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HS-HM2000 谐波在线监测装置

更新时间:2015-03-20 09:51:00点击次数:2109次字号:T|T
相关介绍
  • 概述

随着电力电子装置的广泛使用,非线性负荷不断增加,电网中的谐波含量也不断上升,谐波污染对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁,给周围电气环境带来极大影响。如:消耗电力系统的无功储备;增加输电线损耗;增加了电机的附加谐波损耗,使其发热,缩短使用寿命;使电能测量产生较大误差;造成重要的和敏感的自动控制和保护装置工作紊乱,误动和拒动的现象增加,导致可靠性下降等。

HS-HM2000谐波在线监测装置是我公司新一代产品,能够实时监测和分析电网中母线及线路的电压和电流的基波及2~21次谐波,可对谐波越限给出报警,并通过RS485或RS232通信接口将数据上传至后台监控系统,满足用户对电能质量的监测要求。

本装置广泛适用于380V至220kV各电压等级的发电厂、变电站、石油、煤矿、钢铁、冶金、化工等大型厂矿企业的供电系统。

  • 功能及特点
  • 采用先进的工业级中央处理器,运算速度快、工作状态稳定、抗干扰性能强。
  • 装置采用频率自动锁定技术,当系统频率发生变化后,装置仍能得出正确的分析结果。
  • 基于快速傅里叶变换原理,运算结果快速准确,可对电力线路的基波及2至21次谐波电压、电流、总谐波畸变率进行日常监测。
  • 监测方式灵活,可通过设定采样间隔和连续越限次数来避开暂态越限。
  • 报警条件可根据实际需要选择总谐波畸变率越限报警、电压和电流的某次谐波值越限报警,限值可修改。
  • 越限时自动打印相关信息,并通过通信接口上传数据。
  • 人机界面友好,汉字显示,操作简单、直观。
  • 装置可记录30条越限记录。
  • 技术参数

3.1 环境要求

  • 户内使用,通风应良好 。
  • 环境温度:-10℃ ~ +50℃
  • 相对湿度:小于90%,表面无凝露 。
  • 大气压力:80 ~ 110Kpa 。
  • 海拔高度:< 2000m 。
  • 周围介质无导电尘埃与导致金属或使绝缘损坏的腐蚀性气体、霉菌等。

3.2 技术参数

  • 工作电源:AC/DC220V(如有特殊要求请在订货时说明),功耗≤20W。
  • 信号的测量范围:电压:5~120V;PT回路功耗  0.5VA/相。电流:0.25 A ~5 A;CT回路功耗  0.5VA/相。
  • 报警节点容量:AC250V,5A;DC30V,5A。
  • 通信接口:RS232/485(任选其一,请在订货时说明),波特率1200~9600bps。
  • 通信规约:内置三种通信规约CM90、CDT、MODBUS。
  • 硬件原理框图

图1  装置硬件原理框图


  • 面板说明

HS-HM2000装置面板示意图见图2所示:

  • 液晶显示器:128×64图形点阵液晶,全中文显示。
  • 指示灯:指示系统当前运行状态
    • 运行:装置工作正常时,“运行”灯有规律的闪烁。
    • 电源:装置工作电源指示。
    • 电压越限:当电压谐波越限后点亮。
    • 电流越限:当电流谐波越限后点亮。
    • 装置故障:装置内部发生故障时点亮。
  • 按键:用于设定参数、查看信息等操作。
  • 打印机:打印越限数据。
  • 操作说明

装置的菜单结构如下图所示:

图3 菜单结构图


装置开机后主界面显示如图4所示,按“确认”键进入功能主菜单界面,如图5所示:

图4 主界面                                            图5 主菜单

反白显示的行为光标当前位置,按方向键选择菜单项,按“确认”键进入相应子菜单,按“取消”键返回到主界面。

6.1 信息浏览


信息浏览子菜单用于查看各相谐波信息、畸变率信息及谐波越限追忆信息:

