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BS-XZ型諧波在線監(jiān)測(cè)裝置

一、概述

隨著電力電子裝置的廣泛使用，非線性負(fù)荷不斷增加，電網(wǎng)中的諧波含量也不斷上升，諧波污染對(duì)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅，給周圍電氣環(huán)境帶來(lái)極大影響。如：消耗電力系統(tǒng)的無(wú)功儲(chǔ)備；增加輸電線損耗；增加了電機(jī)的附加諧波損耗，使其發(fā)熱，縮短使用壽命；使電能測(cè)量產(chǎn)生較大誤差；造成重要的和敏感的自動(dòng)控制和保護(hù)裝置工作紊亂，誤動(dòng)和拒動(dòng)的現(xiàn)象增加，導(dǎo)致可靠性下降等。

BS-XZ諧波在線監(jiān)測(cè)裝置是我公司新一代產(chǎn)品，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和分析電網(wǎng)中母線及線路的電壓和電流的基波及2～21次諧波，可對(duì)諧波越限給出報(bào)警，并通過(guò)RS485或RS232通信接口將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)要求。

本裝置廣泛適用于380V至220kV各電壓等級(jí)的發(fā)電廠、變電站、石油、煤礦、鋼鐵、冶金、化工等大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)。

二、功能及特點(diǎn)

采用先進(jìn)的工業(yè)級(jí)中央處理器，運(yùn)算速度快、工作狀態(tài)穩(wěn)定、抗干擾性能強(qiáng)。

裝置采用頻率自動(dòng)鎖定技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生變化后，裝置仍能得出正確的分析結(jié)果。

基于快速傅里葉變換原理，運(yùn)算結(jié)果快速準(zhǔn)確，可對(duì)電力線路的基波及2至21次諧波電壓、電流、總諧波畸變率進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)方式靈活，可通過(guò)設(shè)定采樣間隔和連續(xù)越限次數(shù)來(lái)避開(kāi)暫態(tài)越限。

報(bào)警條件可根據(jù)實(shí)際需要選擇總諧波畸變率越限報(bào)警、電壓和電流的某次諧波值越限報(bào)警，限值可修改。

越限時(shí)自動(dòng)打印相關(guān)信息，并通過(guò)通信接口上傳數(shù)據(jù)。

人機(jī)界面友好，漢字顯示，操作簡(jiǎn)單、直觀。

裝置可記錄30條越限記錄。

三、技術(shù)參數(shù)

⒈環(huán)境要求

戶內(nèi)使用，通風(fēng)應(yīng)良好。

環(huán)境溫度：-10℃ ～ +50℃

相對(duì)濕度：小于90%，表面無(wú)凝露。

大氣壓力：80 ～ 110Kpa 。

海拔高度：< 2000m 。

周圍介質(zhì)無(wú)導(dǎo)電塵埃與導(dǎo)致金屬或使絕緣損壞的腐蝕性氣體、霉菌等。

⒉技術(shù)參數(shù)

工作電源：AC/DC220V（如有特殊要求請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)說(shuō)明），功耗≤20W。

信號(hào)的測(cè)量范圍：電壓：5~120V；PT回路功耗0.5VA/相。電流：0.25 A ~5 A；CT回路功耗 0.5VA/相。

報(bào)警節(jié)點(diǎn)容量：AC250V，5A；DC30V，5A。

通信接口：RS232/485（任選其一，請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)說(shuō)明），波特率1200～9600bps。

通信規(guī)約：內(nèi)置三種通信規(guī)約CM90、CDT、MODBUS。

四、硬件原理框圖

圖1　裝置硬件原理框圖

五、面板說(shuō)明

BS-XZ裝置面板示意圖見(jiàn)圖2所示：

圖2　前面板圖

液晶顯示器：128×64圖形點(diǎn)陣液晶，全中文顯示。

指示燈：指示系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)

　運(yùn)行：裝置工作正常時(shí)，“運(yùn)行”燈有規(guī)律的閃爍。

　電源：裝置工作電源指示。

　電壓越限：當(dāng)電壓諧波越限后點(diǎn)亮。

　電流越限：當(dāng)電流諧波越限后點(diǎn)亮。

　裝置故障：裝置內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)點(diǎn)亮。

按鍵：用于設(shè)定參數(shù)、查看信息等操作。

打印機(jī)：打印越限數(shù)據(jù)。

六、操作說(shuō)明

裝置的菜單結(jié)構(gòu)如下圖所示：

裝置開(kāi)機(jī)后主界面顯示如圖4所示，按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入功能主菜單界面，如圖5所示：

反白顯示的行為光標(biāo)當(dāng)前位置，按方向鍵選擇菜單項(xiàng)，按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入相應(yīng)子菜單，按“取消”鍵返回到主界面。

⒈信息瀏覽

信息瀏覽子菜單用于查看各相諧波信息、畸變率信息及諧波越限追憶信息：

圖6　信息瀏覽菜單

㈠諧波信息

諧波信息菜單顯示各相的基波以及2至21次諧波信息，顯示界面如圖8所示：

在圖11中，第一行的含義是：第一條越限信息，越限類型是A相電壓總諧波畸變率越限；第二行是越限時(shí)的基波電壓值；第三行是越限時(shí)的電壓總諧波畸變率；第四行是越限發(fā)生的時(shí)間。

