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YW2000智能电力监测仪

一.概述
  YW2000智能电力监测仪(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、智能分析、最(大、小)值记忆、数字通讯等功能为一体的智能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、智能化、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,能够全面替代电量变送器、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、电路先进、测量功能强大,是对传统仪表的革命性设计。YW2000可广泛应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政、智能大厦等行业、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等仪器的部分或全部功能。测量功能包括:一条三相四线制回路或其它任何线制的全部相电压/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,非常适合中国国情。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。实现所有参数的零点免调,提高了仪表的整体测量精度,提高了系统的整体稳定性,简化了校准流程。
 5、极宽的动态输入范围
  YW2000采用量程自动切换技术,提供5~120V/600V的电压输入量程,0~1A/5A电流输入量程,能自动适用于各种测量系统,无需任何硬件和软件的调整。
 6、内部实时时钟(RTC)
  YW2000提供内部的RTC(实时时钟),精确记录系统时间。
 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”、“最大电能需量”、“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,能够记忆所有的当前工作状态或设定值、电能累加数值、最大需量值、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
  所有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,提高了整机的可靠性和稳定性,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,具有极强的抗电磁干扰能力,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泛使用的DIN标准(它符合DIN92×92㎜开孔),具有良好的互换性。
三.特点
 1、中、英文两种文字显示。
 2、应用自动稳零技术,抑制零点漂移。
 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,即使在非常严酷的场合也能正常运行。
 5、所有运行参数及电能累加值可掉电保存100年不变。
四.外形尺寸


五.主要技术指标
 1、准确度、显示位数及模式
参数 位数 显示最大数值及单位 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(仅三相四线系统)  
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(最大600V)    自动量程切换
电流: 0~1A/5A(最大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
最大电能需量: 取样时间:3~30分钟
滑窗时间:15/30分钟
最大电能需量复位
通讯: 波特率: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
   快速瞬变脉冲串: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;显示部分采用高品质的液晶(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;控制部分以PIC16C系列单片机为核心,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、最大(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,更能适应各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、最大(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,因此程序采用了先进的编程理念: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,响应快速有效。
为了提高系统的可靠性、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术;为了提高整机的抗干扰能力,采取了多项电磁兼容保护措施,确保在恶劣的工作环境下也能安全工作。
   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

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