DTQ900三相电力质量监测仪.doc

深圳市矩形科技有限公司 DTQ900系列仪表用户手册DTQ900三相电力质量监测仪 用户手册深圳市矩形科技有限公司SHENGZHENG RECT CO., LTD警告1、本设备只能由专业人员进行操作。2、不认真按照手册上的说明操作而引起的故障，本公司将不承担任何责任。危险1、本设备只能由专业人员进行安装和维护。2、对本设备进行任何操作前，应隔离电压输入和电源供应，并且短路所有电流互感器的二次绕组。3、在将本设备通电前，确认设备完整并所用的端子都已连接好。4、供设备的电源电压范围在设备额定电压范围之内。 目录一、产品简介1.1 产品概述41.2 技术参数51.3 产品选型61.4 功能介绍6二、安装与接线2.1 安装112.1.1 外型和安装尺寸112.1.1 端子定义122.2 接线13三、显示操作3.1概述153.2按键功能153.3数据查询163.4本地编程173.4.1配置参数的查看173.4.2配置参数的修改183.4.2.1仪表地址193.4.2.2 CT变比193.4.2.3测量模式203.4.2.4 PT变比203.4.2.5串口通讯速率203.4.2.6电度清除20四、通讯协议一 产品简介1.1 概述DTQ900三相电力质量监测仪是一款简单可靠的高性能测控装置，具有数据采集和控制功能。可广泛应用于电力系统、智能楼宇、监控系统、中低压配电等自动化领域。它实现了如下的基本功能： 实时电压、电流、功率、频率、功率因数等参数测量 有功电度、无功电度计量 1路标准MODBUS-RTU通讯 按键设置参数 大屏幕液晶显示实时数据 以下为可选功能，需要增加硬件电路和相应的软件实现： 谐波分析 时钟和事件记录 定值越限 复费率统计 双MODBUS-RTU通讯 PROFIBUS-DP通讯 多路遥信遥控扩展 模拟量输入 模拟量输出DTQ900提供大液晶显示和全方位的测量功能，如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度等基本电参数。还具有很强的扩展功能，如遥信输入、可编程继电器输出、两路4-20mA模拟量变送输出、两路模拟量输入、两路脉冲输出、谐波分析，以及双路RS485/MODBUS通讯或内置PROFIBUS-DP通讯，对仪表进行组网管理。1.2 技术参数参 数指 标精度等级电压和电流0.2级电能和功率0.5级适用系统低压系统400V以下（三相Y型和三相形）高压系统400V以上（三相Y型和三相形）显示数据电 流额定电流输入1A或5A，持续1.2倍，瞬间电流10倍/1秒电 压额定电压输入100V或220V，持续1.2倍，电压2倍/1秒扩展功能开 关 量交流220V 25% 或者直流 220V 25%模拟量输出4 20mA直流信号，最大400欧姆负载继电器输出交流220V/5A，直流30V/5A工作电源宽压型交流85V 265V；直流80V 300V功 耗小于2VA绝缘参数绝缘强度2KV（测试电压为交流有效值）绝缘电阻 50M电 磁 特 性静电抗扰性试验IEC 61000-4-2,Level 3辐射抗扰性试验IEC 61000-4-3,Level 3电快速瞬变脉冲群抗扰性试验IEC 61000-4-4,Level 3浪涌抗扰性试验IEC 61000-4-5,Level 3传导射频干扰试验EN 55022,Class B辐射射频干扰试验EN 55022,Class B工作条件环境温度-20+70储存温度-30+80相对湿度相对湿度：595%，无凝露尺寸盘面开孔尺寸90mm x 90mm仪表面板尺寸96mm x 96mm5132302791.3 产品选型1.4 功能介绍1、电压测量DTQ900在测量电压低于300V（相）/520V（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的线性度和精度等级，否则会影响仪表的整体测量精度。DTQ900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点，防止内部测量回路出现饱和，造成测量不准确。DTQ900额定的最大测量量程为999，999V。2、电流测量通常情况下，DTQ900都必须采用CT才可以进行电流测量。CT的次级额定输出需要符合DTQ900的额定电流输入要求。当采用外部CT时，接线时应当防止开路，否则会在初级励磁作用下在次级产生较高电压，造成人员伤亡或设备损坏。