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滤波补偿柜消弧柜有源滤波柜

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日志

 
 

滤波补偿测控仪ZRWKNLC  

2009-04-06 21:22:49|  分类: 无功补偿谐波治理 |  标签: |举报 |字号 订阅

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ZRKWN滤波补偿测控仪

 

产品使用说明书

 

  (请用户在使用选型前详细阅读本控制器使用说明书)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

中容电力补偿设备有限公司

 

 

 

 

 

 

目      录

 

一、概述

二、使用条件

三、型号说明

四、特点及功能

五、技术参数

六、安装调试

1、操作说明

2、安装说明

3、接线说明

4、调试说明

七、工作原理

1、工作原理

2、投切方式

八、通讯规约

九、超限及故障警示

十、系统故障排除

十一、附注

 

 

 



 

 

一、概述

ZRKWN系列智能无功功率测控仪采用16位单片微处理器芯片、交流采样技术、LCD中文显示,四象限分析等技术,实现了实时数据采集、通讯、电量统计、历史数据存储、故障报警、电网谐波分析、无功补偿等功能,可以直接连接电脑,进行联机操作。主要应用于三相四线制的配电网,监测配电变压器、配电线路运行状态和补偿电网无功,集无功功率的连续、快速、同步补偿、有源滤波、平衡三相负载、消除电压闪变和电压波动等多种功能于一体,有效地提高供电电压质量、提高配电网络的安全稳定及经济运行水平。根据电网的参数控制无功补偿电容器组的自动投切。使电容器工作在最佳状况,确保电压合格率达到规定的要求,有效减少无功损耗并保持系统功率因数在较高范围内。是实现变电站无人值守或老站改造的实用装置。

该装置在研制过程中,以高可靠性和实用性作为研究基础,充分吸取国内外正反方面的经验,经过长期实践和改进,使装置具有可靠性强、自动化程度高、使用简单的特点。

二、使用条件

海拔高度:79.5KPa~106KPa(海拔≤2500米)

环境温度:-25℃~+75℃

相对湿度:空气湿度在20℃时≤90%,在温度较低时,允许有较高的相对湿度。

环境条件:周围介质无爆炸危险、无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体,无导电尘埃。

三、型号说明

 

图1    产品型号说明

四、特点及功能

1. 特点

a.      无功补偿精度高

ZRWKNL测控仪采用自动化控制手段,优先投切方式控制多组电容器组进行集中分组精细补偿,改变了过去一次性整组投切电容方式,提高了补偿精度,彻底解决了欠补及无功倒送之问题,补偿范围可述:0.90~1.0。从而在优先保证电压合格基础上,调整无功缺量,使无功功率始终处于最佳补偿状态,提高了电能质量,节约了电力能源。

b.      保护功能

装置具备上电保护、掉电保护、过压保护、欠压保护、欠流保护、过流保护等多种保护功能。

c.       开关量输入、输出

d.       时钟功能

准确的时钟功能为系统事件的发生和各种统计量提供时间坐标。

e.       开关次数统计功能

统计并显示每只开关的当月动作次数和总动作次数。

f.        电压统计功能

统计包括电压合格率、超上限时间、超下限时间、大值、最小值等。

g.       谐波测量保护功能

可测量至15次谐波,并提供针对电压总谐波畸变率的保护功能,装置可以支持投切滤波器。

h.      监测功能多

i.        ZRWKNL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全部相电压/线电压(V)、电流(I)、功率(P、Q)、电能(WH、QH)、功率因数(COS¢)、频率(F)、谐波(%)及谐波棒图分析、变压器温度等功能。

j.        中、英文显示

ZRKWN采用LCD大屏液晶显示,中英文配合应用,图文并茂,界面内容丰富。显示屏采用人的眼睛感觉比较自然、舒适的蓝色背光。

k.      通讯功能

ZRWKNL为了未来测量仪表的环境具备通讯功能,可通过RS232或RS485通讯口,与就地的计算机设备通讯或组网与远程,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。

l.        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。

m.    极宽的动态输入范围

ZRWKNL采用量程自动切换技术,提供5~220V/380V的 电压输入量程,0~5A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。

