同有功电能类似，无功电能是无功功率对时间的积分。以kvarh为单位。由于无功功率也是有方向的，正值时无功功率有电源流向负载（感性），负值时由负载（容性）馈回电源。所以无功电能也存在正负方向，也可称为感性无功电能和容性无功电能，同时我们还定义这两种无功电能量的绝对值之和叫总和无功电能，而两者绝对值值差为净无功电能。ZRM880系列可以分别累计上述四种无功电能。5.10实时时钟ZRM880系列智能电力监控仪可配置高精度日历实时时钟，年、月、日、时、分、秒信息可通过液晶显示，也可以通过通讯读取或设置*。5.11 越限事件报警ZRM880系列智能电力监控仪可配置越限事件报警的功能，即当某参数超过了预先设定的限值（上限或下限）并且持续事件超过了预先设定的时间限值，这时事件报警就会被启动，报警时的越限数值及报警发生时刻均作为事件被记录存储。（掉电不丢失）同时可以设定DO继电器输出作为越限事件的报警信号输出，发出声光报警信号*。5.12 脉冲电能量输出ZRM882C型监控仪可选配一路电能脉冲输出，固定输出有功电能量。5.13 420mA输出ZRM882C型监控仪可选配一路或者二路4-20mA输出，通道输出对应变量可选择，具体设置详见6.3参数设置。六、显示操作在本节您将了解到ZRM880系列智能电力监控仪人机交互方面的详细内容。包括如何使用操作按键查阅所需要电力测量信息；如何正确的设定相关参数。本节还对ZRM880系列智能电力监控仪涉及的一些参量定义及功能进行了阐述。6.1按键功能ZZRM880系列智能电力监控仪由4个功能键组成，这四个按键从左至右分别标记为U、I、P、E。每个按键都有两种功能，一是在数据显示查询状态，二是在参数设置状态下。具体按键功能如下表所示：按键数据查询显示状态功能参数设置状态功能U显示相电压和线电压（三相三线时）未选定参数时，设置屏向上翻页；选定后，选中位数字加一，满九后归零，或者循环显示不同的参数。I显示电流未选定参数时，设置屏向下翻页；，选定后，该位数字向下减一，减零返九。 P短按循环显示有功率、无功功率、视在功率、功率因数等循环左移，逐位选择需要修改的数字，选中后该位会缓慢闪烁；E短按显示频率，在电能数据显示区循环显示有功电能、无功电能、实时时钟时间等长按进入设置界面确认修改或退出修改状态； 6.2测量数据显示ZRM880系列智能电力监控仪通常是工作在测量数据显示状态下，各种实时测量值如电压、电流、功率等参数会显示在屏幕上。此方式有如下几种按键操作方式：按U键，按I键，按P键，按E键。按U键：在测量数据显示区显示电压值。显示各相电压有效值UA、UB、UC、Uavg。如左图所示：UA=220.1V；UB=220.0V；UC=220.1V；Uavg=220.0V。线路负载呈感性，消耗有功电能为0.1Kwh。 再按下U键翻屏，显示线电压。按I键：在测量数据显示区显示电流值。显示各相电流有效值IA、IB、IC、Iavg。如左图所示：IA=5.000A；IB=5.002A；IC=5.001A；Iavg=5.001A。线路负载呈感性，消耗有功电能为0.1Kwh。按P键：在测量数据显示区显示与功率相关参数。每按键一次,便翻动一屏。 第一屏：显示各相有功功率PA、PB、PC、P。左图中表示：PA=1.100kW；PB=1.100kW；PC=1.100kW；P=3.301kW。线路负载呈感性，消耗有功电能为0.1Kwh。再按一下P键显示第二屏。第二屏：显示各相无功功率QA、QB、QC、Q。如左图所示：QA=0.000kvar；QB=0.000kvar；QC=0.000 kvar；Q=0.000 kvar。