DTQ900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。DTQ900额定的最大测量量程为49，999A。3、有功功率计算三相有功功率Pa，Pb，Pc以及总和Psum，有符号位。4、无功功率计算三相无功功率Qa，Qb，Qc以及总和Qsum，有符号位。5、功率因数DTQ900可以测量各相功率因数PF1、PF2、PF3以及总功率因数PF，测量范围从-1.000 +1.0006、频率DTQ900工作于不同测量模式时，频率测量的采集通道是不相同的。，DTQ900是通过A相电压或者VAB通道测量频率的，在测量过程注意这点。7、电度DTQ900可以统计相关的功率电度参数，根据功率的方向性，可以分别计算输入电度、输出电度以及净值。电度采用累加的方式计算，除非用户强制清零，否则自初次上电开始就开始累加，直至计满翻转，重新累加。电度最大值为999，999，999kWh或kVarh。通过累加有功功率，分别计算出输入有功电度和输出有功电度。通过累加有功功率，分别计算出输入有功电度和输出有功电度。用户可以通过本地显示单元，或者通过通讯口在远程进行电度清零。8、谐波由于用电负荷日趋复杂化和多样化，一些具有非线性、冲击性、不平衡特征负荷、谐波丰富的应用设备，如半导体整流和逆变装置以及变频调速装置等电力电子设备，都会不同程度地影响到供电电网。DTQ900提供三相电压和三相电流的总谐波畸变率THD。THD是总谐波有效值对基波有效值的比值，是对电压电流波形失真程度的快速检测。它提供了波形“质量”的总体情况。谐波数据采用基波百分比表示方式。9、开关量输入DTQ900提供两路的外部有源节点输入，适用于监测断路器位置信号、刀闸位置信号等状态信息。10、继电器输出DTQ900提供了最多四路继电器输出端口。继电器规格是250Vac/5A，30Vdc/5A。 11、模拟量输出DTQ900提供了两路模拟量输出端口。模拟量输出420mA信号，对应的为二次测值。通过面板或通讯可以修改参数设置12、脉冲输出DTQ900提供了两路脉冲输出端口。脉冲常数可以通过通信软件来设置，设置范围10010000。13、模拟量输入DTQ900提供了最多两路模拟量输入。模拟量输入变量为4-20mA。14、通讯实际现场中，为了防止信号反射通常会在RS-485网络末端并联上一个大约120欧姆的电阻以进行信号匹配，这点值得用户注意。15、扩展双通讯 根据工程设计需要DTQ900可以扩展1路RS485通讯，使设备具备双通讯功能，扩展通讯为完整的独立通讯接口，两个通讯接口互不影响，可以实现通设备地址不同的波特率通讯。扩展通讯和主通讯接线方式一样。16、扩展PROFIBUS-DP通讯DTQ900可以扩展PROFIBUS-DP接口，该接口通讯波特率为9.6K1.5M。PROFIBUS-DP通讯的地址为设备的MODBUS-RTU的地址同为设备地址。 接线端子接线端子采用标准PROFIBUS-DP连接器的针脚分配如下表连接器针脚，分别表示插头的前视和插座的后视针脚号RS-485信号名称含义1屏蔽 2)屏蔽，保护地2M24V 2)负24V输出电压3B/BRXD/TXD-P接收/发送 数据P4CNTR-P 2)控制-P5C/CDGND数据地6VP 1)正电压7P 24V 2)正24V输出电压8A/ARXD/TXD-N接收发送 数据-N9CNTR-N 2)控制-N1) 此信号仅在总线电缆端点的站需要2) 这些信号是可选的 总线电缆 PROFIBUS（类型1）介质是一根屏蔽双绞电缆，屏蔽可以提高电磁兼容（EMC）能力。在电磁干扰EMI不严重的情况下，也可以使用非屏蔽双绞电缆。 电缆的特性阻抗应在100到220之间，电缆电容（导体间）应该60pF/m，导线截面积应0.22mm2(24 AWG)。电缆选择标准参见美国标准EIA RS-485的附录。 定义两类电缆： 电缆规格电缆参数A型B型阻抗135-165(f=3到20MHz)100-130(f100kHz)电容30pF/m60pF/m电阻110/Km-导线截面积0.34mm2 (22AWG)0.22mm2(24AWG)下面的表指出两类电缆（A和B）对不同传输速度时的最大长度不同传输速度时的电缆长度波特率kbit/s9.619.293.75187.55001500A型电缆长度（m）1200120012001000400200B型电缆长度（m）12001200120060020070 允许的数据速率对网络扩展（两站之间的最大距离）的关系参见美国标准EIA RS-422-A的图2-A.1（也包含在DIN 66 259和CCITT V.11中）。