YW2000电力监测仪

一.概述
　　YW2000电力监测仪(以下简称：YW2000)是一种具有可编程功能、自动化测量、LCD显示、电能累加、实时时钟、分析、zui(大、小)值记忆、数字通讯等功能为一体的三相综合电力参数监测仪表。它将三相交流电量按线性关系转换为规格化的数字量。它集数字化、化、网络化于一身，使测量过程及数据分析处理实现自动化，减少人为失误，能够替代电量变送器、电度表、数显仪表、数据采集器、记录分析仪等仪器，是组成电气自动化系统的理想产品。其结构紧凑、测量功能强大，是对传统仪表的革命性设计。YW2000可广fan应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政、大厦等行业、部门的电气装置、自动控制以及调度系统。
二.功能
　1、测量功能多
　　YW2000功能强大，它集合了电量变送器、数字式电度表、数显表、数据采集器、记录分析仪、RTU等仪器的部分或全bu功能。测量功能包括：一条三相四线制回路或其它线制的相电压/线电压(V)、电流(I)、功率(P、Q、S)、电能(Wh、Qh)、功率因数(PF)，频率(F)及零序电流(I0)的功能。
　2、中、英文显示
　　YW2000采用LCD大屏幕液晶显示，中、英文两套界面可转换，很适合我国国情。显示器采用人的眼睛感觉比较自然、舒适的黄绿色背光。同时可显示多达4个参数，并能通过手动或自动设定，按顺序读出超过30个参数。
　3、标准规约、轻松组网
　　YW2000为了满足未来测量仪表的环境，备有RS-485串行口(或RS-232)，允许连接开放式结构的局域网络。应用Modbus 通讯规约，在PC或数据采集系统上运行的软件，能提供一个对于工厂、电厂、工业和建筑物的服务的简单、实用的电量管理方案。
　4、自动稳零
　　具有自动校准零点，克服零点随时间和温度的漂移。实现参数的零点免调，ti gao了仪表的整体测量精度，ti gao了系统的整体稳定性，简化了校准流程。
　5、ji宽的动态输入范围
　　YW2000采用量程自动切换技shu，提供5～120V/600V的电压输入量程，0～1A/5A电流输入量程，能自动适用于多种测量系统，无需其它硬件和软件的调整。
　6、内部实时时钟(RTC)
　　YW2000提供内部的RTC(实时时钟)，记录系统时间。
　7、可编程状态设定
　　YW2000允许用户对其工作状态“测量系统选择”、“CT、PT变比”、“显示内容”、“zui大电能需量”、“通讯”、“时钟”、“电能累加复位”等进行更改设定。
　8、记忆
　　YW2000在电源掉电时，能够记忆当前工作状态或设定值、电能累加数值、zui大需量值、时间、PT变比、CT变比。
　9、多种接线方式
　　适用于多种接线方式：三相四线、三相四线平衡负载、三相三线、三相三线平衡负载、一相二线和一相三线。
　10、数字化整定
　　参数均采用数字化校准，摒弃了常规采用电位器的模拟调整方法，简化了硬件电路，ti gao了整机的可kao性和稳定性，每个测量参数都可以调整，且不会对其它参数造成影响。
　11、故障自动诊断
　　具有故障自动诊断功能，并将结果显示在屏幕上或通过串行口输出。
　12、抗电磁干扰能力强
　　完善的电磁兼容性设计，具有抗电磁干扰能力，适合在强电磁干扰的复杂环境中使用。
13、安装方便
　　YW2000强大的功能使系统现场安装、布线的复杂程度和材料的综合成本降低了。外形采用与世界范围内被广fan使用的DIN标准(它符合DIN92×92㎜开孔)，具有良好的互换性。
三. te点
　1、中、英文两种文字显示。
　2、应用自动稳零技shu，yi制零点漂移。
　3、数字化整定，借助上位软件，实现计算机辅助调试。
　4、抗电磁干扰能力强，即使在严酷的场合也能正常运行。
　5、运行参数及电能累加值可掉电长期保存。
四.外形尺寸

五.主要技shu指标
　1、准确度、显示位数及模式

参数	位数	显示zui大数值及单位			各相显示符号					准确度
					1相		2相	3相	合相
相电压	5	99999	V/kV		V1		V2	V3	Ve0	0.2%RD(0～350V)
										0.5%RD(0～150V)
线电压	5	99999	V/kV		V12		V23	V31	Ve	1.0%RG(0～600V)
										1.0%RG(0～260V)
电流	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
无功功率	5	99999	var/kvar/Mvar/Gvar		Q1		Q2	Q3	Q	0.5%RD
视在功率	5	99999	VA/kVA/MVA/GVA		S1		S2	S3	S	0.5%RD
功率因数	5	1.0000			PF1		PF2	PF3	PF	0.5%RG
有功电能	8	99999999	Wh/kWh/MWh						Wh	1.0%RD
无功电能	8	99999999	varh/kvarh/Mvarh						Qh	1.0%RD
零序电流	5	99999	A/kA						I0	5%RG
频率	5	70.000	Hz		Hz					0.1%RG
注：
V1/V2/V3/Ve0：相电压				V12/V23/V31/Ve：线电压
PF1/PF2/PF3：单相功率因数				PF：总功率因素
I0：零序电流(jin三相四线系统)
电能准确度范围				功率因数		COSФ 0.5～1.0(有功电能)
						SINФ 0.5～1.0(无功电能)
				电压		＞50V
				电流		＞0.5A
RD 读值，相对误差				RG 范围，满度误差(对每一段自动量程范围)