n.      可编程状态设定

ZRWKNL允许用户对其工作状态“测量系统选择”、“CT、PT变比”、“通讯”、“电能累加复位”等进行更改设定。

o.       记忆

ZRWKNL在电源掉电时,能够记忆所有的设定值、电能累加值、PT变比、CT变比、波特率、本机地址、测量参数。

p.       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。

q.       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。

r.       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。

s.       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。

t.        安装方便

ZRWKNL强大的功能使系统现场安装、布线的复杂程度大大降低。外型采用嵌入式结构更加适合屏壁安装。

u.       密码保护

为了保证参数不被任意改动,本机还设置了密码功能,打开密码才能进入参数设置状态。

2. 基本功能

1)数据采集


三相电压/三相电流/三相功率因数

日电压/电流最大、最小值

电压超上/下限时间/缺相时间

有功功率/无功功率/有功电度/无功电度

频率/谐波电压/谐波电流/谐波分析至15次

停电时刻/来电时刻/累计停电时间

数据存储不少于3个月


2)数据管理


三相电压/电流/功率因数日最大值/最小值

三相有功功率/无功功率日最大值/最小值

谐波日最大值

补偿电容器投切次数/投入累计时间

电压超上/下限时间

15分钟最大电流

停电时刻/来电时刻


3)数据通讯


实时监控

三相电压/三相电流/三相功率因数

有功功率/无功功率/有功电度/无功电度

谐波/频率

电容器投切状态/故障状态

定期采集

累计数据

三相总有功电度

三相总无功电度

月累计停电时间

整点数据

三相电压/三相电流/三相功率因数

三相有功功率/三相无功功率


4)参数设置


电流互感器变比/电压互感器变比

有功电度/无功电度/时钟

电压上限/电压下限设置

电压谐波总畸变率超限

定点数据存储间隔(分)

单相电容设置/三相电容设置

投入门限系数/切除门限系数

投切延时(以20ms为周期)/电容设置

系统报警延时设置

通讯波特率/通讯串口和奇偶校验位


5)无功补偿

取样物理量为无功功率,系统按照无功需量进行投切电容,无投切振荡,无补偿呆区

五、技术参数

1、基本参数


电源电压:AC220V±20%    50Hz±5%

取样电压:AC220V

取样电流:0~5A

本机功耗:≤15W


2、控制参数


灵敏度:100mA

投入门限系数:0.5~1.2、步长0.1、出厂预置1.00

切除门限系数:内定

投切延时:20ms—999×20ms

过压保护:测量电压的100%—150%、步长1%、出厂预置130%

欠压保护:测量电压的50%—100%、步长1%、出厂预置80%

谐波电压超限:5.0%~30.0%、步长0.5%、出厂预置20%

输出接点:12路, 每路DC12V、60mA


3、测量精度

电压:±0.5%        电流:±0.5%

功率因数:±1.0%

无功功率:±1.0%          有功功率:±1.0%

无功电度:±2.0%          有功电度:±2.0%

4、通讯

物理接口:RS232、RS485

通讯规约:IEC870-5-101、CDT、MODBUS

波特率:1200bps、2400bps、4800bps、9600bps

5、其它

整机性能:符合DL/T 721-2000

抗干扰性能:符合 GB/T  15153.1-1998

重量:不大于2kg

六、安装调试

1、操作说明

1)电源输入、CT二次侧均会危害人身安全,所以操作人员在安装、检修或调换测控仪时,必须先切断电源,短接CT二次侧回路,

严格遵守用电安全操作流程,以确保人身设备安全。

2)接线时应选择合适的线径,并严格按照接线图进行正确接线,以保证操作的安全性和可靠性。

◆电压信号线兼作测控仪电源输入,所以安装位置应尽量远离高压电及大电流载体,以减少电磁干扰。

◆电流信号线宜选用大于1.5MM平方的单股铜导线,且导线尽可能短。

◆接点输出容量为DC12V、60MA,其连线应尽量远离输入回路、高电压和大电流载体。

3)带电采集、设置数据时,均不得接触带电部分、以确保人身设备安全。

2、安装说明

将测控仪仪表装入装置面板开孔糟内(开孔见实物)内,紧固螺钉将监控仪固定在装置面板上。  

 

图2  安装尺寸

3、接线说明

图3  主电路接线图

说明:


1~3:接A、B、C三相电压

4:接零线

5~10:接A、B、C三相电流

11、12:接220V工作电压

13、14:外供电源(可接无线传输)

16、17:可接外部温度传感器

18~19:为通讯B接口

21~22:通讯A接口,RS-485接口

24~27:通讯A接口,RS-232接口

28~32:开关量输入,28为12V输出

33、34脚接报警输出(为空接点输出)

35:COM公共端,接点12V

36~47:1~12路控制信号

48~52:开关量输,48为12V输出


本测控仪的SELE为通讯选择接口,通过跳线的方式选择通讯接口,其中1~2短接为RS-485接口;2~3短接为RS-232接口,此接口为通讯1接口。当RS-232为D型接口时,控制器可直接连接电脑,带微型打印机接口位于控制背板,带USB接口位于控制器面板。