注：有关总线长度的建议，假设最大信号衰减为6dB，经验指出，如果使用导线面积0.5mm2 (20AWG)，则距离可以增加一倍。 连接布线 控制器1 控制器2屏蔽保护地 RD/ TD-P 3 3 RD/ TD-P DGND 5 5 DGND RD/ TD-N 8 8 RD/ TD-N保护地 _ _注：不允许两线倒置图5. 相互连接的布线 图中的布线允许两站间的共模电压(Common mode voltage)（即保护地间的压差）最多7V。如果希望有更高的共模电压，则在接地点间应安装补偿导体。接地，屏蔽 如果使用屏蔽双绞电缆，则建议通过低阻抗（即低电感）连接方式连接电缆两端的屏蔽和保护地。为了达到一个合理的电磁兼容性，这样做是必须的。 屏蔽电缆和保护地间的连接最好通过D-Sub型连接器的金属外壳和金属固定螺钉做成。如果这不可能，则可以使用连接器的针脚1。 接地和屏蔽应该符合DIN/VDE 0160和DIN 57 899/VDE 0800。总线终端器 A型和B型总线电缆的两端应该分别使用RtA和RtB来端接。在EIA RS-485中规定的端接电阻Rt是以下拉电阻Rd（与数据地DGND连接）和上拉电阻Ru（与正电压VP连接）做补充。当没有站进行传输（即空闲时间）时，这个补充迫使不同的状态电压（即导体间的电压）趋于一个确定值。Ru = 390Rt = 220或RtB = 150Rd = 390被指定为终止总线的站（与总线终端器共态），在总线连接器的针脚6，应该为电压正（例5V5%）。 VP (6) RD/TD-P (3) RD/TD-N (8) DGND (5) 假定电源供电电压为5V5%，则推荐如下的电阻值：RtA=2202%，最小1/4W；RtB=1502%，最小1/4W；RuRd=3902%，最小1/4W；供给针脚6(VP)的电源在规定的压容差内应能输送至少10mA的电流。如上所述的两种类型电缆和电缆端接电阻的混合，对PROFIBUS系统是允许的。但是如果线端接和线阻抗不匹配，则最大线长必会减少到上述固定值的一半。二 安装与接线2.1 安装2.1.1外形和安装尺寸外形尺寸图（正视图）外形尺寸图（侧视图）盘面开孔尺寸安装方法2.1.2端子定义上侧端子下侧端子2.2接线注 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。DTQ900支持多种测量接线模式，以下分别用图示的方法进行说明。 测量电压小于300V（相）/520V（线），三相四线系统，无PT，3CT测量电压大于300V（相）/520V（线），三相四线系统，3PT，3CT测量电压小于300V（相）/520V（线），三相三线系统，无PT，3CT测量电压小于300V（相）/520V（线），三相三线系统，无PT，2CT测量电压大于300V（相）/520V（线），三相三线系统，2PT，3CT测量电压大于300V（相）/520V（线），三相三线系统，2PT，2CT三 显示操作3.1概述DTQ900电力参数测量仪装有一个大的白色背光LCD显示屏。4个双项功能键用来切换参数测量界面和编程界面。3.2按键功能显示模式按键功能U/A：基本测量电参数切换显示P： 功率测量电参数切换显示II： 电力质量电参数切换显示SET：进入编程模式，在显示模式下按“SET”进入设置模式。编程模式按键功能：进入修改参数页面时调节数字：出现光标时，光标移动：参数查询和项目修改确认3.3数据查询上电时刻初始显示界面是三相相电压和输入有功电度。按U/A键将轮流显示线电压、相电流等参数：线电压+输出电度 相电流+零序电流+总有功电度按P键将轮流显示有功功率、无功功率、视在功率： 有功率 无功功率 视在功率 功率因数 频率按II键将循环显示电压谐波、电流谐波、电流需量、有功需量、无功需量、视在功率，在谐波界面，按U/A键可以改变谐波次数的显示，显示依次增加： 1次电压谐波+日期 1次电流谐波+时间 3次电压谐波+日期 3次电流谐波+时间 电流需量 有功功率需量 无功功率需量 视在功率需量 最大电流需量 最大有功功率需量 最大无功功率需量 最大视在功率需量3.4就地编程DTQ900的配置参数可以通过显示提示进行修改，但仅限于基本工作参数，更多的功能配置需要通过通讯接口完成配置。3.4.1配置参数的查看按“SET” 进入编程界面后，将会显示如下密码验证界面。如果只是查询参数，不修改参数，可以不验证密码，按一次II键进入参数查询界面。