图6 信息浏览菜单

6.1.1 谐波信息

谐波信息菜单显示各相的基波以及2至21次谐波信息,显示界面如图8所示:

图7 谐波信息菜单                             图8 谐波信息显示界面

每屏显示三条谐波信息,按方向键切换其他的谐波信息,电压单位V,电流单位A。

6.1.2 畸变率信息

本菜单显示三相电压、电流的总谐波畸变率,单位:%,显示界面如图9所示:


图9 畸变率显示界面

6.1.3 事件追忆

显示最近三十次历史越限记录信息,显示界面如图11所示:

在图11中,第一行的含义是:第一条越限信息,越限类型是A相电压总谐波畸变率越

限;第二行是越限时的基波电压值;第三行是越限时的电压总谐波畸变率;第四行是越限发

生的时间。

按方向键查看其他越限信息,信息的序号越小,越限发生的时间越近。

6.2 参数设置


本菜单用于设定各种参数及定值。

图12 参数设置菜单

注:进入参数设置菜单后,装置将停止运行,参数设定后应及时返回主菜单。

6.2.1监测方式

采样间隔:设定测量计算的间隔时间。

连续越限:为避开干扰和暂态的谐波越限,当谐波越限的连续次数大于等于设定值时,

测量结果才作为是否越限的判据。

图13  监测方式子菜单

按下方向键移动光标,上方向键修改数值,下同。

6.2.2报警设置

本菜单用于设定相关的报警参数。

  • 报警使能:显示界面见图15,设置基波或谐波越限时,是否允许报警接点输出。
  • 报警方式:选择总谐波畸变率越限报警或谐波值越限报警,见图16所示。
  • 报警限值:见图17所示。
    • 监测启动值:当相电压大于设定值时,装置启动谐波监测功能。
    • 谐波值上限:设置电压、电流的基波及各次谐波的上限值,见图19。

    • 畸变率上限:设定A、B、C三相的电压、电流总谐波畸变率上限值,见图20。

6.2.3通信参数

本菜单设置通信相关参数。



图21 通信设置菜单

6.3 时间校准

本菜单设置装置的时间。

  • 通信
  • 本装置可提供RS232/485通信接口,用户任选一种,请在订货时说明。
  • 波特率可设为1200、2400、4800、9600。
  • 内置三种通信规约:南瑞CM90,循环远动CDT,MODBUS。
  • 通讯方式:8位数据位,1位起始位,1位停止位,无校验,异步半双工。

7.1 CM90规约

报文格式如下表所示:

0EBH

同步字符

90H

0EBH

90H

STX(02H)

起始符

ADDR

装置地址

CODE

特征码

Group Num(01h)

分组数

Group No(01h)

分组序号

Length

报文长度

报文内容

Sum L

代码和

Sum H

ETX(03H)

结束符

  • 报文长度指特征码,分组数,分组序号,报文长度字节数,报文内容长度之和。
  • 代码和为地址码、特征码、分组数,分组序号,报文长度,报文内容总和的低16位值(单字节相加)。
  • 分组序号为1。

7.1.1网络对时

系统下发命令:EB  90  EB  90  02  装置地址  5A  01  01  0A  年  月  日  时

分  秒  代码和(L) 代码和(H)  03。

注:时间数据格式为BCD码。

7.1.2信号复归

用于复归装置报警信号。

系统下发命令:EB  90  EB  90  02  装置地址号  5F  01  01  04  代码和(L)代码和(H)  03。

7.1.3状态查询

系统下发命令:EB  90  EB  90  02  装置地址号  50  01  01  04  代码和(L)

代码和(H)  03。

  • 若装置无动作则回复   EB  90  EB  90  02  装置地址号  06  01  01  04  代码和(L) 代码和(H)  03。
  • 若发生谐波越限则回复     EB  90  EB  90  02  装置地址号  55  01  01  0E  年 月 日  时  分  秒  通道号  谐波次数  越限值L  越限值H  代码和(L) 代码和(H)  03。
  • 动作时间数据格式为BCD码。
  • 通道号:0—Ua,1—Ub,2—Uc,3—Ia,4—Ib,5—Ic。
  • 谐波次数:0—畸变率越限;1—基波越限;2~21—越限的谐波次数。
  • 越限值:电压越限时,越限值为实际电压值(V)的100倍;电流越限时,越限值为实际电流值(A)的1万倍;畸变率越限时,越限值为实际THD(%)的100倍。