JTAG为在线编程接口。

4、调试说明


1)        按键功能

中心圆键:       菜单、确认,选项或参数修改后的确认

←、→键: 设置增减,参数选项、数值增减或手动投切

UP、Dn键:菜单选项,参数上下选择,及功能返回

 

 

 

2)        主界面

智能无功测控仪系统上电后,进入屏显状态,如图3所示。10秒后,进入主菜单,如图4所示。

            

            图3  屏幕显示图                                              4  主菜单

                                                                 

3) 参数设置

如果是首次使用测控仪,应该根据需要对参数进行修改,使仪表更好的配合系统,实现最佳性能。

进入主菜单后按→选择 ,按面板中心圆键确定,进入参数设置主菜单,如图5、图6所示。按“UP”或“Dn”键对所需设置的参数项进行选择,按中心圆键确认进入。

             

图5 设置主菜单图                                        6设置主菜单(二)

                                                 

a. 系统参数设置

选择“1. 系统参数”并确认进入(图7),出现图8所示对话框,在此可以设置电流变比与电压变比。变比设置完成后,按面板“Dn”进入下一屏,依次进行调整设置。如下如示:

            

图7  参数设置主界面图                               8设置(电流电压变比)

 

 

               

图9设置(电压上下限)                           图10设置(目标功率因数及电压谐波越限)

 

            

图11设置(投切延时及门限)                       图12设置(通讯速率及机器地址)

 

            

图13设置(报警延时)                                        图14设置(存储)

 

当从任何设置菜单中退出,均会弹出图14的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

b. 电容参数设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“2. 电容参数”,如图15所示。确定图15的选择可进入图16的界面,进行1路、2路电容容量的设置。依次下翻可设置其它路数的电容容量。退出电容容量设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

如果某路容值被设为“000”,则该路不能投入。

操作←、→键选择要投入或切除的电容,投切顺序是按系统的优先级定义的。

注意说明:在配电系统负荷较小时,不可强行投入较多电容。

                

              图15  电容参数设置(主界面)                               图16电容容量设置

 

c. 接线方式设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“3. 接线方式”,如图17所示。确定图17的选择可进入图18的界面,进行接线方式的设置。退出设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

              

图17  接线方式设置主界面图18                                   接线方式设置

                                                       

 

d. 密码设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“4. 密码修改”,如图19所示。确定图19的选择可进入图20的界面,进行密码的设置。退出设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

系统初时密码0001,用户密码根据需要可以任意设定。

              

图1密码图                                                 20 密码修改

 

 

e. 自动测试设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“5. 自动测试”,如图21所示。确定图21的选择可进入图22的界面,进行工作方式的设置。退出设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

                

图21工作方式设置主界面图                                  22工作方式

                                                              

 

f. 液晶调试设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“6. 液晶显示”,如图23所示。确定图23的选择可进入图24的界面,进行液晶背光及对比度的设置。退出设置界面时,系统会弹出图14“是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

             

                  图23液晶调试主界                                      图24液晶调试

                                                         

 

g. 电量清零设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“7. 电量清零”,如图25所示。确定图25的选择可进入图26的界面,进行表底电量清零设置。退出设置界面时,系统会弹出 “是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

              

图27清存储器主界图                                          28清存储器

                                                       

h. 清存储器设置

按返回键返回设置主菜单(图5),选择“8. 清存储器”,如图27所示。确定图27的选择可进入图28的界面,进行历史数据清除设置。退出设置界面时,系统会弹出 “是否存储?”的界面,按←键确定保存,设置生效;按→键取消设置,并退出设置界面。

 

4) 文件夹

a. 数据显示

返回主菜单(图4),选择 图标确定进入,弹出图25,选择“1. 数据显示”按面板中心圆键确定,即可进入图26三相电压电流的显示界面。依次下翻可进入图27、图28的界面。

             

图25  文件夹主菜单图                                  26 数据显示菜单之一(U、I)

 

 

              

图27 数据显示菜单(KW、kvar)                        图28 数据显示菜单(cos、Hz)

                           

                                                                                                                        

b. 谐波显示

返回文件夹主菜单,选择“2. 谐波显示”,如图29,按面板中心圆键确定,即可进入图30,界面显示电压电流的3次谐波三相的含量值。依次下翻可进入5次、7次、9次、11次、13次、15、17、19、21、23、次的谐波含量值。

               

图29 谐波显示主界面图图                                      30 谐波显示屏(F:3)

                                                       

 

c. 棒图显示

返回文件夹主菜单,选择“3. 棒图显示”,如图31,按面板中心圆键确定,即可进入图32,界面A相各次谐波的含量以棒状图显示,左上角并显示A相谐波综合含量。依次下翻可进入B相、C相的棒状图显示界面。