　2、输入
　　量程

电压：	5～120V/600V(zui大600V)    自动量程切换
电流：	0～1A/5A(zui大6A)          自动量程切换

　　吸收功耗

电压：	＜0.2VA(600V)/0.01VA(150V)
电流：	＜0.1VA(5A)

　　过载能力

电压：	750V连续/1000V 10秒/1200V 3秒
电流：	2倍额定连续/10倍额定30秒 /25倍额定2秒 /50倍额定1秒

　　测量系统接线方式
　　　三相四线/三相三线/一相二线或一相三线/三相三线平衡/三相四线平衡，可通过键盘及串行口用软件设定选择。
　　可编程设定

编程模式：	(口令)
测量系统选择：	三相四线/三相三线/一相二线/一相三线/三相三线平衡/三相四线平衡
CT，PT变比：	1～64000
显示内容：	换页时间/画面选择
zui大电能需量：	取样时间：3～30分钟 滑窗时间：15/30分钟 zui大电能需量复位
通讯：	波 te率：1200/2400/4800/9600 校验位：奇／偶／无校验位 地  址：0～255
时钟：	年、月、日、时、分、秒、星期
电能累加复位：	(口令)
校准：	(口令)

　　时钟

时间格式：	年／月／日／时／分／秒
时钟误差：	0.5秒/24小时

　　通讯

串行口：	RS485(标准)／RS232(可选)
通讯规约：	MODBUS

　　绝缘强度

对象：	在输入／输出／电源之间
引用标准：	IEC688－1992
试验方法：	AC2kV 1分钟 漏电流2mA

　　电磁兼容
　　　1.2/50-8/20us浪涌：电源：4kV(1.2×50μs)　　I/O线：2kV
　　　快SU瞬变脉冲串：电源：4kV,2.5kHz　　I/O线：2kV, 5kHz
　　　静电放电：接触放电：6kV　　气隙放电：8kV
　　　射频电磁场：10V/m中等强度的电磁辐射(如距离不少于1米的手提对讲机)
　　稳定性

温度范围：－10～＋50℃

温度影响：100ppm/℃

长期稳定性：＜0.2％/年

　　工作条件

温度：－10～＋50℃

湿度：20～95％   无凝露

　　储藏条件

温度：－25～＋75℃

湿度：20～95％   无凝露

　　工作电源

电源电压：	AC 85～265V 40～70Hz，DC 85～330V(标准) AC 30～60V? 40～70Hz，DC 18～90V(可选)
整机功耗：＜4W(节能方式：＜3W)

　　重量

净重：700g

毛重：750g

　　外形尺寸

外形尺寸：120mm(长)×120mm(宽)×130mm(深)

安装开孔尺寸：92mm×92mm

　　端子定义

六.工作原理
　　1、工作原理：YW2000由测量、显示、控制、接口和电源等部分组成。
测量部分由精密小型互感器(输入：0～600V、0～5A)及前置信号处理电路构成，从中获取电压、电流、频率、相位等多种实时数据；显示部分采用液晶(LCD)显示模块，每屏可以显示8×4个汉字(16×16)或128×64个像素的图形；控制部分采用PIC16C系列单片机芯片，配以多路A/D，实时时钟，以及容错电路等外围芯片；接口部分采用半双工的RS485接口，用于向上位机实时传递测量数据、可编程参数、zui大(小)值及其时间标签。电源部分采用高频开关电源，使得仪器更加节能，更能适应多种不同的电源电压环境。
软件主要实现测量数据计算、内部参数计算、电能累加、zui大(小)值及其产生时间的记录、各部分的管理、异常情况的判断处理、人机界面等功能。由于软件量较大、功能复杂，因此程序采用了先 的编程理念：功能模块化，结构格式化，任务简单化，时间多元化。具有多种优点：程序维护简单，流程清晰明了，事件并行处理，响应快SU有效。
为了ti gao系统的可kao性、稳定性，内部装有高稳定度基准源，温度监测及采用软硬件冗余等容错技shu；为了ti gao整机的抗干扰能力，采取了多项电磁兼容保护措施，在恶劣的工作环境下也能正常工作。
　　 2、硬件框图

　　3、软件框图：

　 　　　4、测量参数表示方法及计算公式：
　　　电压

相电压	V1  V2  V3	Vn=[(∑Ui2)/n]1/2
线电压	V12 V23 V31	Vn=[(∑(Ui+Ui’)2)/n]1/2
平均相电压	Ve0	Ve0= (V1+V2+V3)/3
平均线电压	Ve	Ve= (V12+V23+V31)/3

　　　电流

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

　　　零序电流

零序电流

I0

I0=[(∑(I1i+I2i+I3i)2)/n]1/2

　　　有功功率

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

　　　无功功率

单相无功	Q1  Q2  Q3	Qn=∑(Ui×Ii-π/4)
总无功功率	Q	Q=Q1+Q2+Q3

　　　视在功率

单相视在	S1  S2  S3	Sn=(Pn2+Qn2)1/2
总有功功率	S	S=(P2+Q2)1/2

　　　功率因数

相功率因数	PF1 PF2 PF3	PFn = Pn/Sn	PF的符号 =P×Q的符号
总功率因数	PF	PF = P/S

　　　电能

有功电能	+Wh  -Wh	Wh=∑(P×t)	t≤1mS
无功电能	+Qh  -Qh	Qh=∑(Q×t)

　　　频率

频率

F

F=1/T

分辨率为0.25μs