YW2000智能電力監測儀

一.概述
　　YW2000智能電力監測儀（以下簡稱：YW2000）是一種具有可編程功能、自動化測量、LCD顯示、電能累加、實時時鐘、智能分析、zui（大、小）值記憶、數字通訊等功能為一體的智能三相綜合電力參數監測儀表。它將三相交流電量按線性關系轉換為規格化的數字量。它集數字化、智能化、網絡化于一身，使測量過程及數據分析處理實現自動化，減少人為失誤，能夠全面替代電量變送器、電度表、數顯儀表、數據采集器、記錄分析儀等儀器，是組成電氣自動化系統的理想產品。其結構緊湊、電路*、測量功能*，是對傳統儀表的革命性設計。YW2000可廣泛應用于電力、郵電、石油、煤炭、冶金、鐵道、市政、智能大廈等行業、部門的電氣裝置、自動控制以及調度系統。
二.功能
　1、測量功能多
YW2000功能*，它集合了電量變送器、數字式電度表、數顯表、數據采集器、記錄分析儀、RTU等儀器的部分或全部功能。測量功能包括：一條三相四線制回路或其它任何線制的全部相電壓/線電壓（V）、電流（I）、功率（P、Q、S）、電能（Wh、Qh）、功率因數（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、英文兩套界面可轉換，非常適合中國國情。顯示器采用人的眼睛感覺比較自然、舒適的黃綠色背光。同時可顯示多達4個參數，并能通過手動或自動設定，按順序讀出超過30個參數。
　3、標準規約、輕松組網
YW2000為了滿足未來測量儀表的環境，備有RS-485串行口（或RS-232），允許連接開放式結構的局域網絡。應用Modbus 通訊規約，在PC或數據采集系統上運行的軟件，能提供一個對于工廠、電廠、工業和建筑物的服務的簡單、實用的電量管理方案。
　4、自動穩零
具有自動校準零點，克服零點隨時間和溫度的漂移。實現所有參數的零點免調，提高了儀表的整體測量精度，提高了系統的整體穩定性，簡化了校準流程。
　5、極寬的動態輸入范圍
YW2000采用量程自動切換技術，提供5～120V/600V的電壓輸入量程，0～1A/5A電流輸入量程，能自動適用于各種測量系統，無需任何硬件和軟件的調整。
　6、內部實時時鐘（RTC）
YW2000提供內部的RTC（實時時鐘），精確記錄系統時間。
　7、可編程狀態設定
YW2000允許用戶對其工作狀態“測量系統選擇”、“CT、PT變比”、“顯示內容”、“zui大電能需量”、“通訊”、“時鐘”、“電能累加復位”等進行更改設定。
　8、記憶
YW2000在電源掉電時，能夠記憶所有的當前工作狀態或設定值、電能累加數值、zui大需量值、時間、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、三相四線平衡負載、三相三線、三相三線平衡負載、一相二線和一相三線。
　10、數字化整定
所有參數均采用數字化校準，摒棄了常規采用電位器的模擬調整方法，簡化了硬件電路，提高了整機的可靠性和穩定性，每個測量參數都可以調整，且不會對其它參數造成影響。
　11、故障自動診斷
具有故障自動診斷功能，并將結果顯示在屏幕上或通過串行口輸出。
　12、抗電磁*力強
*的電磁兼容性設計，具有*的抗電磁*力，適合在強電磁干擾的復雜環境中使用。
13、安裝方便
YW2000*的功能使系統現場安裝、布線的復雜程度和材料的綜合成本降低了。外形采用與世界范圍內被廣泛使用的DIN標準（它符合DIN92×92㎜開孔），具有良好的互換性。
三.特點
　1、中、英文兩種文字顯示。
　2、應用自動穩零技術，抑制零點漂移。
　3、數字化整定，借助上位軟件，實現計算機輔助調試。
　4、抗電磁*力強，即使在非常嚴酷的場合也能正常運行。
　5、所有運行參數及電能累加值可掉電保存100年不變。