按方向鍵查看其他越限信息，信息的序號(hào)越小，越限發(fā)生的時(shí)間越近。

⒉參數(shù)設(shè)置

本菜單用于設(shè)定各種參數(shù)及定值。

圖12　參數(shù)設(shè)置菜單

注：進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置菜單后，裝置將停止運(yùn)行，參數(shù)設(shè)定后應(yīng)及時(shí)返回主菜單。

㈠監(jiān)測(cè)方式

采樣間隔：設(shè)定測(cè)量計(jì)算的間隔時(shí)間。

連續(xù)越限：為避開(kāi)干擾和暫態(tài)的諧波越限，當(dāng)諧波越限的連續(xù)次數(shù)大于等于設(shè)定值時(shí)，測(cè)量結(jié)果才作為是否越限的判據(jù)。

本報(bào)警使能：顯示界面見(jiàn)圖15，設(shè)置基波或諧波越限時(shí)，是否允許報(bào)警接點(diǎn)輸出。

報(bào)警方式：選擇總諧波畸變率越限報(bào)警或諧波值越限報(bào)警，見(jiàn)圖16所示。

報(bào)警限值：見(jiàn)圖17所示。

　監(jiān)測(cè)啟動(dòng)值：當(dāng)相電壓大于設(shè)定值時(shí)，裝置啟動(dòng)諧波監(jiān)測(cè)功能。

　諧波值上限：設(shè)置電壓、電流的基波及各次諧波的上限值，見(jiàn)圖19。

　　　　　　　　　圖17　報(bào)警限值子菜單　　　　　　　　　　　　圖18　監(jiān)測(cè)啟動(dòng)值菜單

　　　　　　　　圖19　諧波值上限子菜單　　　　　　　　　　　圖20　畸變率上限子菜單

畸變率上限：設(shè)定A、B、C三相的電壓、電流總諧波畸變率上限值，見(jiàn)圖20。

㈢通信參數(shù)

本菜單設(shè)置通信相關(guān)參數(shù)。

圖21　通信設(shè)置菜單

⒊時(shí)間校準(zhǔn)

本菜單設(shè)置裝置的時(shí)間。

七、通信

本裝置可提供RS232/485通信接口，用戶任選一種，請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)說(shuō)明。

波特率可設(shè)為1200、2400、4800、9600。

內(nèi)置三種通信規(guī)約：南瑞CM90，循環(huán)遠(yuǎn)動(dòng)CDT，MODBUS。

通訊方式：8位數(shù)據(jù)位，1位起始位，1位停止位，無(wú)校驗(yàn)，異步半雙工。

⒈CM90規(guī)約

報(bào)文格式如下表所示：

0EBH	同步字符
90H
0EBH
90H
STX（02H）	起始符
ADDR	裝置地址
CODE	特征碼
Group Num（01h）	分組數(shù)
Group No（01h）	分組序號(hào)
Length	報(bào)文長(zhǎng)度
。。。	報(bào)文內(nèi)容
Sum L	代碼和
Sum H	代碼和
ETX（03H）	結(jié)束符

報(bào)文長(zhǎng)度指特征碼，分組數(shù)，分組序號(hào)，報(bào)文長(zhǎng)度字節(jié)數(shù)，報(bào)文內(nèi)容長(zhǎng)度之和。

代碼和為地址碼、特征碼、分組數(shù)，分組序號(hào)，報(bào)文長(zhǎng)度，報(bào)文內(nèi)容總和的低16位值（單字節(jié)相加）。

分組序號(hào)為1。

㈠網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)

系統(tǒng)下發(fā)命令：EB 90 EB 90 02 裝置地址 5A 01 01 0A 年月日時(shí) 分秒代碼和（L）代碼和（H）03。

注：時(shí)間數(shù)據(jù)格式為BCD碼。

㈡信號(hào)復(fù)歸

用于復(fù)歸裝置報(bào)警信號(hào)。

系統(tǒng)下發(fā)命令：EB 90 EB 90 02 裝置地址號(hào) 5F 01 01 04 代碼和（L）代碼和（H） 03。

㈢狀態(tài)查詢

系統(tǒng)下發(fā)命令：EB 90 EB 90 02 裝置地址號(hào) 50 01 01 04 代碼和（L）代碼和（H） 03。

若裝置無(wú)動(dòng)作則回復(fù) EB 90 EB 90 02 裝置地址號(hào) 06 01 01 04 代碼和（L）代碼和（H） 03。

若發(fā)生諧波越限則回復(fù) EB 90 EB 90 02 裝置地址號(hào) 55 01 01 0E 年月日時(shí) 分秒通道號(hào) 　　　諧波次數(shù) 越限值L 越限值H 代碼和（L）代碼和（H） 03。