查询参数显示界面如下： 设备地址 PT变比 CT变比 第1路波特率 第2路波特率 测量模式 版本3.4.2配置参数的修改操作举例：1、密码验证：修改所有配置参数均需要先验证密码，假设密码为100。（1） 在数据显示模式下，按“SET” 键进入密码验证界面；（2） 按“”键一次，进入密码输入界面，后按动9次将第一位调为“0”；（3） 按“”键2次，将光标调到百位，（4） 按“”键一次，将百位调为“1”；（5） 按“”键一次，验证密码，进入ID显示界面；2、CT变比修改：假设仪表额定输入电流为5A，原CT变比为100（500/5），欲将CT变比更改为200（1000/5）， （1） 在密码验证完毕后，按“” 键2次，进入CT编程界面；（2）按“”键一次，启动光标，进入修改状态，数字下面的光标出现 （3）快速按“”键2次，调节光标至百位（4）按键“”1次，将百位调到“2” （5）按“”键1次，保存修改参数3、接线模式修改：假设仪表原接线模式为三相四线（4Y），欲将接线模式更改为三相三线 （1） 在密码验证完毕后，按“” 键6次，进入电压模式编程界面；（2）按“”键1次，启动光标，进入修改状态，数字下面的光标出现；（3）快速按“”键一次，修改电压模式为三相三线（4）按“”键一次，光标消失，保存数据。（5）按“Set”键一次，退出编程状态。4、电度清除：欲将电度清零， （1）在密码验证完毕后，按“” 键10次，进入电压模式编程界面；（2）快速按“”键1次，启动光标 （3）按“”键1次，调节为“YES”状态（4）按“”键1次，执行清除电度，光标消失（5）按“Set”键1次，退出编程状态。3421 仪表地址该菜单用于规定设备的通讯地址，支持MODBUS通讯协议，有效的地址范围1247。3422 CT变比为保证DTQ900正确地测量和显示电流数据，必须设置正确的CT变比参数，参数数值等于CT一次侧额定值除去CT二次侧额定值。CT变比取值范围从1 9999。3423 测量模式DTQ900能够正确测量各相功率以及其它参数，还需要设置正确测量模式。目前DTQ900支持三相四线、三相三线（2CT）和 三相三线（3CT）测量模式。3424 PT变比为保证DTQ900正确地测量和显示电压数据，必须设置正确的PT变比参数，参数数值等于PT一次侧额定值除去PT二次侧额定值。如果外部不采用PT，则PT变比为1。PT变比取值范围从1 9999。3425 串口通讯速率串口通讯速率可支持4800、9600和19200Bps。3426 电度清除为方便用户重新计算电度，提供一个清除操作菜单。当选择确认后，DTQ900内部计量的输入输出电度将会全部被清除为零。四、通讯协议 通讯规则1. 采用MODBUS-RTU通讯模式；2. 仪表遵循主-从通讯方式；3. 数据采用8个数据位，1个停止位，无校验位格式；4. 通讯帧之间的间隔必须大于30毫秒。 协议规则1. 采用标准MODBUS数据格式，数据帧中包含地址信息、功能码、信息域以及校验码；2. 功能码仅支持03H和10H指令，继电器操作支持05H指令；3. 一次请求寄存器数目不能超过60个；4. 校验码采用CRC-16格式；注意：真实值 = 二次测量值 X CT值 X PT值 实时数据寄存器阵列寄存器号描 述说 明40001A相电压二次测量电压，计算因子0.01，单位伏特如果外部采用PT，需要乘上PT比值40002B相电压40003C相电压40004电压不平衡度值计算因子0.1，为百分值40005AB线电压二次测量电压，计算因子0.01，单位伏特如果外部采用PT，需要乘上PT比值40006BC线电压40007CA线电压40008模拟量输入1计算因子0.140009模拟量输入240010A相电流二次测量电流，计算因子0.001，单位安培如果外部采用CT，需要乘上CT比值40011B相电流40012C相电流40013电流不平衡度值计算因子0.1，为百分值40014零序电流值二次测量电流，计算因子0.001，单位安培40015A相有功功率(低)低位字在前，高位字在后。