YW2000智能電力監(jiān)測儀
一.概述
YW2000智能電力監(jiān)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、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)測儀表。它將三相交流電量按線性關系轉換為規(guī)格化的數(shù)字量。它集數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化于一身，使測量過程及數(shù)據(jù)分析處理實現(xiàn)自動化，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，是組成電氣自動化系統(tǒng)的理想產品。其結構緊湊、測量功能強大，是對傳統(tǒng)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(yè)、部門的電氣裝置、自動控制以及調度系統(tǒng)。
二.功能
1、測量功能多
YW2000功能強大，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、英文兩套界面可轉換，很適合我國國情。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(shù)，并能通過手動或自動設定，按順序讀出超過30個參數(shù)。
3、標準規(guī)約、輕松組網(wǎng)
YW2000為了滿足未來測量儀表的環(huán)境，備有RS-485串行口(或RS-232)，允許連接開放式結構的局域網(wǎng)絡。應用Modbus 通訊規(guī)約，在PC或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上運行的軟件，能提供一個對于工廠、電廠、工業(yè)和建筑物的服務的簡單、實用的電量管理方案。
4、自動穩(wěn)零
具有自動校準零點，克服零點隨時間和溫度的漂移。實現(xiàn)參數(shù)的零點免調，提高了儀表的整體測量精度，提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，簡化了校準流程。
5、極寬的動態(tài)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，能自動適用于多種測量系統(tǒng)，無需其它硬件和軟件的調整。
6、內部實時時鐘(RTC)
YW2000提供內部的RTC(實時時鐘)，記錄系統(tǒng)時間。
7、可編程狀態(tài)設定
YW2000允許用戶對其工作狀態(tài)“測量系統(tǒng)選擇”、“CT、PT變比”、“顯示內容”、“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，能夠記憶當前工作狀態(tài)或設定值、電能累加數(shù)值、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(shù)字化整定
參數(shù)均采用數(shù)字化校準，摒棄了常規(guī)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(wěn)定性，每個測量參數(shù)都可以調整，且不會對其它參數(shù)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、抗電磁干擾能力強
完善的電磁兼容性設計，具有抗電磁干擾能力，適合在強電磁干擾的復雜環(huán)境中使用。
13、安裝方便
YW2000強大的功能使系統(tǒng)現(xiàn)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(wěn)零技術，抑制零點漂移。
3、數(shù)字化整定，借助上位軟件，實現(xiàn)計算機輔助調試。
4、抗電磁干擾能力強，即使在嚴酷的場合也能正常運行。
5、運行參數(shù)及電能累加值可掉電長期保存。
四.外形尺寸
1、準確度、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 | 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 | 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：單相功率因數(shù) | PF：總功率因素 | |||||||||
| I0：零序電流(僅三相四線系統(tǒng)) | ||||||||||
| 電能準確度范圍 | 功率因數(shù) | 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 | |||||||||
| 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(600V) 自動量程切換 |
| 電流： | 0～1A/5A(6A) 自動量程切換 |
| 電壓： | ＜0.2VA(600V)/0.01VA(150V) |
| 電流： | ＜0.1VA(5A) |
| 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 |
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(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 |
| 顯示內容： | 換頁時間/畫面選擇 |
| 電能需量： | 取樣時間：3～30分鐘 滑窗時間：15/30分鐘 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) |
| 時間格式： | 年／月／日／時／分／秒 |
| 時鐘誤差： | 0.5秒/24小時 |
| 串行口： | RS485(標準)／RS232(可選) |
| 通訊規(guī)約： | MODBUS |
| 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 |
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(wěn)定性
| 溫度范圍：－10～＋50℃ |
| 溫度影響：100ppm/℃ |
| 長期穩(wěn)定性：＜0.2％/年 |
| 溫度：－10～＋50℃ |
| 濕度：20～95％ 無凝露 |
| 溫度：－25～＋75℃ |
| 濕度：20～95％ 無凝露 |
| 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(jié)能方式：＜3W) | |
| 凈重：700g |
| 毛重：750g |
| 外形尺寸：120mm(長)×120mm(寬)×130mm(深) |
| 安裝開孔尺寸：92mm×92mm |
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(shù)據(jù)；顯示部分采用液晶(LCD)顯示模塊，每屏可以顯示8×4個漢字(16×16)或128×64個像素的圖形；控制部分采用PIC16C系列單片機芯片，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(shù)據(jù)、可編程參數(shù)、(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(jié)能，更能適應多種不同的電源電壓環(huán)境。
軟件主要實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)計算、內部參數(shù)計算、電能累加、(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(yōu)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(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，內部裝有高穩(wěn)定度基準源，溫度監(jiān)測及采用軟硬件冗余等容錯技術；為了提高整機的抗干擾能力，采取了多項電磁兼容保護措施，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：
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(shù)
相功率因數(shù) | PF1 PF2 PF3 | PFn = Pn/Sn | PF的符號 |
總功率因數(shù) | 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 |