7.2 CDT规约

当装置的通信规约为CDT时,装置不接收任何信息,装置定时上传数据。

  • 装置无动作:上传数据格式为EB  90  EB  90  EB  90  B1  30  00  装置地址  01  CRC。
  • 发生谐波越限:上传数据格式为EB  90  EB  90  EB  90  F1  10  03  装置地址  01  CRC  F0  年  月  日  00  CRC  F1  时  分  秒  00  CRC  F2  通道号  谐波次数  越限值L  越限值H  CRC。

注:通道号  谐波次数  越限值L  越限值H等数据的含义与7.1.3的定义相同。

7.3 MODBUS规约

报文格式如下:

装置地址  功能码  数据数量  数据1……数据n   CRC(L)  CRC(H)

7.3.1网络对时

系统下发命令:装置地址  42  06  年  月  日  时  分  秒  CRC(L)  CRC(H)

注:时间数据格式为BCD码。

7.3.2信号复归

系统下发命令:装置地址  43  04  00  00  00  1E  CRC(L)  CRC(H)

7.3.3状态查询

系统下发命令: 装置地址  41  04  00  00  00  A5  CRC(L)  CRC(H)

装置回复:

  • 装置无动作,上传数据格式为:装置地址  48  04  00  00  00  AA  CRC(L)  CRC(H)
  • 发生谐波越限,上传数据格式为:装置地址  44  0A  年  月  日  时  分  秒    通道号  谐波次数  越限值L  越限值H  CRC(L)  CRC(H)。

注:通道号  谐波次数  越限值L  越限值H等数据的含义与7.1.3的定义相同。


  • 安装

8.1  外形尺寸和安装尺寸:

    • 装置端子接线说明

X1                                  X2

1

Ua*

2

Ua

3

Ub*

4

Ub

5

Uc*

6

Uc

7

Ia*

8

Ia

9

Ib*

10

Ib

11

Ic*

12

Ic

13

14

15

16

1

越限报警

2

越限报警*

3

232R/485A

4

232T/485B

5

通信GND

6

7

8

9

10

11

12

13

14

AC220/DC+

15

AC220/DC-

16

接地

  • X1—1~12:电压、电流输入信号接线端子。
  • X2—1、2:越限报警信号输出节点。
  • X2—3、4、5:RS232/485通信接口。
  • X2—14、15:装置工作电源。
  • X2—16:屏蔽地。

9 运输及贮存

9.1 运输

包装好的产品在运输过程中的贮存温度为-25℃~+55℃,相对湿度不大于95%。产品可承受在此环境中的短时贮存。

9.2 贮存

包装好的产品应贮存在-10℃~+55℃、相对湿度不大于80%、周围空气中不含有腐蚀性、火灾及爆炸性物质的室内。


10 质量保证及服务

10.1 质量保证

产品出厂后,在用户完全遵守本产品说明书规定的运输、贮存、安装和使用要求的情况下,产品自出厂之日起错误!未找到引用源。年内,如发现产品及其配套件发生非人为损坏,制造厂负责免费修理或更换。

10.2 保修办法

  • 符合10.1条规定,在保修期内出现质量问题,制造厂负责更换或维修;
  • 符合10.1条规定,超出保修期限所出现质量问题,由用户同制造厂协商,采取有偿方式进行更换或维修;
  • 超出10.1条规定所出现的质量问题,用户应同制造厂协商,采取有偿方式更换或维修。

11 订货须知

  • 产品型号、名称及订货数量。
  • 装置的工作电源额定值。
  • 系统的电压等级。
  • 通信接口形式。
  • 其他特殊要求。

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