再按一下P键显示第三屏第三屏：显示各相视在功率SA、SB、SC、S。 如左图所示：SA=1.100KVA；SB=1.100KVA；SC=1.100KVA；S=3.301KVA。 再按一下P键显示第四屏。第四屏：各相功率因数PFA、PFB、PFC、PF。如左图所示：PFA=1.000；PFB=1.000；PFC=1.000；PF=1.000。 按E键：在测量数据显示区显示系统有功功率、系统无功功率、系统视在功率、系统频率；在电能量显示区显示各电能量或时钟。每按键一次,该区域便翻动一屏（仅电能量显示区数据更新）。第一屏：显示消耗有功电能量（Ep-imp）。如左图所示：Ep-imp=0.1 kWh。按E键向下翻动一屏，显示第二屏。第二屏：显示消耗无功电能量（Eq-imp）如左图所示：Eq-imp=0.0kvarh。按E键向下翻动一屏，显示第三屏。 按E键向下翻动一屏，显示第三屏。第三屏：显示日期。格式为：年，月，日。如左图所示：日期为2009年1月1日。再按E键向下翻动一屏，显示第四屏。第四屏：显示时间。格式为：时：分：秒。如左图所示：时间为：12时03分23秒。 再按E键向下翻动一屏，会回到第一屏显示消耗有功电能量。 6.3参数设置ZRM880系列智能电力监控仪的参数设置主要通过通讯进行（详见ZRM880modbus 通讯协议），也可以通过4个按键和显示界面进行基本的参数设置。通过按键可设置的参数包括通讯参数、接线方式、电能清零、PTCT变比。在测量数据显示模式下，长按E键（超过1秒以上）将进入参数设置模式。进入设置模式的初始画面为保护密码询问页。“保护密码”是参数设置功能的密钥，即只有键入正确的密码才能进行各种参数的设置工作。此密码可以避免不具管理权限人员篡改参数或误操作。本机中“保护密码”为4位，可通过本公司提供的软件进行设置，范围为0000至9999的整数，出厂默认为“0002”。每次进入设置模式，保护密码询问页都显示“0000”，用户键入密码后按E键确认，如果键入的密码正确则进入第一屏设置页，否则仪表将拒绝继续设置操作并返回Err提示密码错误。 保护密码询问页如左图所示：密码写入方式：按“P”键进入修改，光标从个位开始闪烁，按“U” 键加1，按“I”键减1，直到个数位的数值达到密码的数值，然后再按“P”键移动闪烁光标到下一个数据位上，依此方式更改其它位，最后按“E”键确认即可。 第一屏：通讯地址设置页。此页用来设置设备的通讯地址号码。它可设置为1-255内任一整数。如左图示，表示地址为1。更改方法：按“P”键进入修改，光标从个数位开始闪烁，按“U” 键加1，按“I”键减1，直到个数位上的数值达到你希望的数值，然后再按“P”键移动闪烁光标到下一个数据位，依此方式更改其它位，最后按“E”键确认。如果不对地址进行修改，可以直接按“I”键翻到下一屏设置页。注意：仪表在同一通讯网络上不能有相同地址。 第二屏： RS485通道通讯波特率设置页。仪表的通讯波特率可设定为1200，2400，4800，9600，19200，38400bps六种。如左图波特率为9600bps。需要设置时，先按“P”键，使数字闪烁后，波特率设定时不需要对某一数位进行编辑，仪表提供6种波特率数值选择，只需按“U”键或“I”键从中选择即可，按“E”键确认。如果不对波特率进行修改，可以直接按“I”键翻到下一屏设置页。注意：同一通讯线路上的设备应使用相同的波特率。第三屏：RS485通讯方式设置页。仪表通讯采用异步通讯，默认采用8位数据位，两位停止位的格式。奇偶校验位可设定为无、奇校验，偶校验三种方式。