YW2000智能電力監(jiān)測(cè)儀

一.概述
　　YW2000智能電力監(jiān)測(cè)儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：YW2000)是一種具有可編程功能、自動(dòng)化測(cè)量、LCD顯示、電能累加、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、智能分析、最(大、小)值記憶、數(shù)字通訊等功能為一體的智能三相綜合電力參數(shù)監(jiān)測(cè)儀表。它將三相交流電量按線性關(guān)系轉(zhuǎn)換為規(guī)格化的數(shù)字量。它集數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化于一身，使測(cè)量過(guò)程及數(shù)據(jù)分析處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少人為失誤，能夠替代電量變送器、電度表、數(shù)顯儀表、數(shù)據(jù)采集器、記錄分析儀等儀器，是組成電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的理想產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)緊湊、測(cè)量功能*，是對(duì)傳統(tǒng)儀表的革命性設(shè)計(jì)。YW2000可廣泛應(yīng)用于電力、郵電、石油、煤炭、冶金、鐵道、市政、智能大廈等行業(yè)、部門(mén)的電氣裝置、自動(dòng)控制以及調(diào)度系統(tǒng)。
二.功能
　1、測(cè)量功能多
　　YW2000功能*，它集合了電量變送器、數(shù)字式電度表、數(shù)顯表、數(shù)據(jù)采集器、記錄分析儀、RTU等儀器的部分或全部功能。測(cè)量功能包括：一條三相四線制回路或其它線制的相電壓/線電壓(V)、電流(I)、功率(P、Q、S)、電能(Wh、Qh)、功率因數(shù)(PF)，頻率(F)及零序電流(I0)的功能。
　2、中、英文顯示
　　YW2000采用LCD大屏幕液晶顯示，中、英文兩套界面可轉(zhuǎn)換，很適合我國(guó)國(guó)情。顯示器采用人的眼睛感覺(jué)比較自然、舒適的黃綠色背光。同時(shí)可顯示多達(dá)4個(gè)參數(shù)，并能通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)設(shè)定，按順序讀出超過(guò)30個(gè)參數(shù)。
　3、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約、輕松組網(wǎng)
　　YW2000為了滿足未來(lái)測(cè)量?jī)x表的環(huán)境，備有RS-485串行口(或RS-232)，允許連接開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用Modbus 通訊規(guī)約，在PC或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件，能提供一個(gè)對(duì)于工廠、電廠、工業(yè)和建筑物的服務(wù)的簡(jiǎn)單、實(shí)用的電量管理方案。
　4、自動(dòng)穩(wěn)零
　　具有自動(dòng)校準(zhǔn)零點(diǎn)，克服零點(diǎn)隨時(shí)間和溫度的漂移。實(shí)現(xiàn)參數(shù)的零點(diǎn)免調(diào)，提高了儀表的整體測(cè)量精度，提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化了校準(zhǔn)流程。
　5、極寬的動(dòng)態(tài)輸入范圍
　　YW2000采用量程自動(dòng)切換技術(shù)，提供5～120V/600V的電壓輸入量程，0～1A/5A電流輸入量程，能自動(dòng)適用于多種測(cè)量系統(tǒng)，無(wú)需其它硬件和軟件的調(diào)整。
　6、內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)
　　YW2000提供內(nèi)部的RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘)，記錄系統(tǒng)時(shí)間。
　7、可編程狀態(tài)設(shè)定
　　YW2000允許用戶對(duì)其工作狀態(tài)“測(cè)量系統(tǒng)選擇”、“CT、PT變比”、“顯示內(nèi)容”、“電能需量”、“通訊”、“時(shí)鐘”、“電能累加復(fù)位”等進(jìn)行更改設(shè)定。
　8、記憶
　　YW2000在電源掉電時(shí)，能夠記憶當(dāng)前工作狀態(tài)或設(shè)定值、電能累加數(shù)值、需量值、時(shí)間、PT變比、CT變比。
　9、多種接線方式
　　適用于多種接線方式：三相四線、三相四線平衡負(fù)載、三相三線、三相三線平衡負(fù)載、一相二線和一相三線。
　10、數(shù)字化整定
　　參數(shù)均采用數(shù)字化校準(zhǔn)，摒棄了常規(guī)采用電位器的模擬調(diào)整方法，簡(jiǎn)化了硬件電路，提高了整機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性，每個(gè)測(cè)量參數(shù)都可以調(diào)整，且不會(huì)對(duì)其它參數(shù)造成影響。
　11、故障自動(dòng)診斷
　　具有故障自動(dòng)診斷功能，并將結(jié)果顯示在屏幕上或通過(guò)串行口輸出。
　12、抗電磁干擾能力強(qiáng)
　　*的電磁兼容性設(shè)計(jì)，具有抗電磁干擾能力，適合在強(qiáng)電磁干擾的復(fù)雜環(huán)境中使用。
13、安裝方便
　　YW2000*的功能使系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝、布線的復(fù)雜程度和材料的綜合成本降低了。外形采用與世界范圍內(nèi)被廣泛使用的DIN標(biāo)準(zhǔn)(它符合DIN92×92㎜開(kāi)孔)，具有良好的互換性。
三.特點(diǎn)
　1、中、英文兩種文字顯示。
　2、應(yīng)用自動(dòng)穩(wěn)零技術(shù)，抑制零點(diǎn)漂移。
　3、數(shù)字化整定，借助上位軟件，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助調(diào)試。
　4、抗電磁干擾能力強(qiáng)，即使在嚴(yán)酷的場(chǎng)合也能正常運(yùn)行。
　5、運(yùn)行參數(shù)及電能累加值可掉電長(zhǎng)期保存。
四.外形尺寸