二次测量有功功率，计算因子为0.1，单位瓦，最高位为符号位如果外部采用PT和CT，需要乘上PT和CT的比值40016保留40017B相有功功率(低)40018保留40019C相有功功率(低) 40020保留40021三相总有功功率(低)40022三相总有功功率(高)40023A相无功功率（低）二次测量无功功率，计算因子0.1，单位乏，最高位为符号位如果外部采用PT和CT，需要乘上PT和CT的比值40024保留40025B相无功功率（低）40026保留40027C相无功功率（低）40028保留40029三相总无功功率（低）40030三相总无功功率（高）寄存器号描 述说 明40031A相视在功率（低）二次测量无功功率，计算因子0.1，单位伏安，最高位为符号位，如果外部采用PT和CT，需要乘上PT和CT的比值40032保留40033B相视在功率（高）40034保留40035C相视在功率（低）40036保留40037三相视在功率4003840039A相功率因数计算因子0.001，最高位为符号位，负数表示滞后。40040B相功率因数40041C相功率因数40042功率因数总值40043频率计算因子0.01，单位赫兹40044开关量状态D0D7：依次为S1S8，其它位保留；0表示断开，1表示闭合40045继电器状态D0：R1，D1：R2，D2：R3，D3：R4；0表示断开，1表示闭合40046SOE事件数目40047输入有功电度一次侧测量电度，计算因子0.1，单位千瓦时低位字在前，高位字在后，数值范围0-99，999，999.94004840049输出有功电度4005040051总有功电度4005240055输入无功电度一次侧测量电度，计算因子0.1，单位千乏时低位字在前，高位字在后，数值范围0-99，999，999.94005640057输出无功电度4005840059总无功电度40060n 谐波数据阵列寄存器号寄存器类型描述备注4020140232ROA相电压163次谐波百分比表示，计算因子OB相电压163次谐波4040140432ROC相电压163次谐波4050140532ROA相电流163次谐波4060140632ROB相电流163次谐波4070140732ROC相电流163次谐波n 继电器定值通道阵列寄存器号寄存器类型描述备注40801WO复归锁存继电器释放已经锁存的继电器，仅本地控制模式有效。40802RW继电器1动作脉宽继电器闭合时间，单位秒，范围0 3000。为0时，表示继电器闭合后不会自动回归，需通过通讯复归。如果是定值触发继电器闭合，当定值不满足时继电器也将自动释放。40803RW继电器2动作脉宽40804RW继电器3动作脉宽40805RW继电器4动作脉宽40806RW继电器1控制模式1：本地控制模式0：远方控制模式当远方操作继电器会自动由本地转为远方控制模式。远程模式不能自动转为本地模式。40807RW继电器2控制模式40808RW继电器3控制模式40809RW继电器4控制模式40840-40843RW1#定值设置(YC定值)+0：控制模式：监测类型以及监测对象D15 D12D11 D8D7 D0激活控制类型对象0x0：禁用0xA：激活其它：无效0x1：上限动作0x2：下限动作其它：无效对象定义见备注+1：动作条件：定义对象激活定值的限值+2：动作延时：越限后，动作对象延时动作的时间，单位为秒，取值范围0 255。+3动作键值：“1”有效0：继电器不动作40844-40847RW2#定值设置(YC定值)40848-40851RW3#定值设置(YC定值)40852-40855RW4#定值设置(YC定值)40856-40859RW5#定值设置(YC定值)40860-40863RW6#定值设置(YC定值)40864-40867RW7#定值(逻辑定值)+0： 逻辑模式D15 D12D11 D8D7 D4D3 D0逻辑类型逻辑对象3逻辑对象2逻辑对象10x0：禁用0x1：与0x2:或其它：无效0x0：不判断该对象,0x1：S1；0x2：S2；0x3：S3；0x4：S4；0x5：S5；0x6：S6；0x7：S7；0x8：S8；0x9：SP1；0xA：SP2；0xB：SP3；0xC：SP4；0xD：SP7；0xE：SP8；0x0F：保留+1： 动作条件：逻辑对象应当满足的条件。+2： 动作延时：越限后，对象延时动作的时间，单位为周波，取值范围0 9999。+3： 动作键值：定义动作的继电器，1有效40868-40871RW8#定值(逻辑定值)40872-40875RW9#定值(逻辑定值)40876-40879RW10#定值(逻辑定值)备注：1：A相电压；2：B相电压；3：C相电压；4：AB线电压；5：BC线电压；6：CA线电压；7：A相电流；8：B相电流；9：C相电流；10：零序电流；23：频率；26：零序电压；27：电流不平衡度；28：电压不平衡度；30：三相相电压同时满足；31：三相线电压同时满足；32：三相电流同时满足；