五.主要技術指標
　1、準確度、顯示位數及模式

參數	位數	顯示zui大數值及單位			各相顯示符號					準確度
					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		I1		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	5	1.0000			PF1		PF2	PF3	PF	0.5%RG
有功電能	8	99999999	Wh/kWh/MWh						Wh	1.0%RD
無功電能	8	99999999	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：單相功率因數				PF：總功率因素
I0：零序電流（僅三相四線系統）
電能準確度范圍				功率因數		COSФ 0.5～1.0（有功電能）
						SINФ 0.5～1.0（無功電能）
				電壓		＞50V
				電流		＞0.5A
RD 讀值，相對誤差				RG 范圍，滿度誤差（對每一段自動量程范圍）

　2、輸入
　　量程

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

　　吸收功耗

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

　　過載能力

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

　　測量系統接線方式
　　　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，可通過鍵盤及串行口用軟件設定選擇。
　　可編程設定

編程模式：	（口令）
測量系統選擇：	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
顯示內容：	換頁時間/畫面選擇
zui大電能需量：	取樣時間：3～30分鐘 滑窗時間：15/30分鐘 zui大電能需量復位
通訊：	波特率：1200/2400/4800/9600 校驗位：奇／偶／無校驗位 地  址：0～255
時鐘：	年、月、日、時、分、秒、星期
電能累加復位：	（口令）
校準：	（口令）

　　時鐘

時間格式：	年／月／日／時／分／秒
時鐘誤差：	0.5秒/24小時

　　通訊

串行口：	RS485（標準）／RS232（可選）
通訊規約：	MODBUS

　　絕緣強度

對象：	在輸入／輸出／電源之間
引用標準：	IEC688－1992
試驗方法：	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：10V/m中等強度的電磁輻射（如距離不少于1米的手提對講機）
　　穩定性

溫度范圍：－10～＋50℃

溫度影響：100ppm/℃

*穩定性：＜0.2％/年

　　工作條件

溫度：－10～＋50℃

濕度：20～95％   無凝露

　　儲藏條件

溫度：－25～＋75℃

濕度：20～95％   無凝露

　　工作電源

電源電壓：	AC 85～265V? 40～70Hz，DC 85～330V（標準） AC 30～60V? 40～70Hz，DC 18～90V（可選）
整機功耗：＜4W（節能方式：＜3W）

　　重量

凈重：700g

毛重：750g

　　外形尺寸

外形尺寸：120mm（長）×120mm（寬）×130mm（深）

安裝開孔尺寸：92mm×92mm

　　端子定義

六.工作原理
　　1、工作原理：YW2000由測量、顯示、控制、接口和電源等部分組成。
測量部分由精密小型互感器（輸入：0～600V、0～5A）及前置信號處理電路構成，從中獲取電壓、電流、頻率、相位等多種實時數據；顯示部分采用高品質的液晶（LCD）顯示模塊，每屏可以顯示8×4個漢字（16×16）或128×64個像素的圖形；控制部分以PIC16C系列單片機為核心，配以多路A/D，實時時鐘，以及容錯電路等外圍芯片；接口部分采用半雙工的RS485接口，用于向上位機實時傳遞測量數據、可編程參數、zui大（小）值及其時間標簽。電源部分采用高頻開關電源，使得儀器更加節能，更能適應各種不同的電源電壓環境。
軟件主要實現測量數據計算、內部參數計算、電能累加、zui大（小）值及其產生時間的記錄、各部分的管理、異常情況的判斷處理、人機界面等功能。由于軟件量較大、功能復雜，因此程序采用了*的編程理念：功能模塊化，結構格式化，任務簡單化，時間多元化。具有多種優點：程序維護簡單，流程清晰明了，事件并行處理，響應快速有效。
為了提高系統的可靠性、穩定性，內部裝有高穩定度基準源，溫度監測及采用軟硬件冗余等容錯技術；為了提高整機的抗*力，采取了多項電磁兼容保護措施，確保在惡劣的工作環境下也能安全工作。
　　 2、硬件框圖

 

 

　　3、軟件框圖：

 

 

　 　　　4、測量參數表示方法及計算公式：
　　　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

　　　無功功率

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

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

　　　電能

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

　　　頻率

頻率

F

F=1/T

分辨率為0.25μs