在通讯方式设定时，先按“P” 键使数值闪烁后，不需要对数值进行编辑，只需按“U”或者“I”从通讯类型中进行选择即可，按 “E” 键确认并进入下一屏设置页。注意：同一通讯线路上设备应使用相同通讯方式。第四屏：PT设置。显示值=仪表测量值xPT设置100, 默认PT设置为100，表示显示值等于仪表端子输入测量值。例如现场一次PT为10000:100，则此处PT应设置为10000。先按“P”键进入修改，光标从个数位开始闪烁，按“U” 键加1，“I”键减1，直到个数位上的数值达到希望值，再按“P”键移动闪烁位，依此方式更改其它位，最后按“E”键确认。第五屏：CT设置。显示值=仪表测量值xCT设置5，默认CT设置为5，表示显示值等于仪表端子输入测量值。例如现场一次CY变比为150:5，则此处CT设置应为150。先按“P”键进入修改，光标从个数位开始闪烁，按“U” 键加1，按“I”键减1，直到个数位上的数值达到希望值，再按“P”键移动闪烁位，依此方式更改其它位上的数字，最后按“E”键确认。 第六屏：仪表接线方式设置页。仪表的接线方式可设置为:3PT3CT、2PT2CT；在第五节中已对如何进行接线做了说明，相关内容可参考第五节。在接线方式设定时，先按“P” 键进入修改，使数值闪烁后，不需要对数值进行编辑，只需按“U”或者“I”从三种接线类型中进行选择即可，按 “E”键确认并进入下一屏设置页。第七屏：日期设置页。先按“P”键进入修改，光标从个数位开始闪烁，按“U” 键加1，按“I”键减1，直到个数位上数值达到日期所对应的数值，然后再按“P”键移动闪烁光标到下一个数据位，依此方式更改其它位上的数值，直到日期更改完成，按“E”键确认。 第八屏：时间设置页。先按“P”键进入修改，光标从个数位开始闪烁，按“U” 键加1，按“I”键减1，直到个数位上数值达到时间所对应的数值，然后再按“P”键移动闪烁光标到下一个数据位，依此方式更改其它位上的数值，直到时间更改完成，按“E”键确认第九屏：电能量的清零。仪表的电能量可以通过面板来清零，清零后随即开始新的电度量累计。电能量清零具有密码保护功能，可以避免不具管理权限人员私自清零或误操作。仪表的清零默认密码：0600；如左图所示：电能量清零页首先出现“0000”。写入密码的方式：先按“P”键进入修改，光标从个数位开始闪烁，按“U” 键加1，按“I”键减1，直到个数位上数值达到密码的数值，然后再按“P”键移动闪烁光标到下一个数据位，依此方式更改其它位上的数值，最后按“E”键确认即可。如密码正确，则电能量清零成功。密码不正确报密码错误，需重新输入密码。附：下面的参数设置是针对选配420mA功能的ZRM882C电力监控仪第11屏：4-20mA通道1输出对应变量选择. 按“P”键进入修改，按“U” /“I”键改变，按“E”键确认。可选择以下任一变量：OFF/Ua/Ub/Uc/Ia/Ib/Ic/Uab/Ubc/Uca/Pa/Pb/Pc/P3/Qa/Qb/Qc/Q3/Sa/Sb/Sc/S3/CosA/COSB/COSC/COS3/Pf。注：其中OFF指关闭该通道输出，不用时选择该项以节能。第12屏：4-20mA通道2输出对应变量选择. 按“P”键进入修改，按“U” /“I”键改变，按“E”键确认。可选择以下任一变量：OFF/Ua/Ub/Uc/Ia/Ib/Ic/Uab/Ubc/Uca/Pa/Pb/Pc/P3/Qa/Qb/Qc/Q3/Sa/Sb/Sc/S3/CosA/COSB/COSC/COS3/Pf。注：其中OFF指关闭该通道输出，不用时选择该项以节能。第13屏：4-20mA通道1对应变量输入满度值，注意应该按照下表设置，方能保证输出不超过20mA。项目额定电压