五.主要技術(shù)指標(biāo)
　1、準(zhǔn)確度、顯示位數(shù)及模式

參數(shù)	位數(shù)	顯示數(shù)值及單位			各相顯示符號(hào)					準(zhǔn)確度
					1相		2相	3相	合相
相電壓	5	99999	V/kV		V1		V2	V3	Ve0	0.2%RD(0～350V)
										0.5%RD(0～150V)
線電壓	5	99999	V/kV		V12		V23	V31	Ve	1.0%RG(0～600V)
										1.0%RG(0～260V)
電流	5	99999	A/kA		I		I2	I3	Ie	0.2%RD(0～5A)
										0.5%RD(0～1A)
有功功率	5	99999	W/kW/MW/GW		P1		P2	P3	P	0.5%RD
無(wú)功功率	5	99999	var/kvar/Mvar/Gvar		Q1		Q2	Q3	Q	0.5%RD
視在功率	5	99999	VA/kVA/MVA/GVA		S1		S2	S3	S	0.5%RD
功率因數(shù)	5	1.0000			PF1		PF2	PF3	PF	0.5%RG
有功電能	8		Wh/kWh/MWh						Wh	1.0%RD
無(wú)功電能	8		varh/kvarh/Mvarh						Qh	1.0%RD
零序電流	5	99999	A/kA						I0	5%RG
頻率	5	70.000	Hz		Hz					0.1%RG
注：
V1/V2/V3/Ve0：相電壓				V12/V23/V31/Ve：線電壓
PF1/PF2/PF3：?jiǎn)蜗喙β室驍?shù)				PF：總功率因素
I0：零序電流(僅三相四線系統(tǒng))
電能準(zhǔn)確度范圍				功率因數(shù)		COSФ 0.5～1.0(有功電能)
						SINФ 0.5～1.0(無(wú)功電能)
				電壓		＞50V
				電流		＞0.5A
RD 讀值，相對(duì)誤差				RG 范圍，滿度誤差(對(duì)每一段自動(dòng)量程范圍)

　2、輸入
　　量程

電壓：	5～120V/600V(600V)    自動(dòng)量程切換
電流：	0～1A/5A(6A)          自動(dòng)量程切換

　　吸收功耗

電壓：	＜0.2VA(600V)/0.01VA(150V)
電流：	＜0.1VA(5A)

　　過(guò)載能力

電壓：	750V連續(xù)/1000V 10秒/1200V 3秒
電流：	2倍額定連續(xù)/10倍額定30秒 /25倍額定2秒 /50倍額定1秒

　　測(cè)量系統(tǒng)接線方式
　　　三相四線/三相三線/一相二線或一相三線/三相三線平衡/三相四線平衡，可通過(guò)鍵盤(pán)及串行口用軟件設(shè)定選擇。
　　可編程設(shè)定

編程模式：	(口令)
測(cè)量系統(tǒng)選擇：	三相四線/三相三線/一相二線/一相三線/三相三線平衡/三相四線平衡
CT，PT變比：	1～64000
顯示內(nèi)容：	換頁(yè)時(shí)間/畫(huà)面選擇
電能需量：	取樣時(shí)間：3～30分鐘 滑窗時(shí)間：15/30分鐘 電能需量復(fù)位
通訊：	波特率：1200/2400/4800/9600 校驗(yàn)位：奇／偶／無(wú)校驗(yàn)位 地  址：0～255
時(shí)鐘：	年、月、日、時(shí)、分、秒、星期
電能累加復(fù)位：	(口令)
校準(zhǔn)：	(口令)

　　時(shí)鐘

時(shí)間格式：	年／月／日／時(shí)／分／秒
時(shí)鐘誤差：	0.5秒/24小時(shí)

　　通訊

串行口：	RS485(標(biāo)準(zhǔn))／RS232(可選)
通訊規(guī)約：	MODBUS

　　絕緣強(qiáng)度

對(duì)象：	在輸入／輸出／電源之間
引用標(biāo)準(zhǔn)：	IEC688－1992
試驗(yàn)方法：	AC2kV 1分鐘 漏電流2mA

　　電磁兼容
　　　1.2/50-8/20us浪涌：電源：4kV(1.2×50μs)　　I/O線：2kV
　　　快速瞬變脈沖串：電源：4kV,2.5kHz　　I/O線：2kV, 5kHz
　　　靜電放電：接觸放電：6kV　　氣隙放電：8kV
　　　射頻電磁場(chǎng)：10V/m中等強(qiáng)度的電磁輻射(如距離不少于1米的手提對(duì)講機(jī))
　　穩(wěn)定性