                  图31 棒图显示主界面图                                    32棒图显示(HV A)

 

d. 投切显示

返回文件夹主菜单,选择“4. 投切显示”按面板中心圆键确定,即可进入图33,按面板的←、→键进行工作方式的选择,手动功能只作用于补偿电容器的强制投切。

下一屏:投切状态。该屏上部分可显示1-12路的投切状态,中左部分则显示,中右部分显示当前日期及时间、CPU周边温度。下面一行则显示报警状态。

如果某路出现在界面上,表示已投入,反之为切除。

                  

图33 投切显示(手动 自动)                                图34投切状态

                                                

5) 报告

返回主菜单(图4),选择 图标确定进入,弹出图36,选择相应选项,可进入相关界面。

图36  报告主菜单

6)时钟

返回主菜单(图4),选择 图标确定进入,弹出图37,进入界面可对日期及时钟进行调整。

图37  时钟对时

 

 

 

 

7)帮助

返回主菜单(图4),选择 图标确定进入,弹出图38,界面显示相应图标含义。

图38  帮助界面

 

七、工作原理

1、测控仪工作原理

   ZRWKNL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16位单片微机为核心,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RS-485接口,用于向下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、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,温度监测及软硬件冗余等容错技术;为了提高整机的抗干扰能力,采用了多项电磁兼容保护措施,确保了在恶劣的工作环境下也能安全工作。如图所示:

逻辑原理图

2、电容投切方式:编码投切

每级电容可任意设定,设定好电容后系统可按编码投切电容,其中前四路为精补投切,根据电容值的设定系统可按1:2:3:3,1:2:4:8,1:2:2:2等编码。后八组按照系统内定优先级进行投切电容。

八、通讯规约

ZRWKNL通讯规约详细描述了本机串行口的读、写命令格式及内部信息数据的定义,以便第三方很好使用。

1. PLC  MODBUS 兼容性:

MODBUS通讯规约允许ZRWKNL测控仪与施耐德、西门子、AB、GE、MODICON等多个国际著名品牌的可编程顺序控制器(PLC)、RTU、SCADA系统、DCS或第三方具有MODBUS兼容的监控系统之间进行信息和数据的有效传递。有了ZRWKNL测控仪,就只能简单的增加一套基于PC(或工控机)的中央通讯主控软件就可建立一套监控系统。

2. 广泛的通讯集成:

ZRWKNL测控仪提供与MODICON系统相兼容的MODBUS通讯规约,这个通讯规约被广泛作为系统集成的标准。兼容RS-485/232C接口的可编程逻辑控制器MODBUS通讯规约允许信息和数据在ZRWKNL测控仪与MODICON可编程逻辑控制器(PLC)、RTU、SCADA系统、DCS系统和另外兼容MODBUS通讯规约的系统之间进行有效的传递。

3. MODBUS 基本规约:                                                                                              

a.   所有RS485通讯回路都应遵照主/从方式。依照这种方式,数据可以在一个主站(如:PC)和32个子站(如:ZRWKNL)之间传递。

b.    主站将初始化和控制在RS485通讯回路上传递的所有信息。

c.    任何一次通讯都不能从子站开始。

d.    在RS485回路上的所有通讯都以“信息帧”方式传递。

e.    如果主站或子站接收到含有未知命令的信息帧,则不予以响应。

九、超限及故障警示

当电网出现故障或某个参数超限时,状态系统的警示信号就会提示过压、欠压、缺相或某个参数超限,谐波状态。

十、系统故障排除

  因可能出现一些接线错误,会造成整个补偿系统不能正常工作,现将较多的故障现象及排除方法简介如下:

1.            屏幕显示:如果通电屏幕不显示,请检查线路是否接好;如果出现白屏,说明信号源有问题,请检查接线。有电压无电流,或者缺相说明接线问题,仔细检查。

2.            随着补偿电容的投入,监测仪功率因数指示几乎没有变化,出现这种现象,应该移动取样电流互感器,使取样电流=负载电流+电容电流。

3.            随着补偿电容的投入,监控仪显示的功率因数变化不正常,应检查取样电流信号与电压信号的相位是否接错。

4.            如果不能判断问题出在监测仪还是出在外接线路上,可换一台监测仪,如出现相同的故障现象,请您务必按照以上提示检查外接线路。

十一、附注

本产品不允许用户私自拆修,私拆机不享受三包服务。如有问题,请拨打技术电话:18605109999,我们会提供满意的技术支持和售后服务。

                                                                                                                                            

联系人:单博博

电话:18605109999

 

 

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