　動(dòng)作時(shí)間數(shù)據(jù)格式為BCD碼。

　通道號(hào)：0—Ua，1—Ub，2—Uc，3—Ia，4—Ib，5—Ic。

　諧波次數(shù)：0—畸變率越限；1—基波越限；2～21—越限的諧波次數(shù)。

　越限值：電壓越限時(shí)，越限值為實(shí)際電壓值（V）的100倍；電流越限時(shí)，越限值為實(shí)際電流值（A）　　　的1萬(wàn)倍；畸變率越限時(shí)，越限值為實(shí)際THD（%）的100倍。

⒉CDT規(guī)約

當(dāng)裝置的通信規(guī)約為CDT時(shí)，裝置不接收任何信息，裝置定時(shí)上傳數(shù)據(jù)。

裝置無(wú)動(dòng)作：上傳數(shù)據(jù)格式為EB 90 EB 90 EB 90 B1 30 00 裝置地址 01 CRC。

發(fā)生諧波越限：上傳數(shù)據(jù)格式為EB 90 EB 90 EB 90 F1 10 03 裝置地址 01 CRC F0 年月日 00 CRC F1 時(shí) 分秒 00 CRC F2 通道號(hào) 諧波次數(shù) 越限值L 越限值H CRC。

注：通道號(hào) 諧波次數(shù) 越限值L 越限值H等數(shù)據(jù)的含義與7.1.3的定義相同。

⒊MODBUS規(guī)約

報(bào)文格式如下：

裝置地址功能碼數(shù)據(jù)數(shù)量數(shù)據(jù)1……數(shù)據(jù)n CRC（L） CRC（H）

網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)

系統(tǒng)下發(fā)命令：裝置地址 42 06 年月日時(shí) 分秒 CRC（L） CRC（H）

注：時(shí)間數(shù)據(jù)格式為BCD碼。

信號(hào)復(fù)歸

系統(tǒng)下發(fā)命令：裝置地址 43 04 00 00 00 1E CRC（L） CRC（H）

狀態(tài)查詢

系統(tǒng)下發(fā)命令：裝置地址 41 04 00 00 00 A5 CRC（L） CRC（H）

裝置回復(fù)：

裝置無(wú)動(dòng)作，上傳數(shù)據(jù)格式為：裝置地址 48 04 00 00 00 AA CRC（L） CRC（H）

發(fā)生諧波越限，上傳數(shù)據(jù)格式為：裝置地址 44 0A 年月日時(shí) 分秒通道號(hào) 諧波次數(shù) 越限值L 越限值H CRC（L） CRC（H）。

注：通道號(hào) 諧波次數(shù) 越限值L 越限值H等數(shù)據(jù)的含義與7.1.3的定義相同。

八、安裝

⒈外形尺寸和安裝尺寸：

⒉裝置端子接線說(shuō)明

　 X1 X2　　

1	UA*	1	越限報(bào)警
2	Ua	2	越限報(bào)警*
3	Ub*	3	232R/485A
4	Ub	4	232T/485B
5	Uc*	5	通信GND
6	Uc	6	空
7	Ia*	7	空
8	Ia	8	空
9	Ib*	9	空
10	Ib	10	空
11	Ic*	11	空
12	Ic	12	空
13	空	13	空
14	空	14	AC220/DC＋
15	空	15	AC220/DC－
16	空	16	接地

X1—1～12：電壓、電流輸入信號(hào)接線端子。

X2—1、2：越限報(bào)警信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)。

X2—3、4、5：RS232/485通信接口。

X2—14、15：裝置工作電源。

X2—16：屏蔽地。

九、運(yùn)輸及貯存

⒈運(yùn)輸

包裝好的產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中的貯存溫度為-25℃～+55℃，相對(duì)濕度不大于95%。產(chǎn)品可承受在此環(huán)境中的短時(shí)貯存。

⒉貯存

包裝好的產(chǎn)品應(yīng)貯存在-10℃～+55℃、相對(duì)濕度不大于80%、周圍空氣中不含有腐蝕性、火災(zāi)及爆炸性物質(zhì)的室內(nèi)。

十、質(zhì)量保證及服務(wù)

⒈質(zhì)量保證

產(chǎn)品出廠后，在用戶完全遵守本產(chǎn)品說(shuō)明書規(guī)定的運(yùn)輸、貯存、安裝和使用要求的情況下，產(chǎn)品自出廠之日起一年內(nèi)，如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品及其配套件發(fā)生非人為損壞，制造廠負(fù)責(zé)免費(fèi)修理或更換。

⒉保修辦法

符合10.1條規(guī)定，在保修期內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，制造廠負(fù)責(zé)更換或維修；

符合10.1條規(guī)定，超出保修期限所出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，由用戶同制造廠協(xié)商，采取有償方式進(jìn)行更換或維修；

超出10.1條規(guī)定所出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，用戶應(yīng)同制造廠協(xié)商，采取有償方式更換或維修。

十一、訂貨須知

產(chǎn)品型號(hào)、名稱及訂貨數(shù)量。

裝置的工作電源額定值。

系統(tǒng)的電壓等級(jí)。

通信接口形式。

其他特殊要求。

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