溫度范圍：－10～＋50℃

溫度影響：100ppm/℃

長(zhǎng)期穩(wěn)定性：＜0.2％/年

　　工作條件

溫度：－10～＋50℃

濕度：20～95％   無(wú)凝露

　　儲(chǔ)藏條件

溫度：－25～＋75℃

濕度：20～95％   無(wú)凝露

　　工作電源

電源電壓：	AC 85～265V 40～70Hz，DC 85～330V(標(biāo)準(zhǔn)) AC 30～60V? 40～70Hz，DC 18～90V(可選)
整機(jī)功耗：＜4W(節(jié)能方式：＜3W)

　　重量

凈重：700g

毛重：750g

　　外形尺寸

外形尺寸：120mm(長(zhǎng))×120mm(寬)×130mm(深)

安裝開(kāi)孔尺寸：92mm×92mm

　　端子定義

六.工作原理
　　1、工作原理：YW2000由測(cè)量、顯示、控制、接口和電源等部分組成。
測(cè)量部分由精密小型互感器(輸入：0～600V、0～5A)及前置信號(hào)處理電路構(gòu)成，從中獲取電壓、電流、頻率、相位等多種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；顯示部分采用液晶(LCD)顯示模塊，每屏可以顯示8×4個(gè)漢字(16×16)或128×64個(gè)像素的圖形；控制部分采用PIC16C系列單片機(jī)芯片，配以多路A/D，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，以及容錯(cuò)電路等外圍芯片；接口部分采用半雙工的RS485接口，用于向上位機(jī)實(shí)時(shí)傳遞測(cè)量數(shù)據(jù)、可編程參數(shù)、(小)值及其時(shí)間標(biāo)簽。電源部分采用高頻開(kāi)關(guān)電源，使得儀器更加節(jié)能，更能適應(yīng)多種不同的電源電壓環(huán)境。
軟件主要實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算、內(nèi)部參數(shù)計(jì)算、電能累加、(小)值及其產(chǎn)生時(shí)間的記錄、各部分的管理、異常情況的判斷處理、人機(jī)界面等功能。由于軟件量較大、功能復(fù)雜，因此程序采用了的編程理念：功能模塊化，結(jié)構(gòu)格式化，任務(wù)簡(jiǎn)單化，時(shí)間多元化。具有多種優(yōu)點(diǎn)：程序維護(hù)簡(jiǎn)單，流程清晰明了，事件并行處理，響應(yīng)快速有效。
為了提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，內(nèi)部裝有高穩(wěn)定度基準(zhǔn)源，溫度監(jiān)測(cè)及采用軟硬件冗余等容錯(cuò)技術(shù)；為了提高整機(jī)的抗干擾能力，采取了多項(xiàng)電磁兼容保護(hù)措施，在惡劣的工作環(huán)境下也能正常工作。
　　 2、硬件框圖

　　3、軟件框圖：

　 　　　4、測(cè)量參數(shù)表示方法及計(jì)算公式：
　　　電壓

相電壓	V1  V2  V3	Vn=[(∑Ui2)/n]1/2
線電壓	V12 V23 V31	Vn=[(∑(Ui+Ui’)2)/n]1/2
平均相電壓	Ve0	Ve0= (V1+V2+V3)/3
平均線電壓	Ve	Ve= (V12+V23+V31)/3

　　　電流

相電流	I1  I2  I3	In=[(∑Ii2)/n]1/2
平均相電流	Ie	Ie= (I1+I2+I3)/3

　　　零序電流

零序電流

I0

I0=[(∑(I1i+I2i+I3i)2)/n]1/2

　　　有功功率

單相有功	P1  P2  P3	Pn=∑(Ui×Ii)
總有功功率	P	P= P1+P2+P3

　　　無(wú)功功率

單相無(wú)功	Q1  Q2  Q3	Qn=∑(Ui×Ii-π/4)
總無(wú)功功率	Q	Q=Q1+Q2+Q3

　　　視在功率

單相視在	S1  S2  S3	Sn=(Pn2+Qn2)1/2
總有功功率	S	S=(P2+Q2)1/2

　　　功率因數(shù)

相功率因數(shù)	PF1 PF2 PF3	PFn = Pn/Sn	PF的符號(hào) =P×Q的符號(hào)
總功率因數(shù)	PF	PF = P/S

　　　電能

有功電能	+Wh  -Wh	Wh=∑(P×t)	t≤1mS
無(wú)功電能	+Qh  -Qh	Qh=∑(Q×t)

　　　頻率

頻率

F

F=1/T

分辨率為0.25μs