PMC580系列电能质量监控装置说明书V130129分解.docx

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PMC580系列电能质量监控装置说明书V130129分解

PMC-580系列电能质量监控装置

使用技术说明书V1.3

深圳市中电电力技术有限公司

危险和警告

本设备只能由专业人士进行安装，对于因不遵守本手册的说明所引起的故障，厂家将不承担任何责任。

触电、燃烧或爆炸的危险

⏹设备只能由取得资格的工作人员才能进行安装和维护。

⏹对设备进行任何操作前，应隔离电压输入和电源供应，并且短路所有电流互感器的二次绕组。

⏹要用一个合适的电压检测设备来确认电压已切断。

⏹在将设备通电前，应将所有的机械部件，门和盖子恢复原位。

⏹设备在使用中应提供正确的额定电压。

不注意这些预防措施可能会引起严重伤害。

本说明书版权属深圳市中电电力技术有限公司所有，未经书面许可，不得复制，传播或使用本文件及其内容。

深圳市中电电力技术有限公司保留所有版权，包括专利许可权，实用模型的注册权或设计权。

我们已经检查了本手册关于描述硬件和软件保持一致的内容。

由于不可能完全消除差错，所以我们不能保证完全的一致。

本手册中的数据将定期审核，并在下一版的文件中做必要的修改，欢迎提出修改建议。

以后版本中的变动不再另行通知。

目录

1概述１

1.1功能介绍１

1.2技术特性２

1.3应用２

2技术指标３

2.1工作环境３

2.2额定参数３

2.3精度指标３

2.4过载能力４

2.5数字量输入４

2.6功耗４

2.7通讯接口４

2.8电气绝缘４

2.9机械性能５

2.10电磁兼容５

3功能６

3.1电能质量监测功能６

3.2测量与计量功能７

3.3事件和电量记录８

3.4输入/输出（DI/DO）８

3.5通讯功能９

4面板操作及参数设置９

4.1前面板介绍９

4.2按键介绍１０

4.3显示菜单１０

4.4参数设置１２

4.5参数查看１３

5安装调试１５

5.1装置结构图１５

5.2背板端子布置１６

5.3额定工作电源１６

5.4接地线连接１６

5.5交流回路接线方式１６

5.6通讯线连接１７

5.7DI输入１９

5.8指示灯１９

6售后服务承诺２０

6.1质量保证２０

6.2软件升级２０

6.3质保限制２０

1概述

1.1功能介绍

PMC-580系列电能质量监控装置是深圳市中电电力技术有限公司研制的高端电能质量监控装置，遵循电能质量六项国家标准和电能质量监测设备通用要求国家标准，集谐波分析、波形采样与电压上冲/下陷记录、闪变监测、电压不平衡度测量、故障录波、事件记录、测量控制等多功能为一体，应用于监测电能质量是否符合国家标准或国际标准。

结合深圳中电自主研发的软件系统PQSYS可构架省级、地区、当地的电能质量监测系统。

PMC-580系列以32位CPU和DSP为核心，每周波采样从256点到1024点可选，采样数据每半周波（10ms）刷新一次，基本功能见表1.1。

表1.1PMC-580系列基本功能表

装置型号

基本功能

PMC-580A

PMC-580B

PMC-580C

电能质量分析

波形采样率（每周波最大采样点数）

256

512

1024

谐波（各次谐波、奇次/偶次谐波、总谐波）

63rd

63rd

63rd

谐波（幅值、相位、间谐波次数）

40th

40th

40th

电压偏差、频率偏差

■

■

■

电压上冲/下陷检测

■

■

■

对称分量（零序、正序、负序）

■

■

■

暂态捕捉（ms）

80

40

20

闪变分析（EN50160，IEC6100-4-7/4-15）

■

■

■

其他基本测量

电压/电流：

三相（单相）、平均、不平衡度

■

■

■

零序电压（V4）、中性线和零序电流输入（I4、I5）

■

■

■

功率：

有功、无功、视在、功率因数、频率

■

■

■

电能：

双向、输入、输出、总和、净值

■

■

■

数据和事件记录

最小值/最大值记录

■

■

■

定时记录（组）

800

800

800

故障录波（周波）

96

96

96

时间分辨率（秒）

0.001

0.001

0.001

GPS时钟同步

■

■

■

通信接口、通信协议、I/O扩展

RS-232/485通信口

1

1

1

以太网口

1

1

1

数字状态量输入

8

8

8

数字状态量输出

7

7

7

越限、报警和控制

越限监视（最小响应时间，周波）

1/2

1/2

1/2

定值越限（个数）

65

65

65

逻辑、数学计算功能

■

■

■

触发报警

■

■

■

计量计费及其标准

ANSIC12.16精度标准

■

■

■

ANSIC12.200.2级精度标

■

■

■

IEC62053-220.2s级精度标准，1A和5A

■

■

■

备注：

■固有功能*可选功能空白无此功能

另注：

本说明书中凡涉及到对“PMC-580A”的一些说明举例，也同样适用于“PMC-580B”“PMC-580C”。

2技术特性

完善的电能质量监测功能，完全满足六项电能质量国家标准。

高测量精度，全电量测量。

本体提供8DI、7DO，可监视更多的状态量。

高采样精度和高采样频率实现了高速故障录波和多种录波方式的组合，如每周波128点、64点、32点或16点故障录波。

每周波最低采样256点，直接监视的谐波高达63次，且采样点数越高，谐波精度及其它性能参数就越高。

对于状态变位，最小分辨率1ms，对于电量瞬变，最小分辨率为半周波（10ms），能够有效捕捉电量在故障过程中的真有效值，把事故预警、事故发生、事故演变和发展全部动态过程置于极其严密的监视中，帮助用户准确查找和分析事故原因，有效防止严重事故的发生和发展。

装置提供多种远程通信接口RS-232、RS-485、Ethernet，实现数据共享。

2.1应用

PMC-580系列装置可应用于各种规模和电压等级的变电站、发电厂和电力系统电网调度中心，主要有：

Ø变电站

●变电站综合自动化系统的单元式监控装置

●大用户进线电能质量监视和故障录波

●高压线路和变压器监控

●作为配网自动化的FTU

●高次谐波测量和越限监视

●电源电压波动和瞬变过程记录

Ø发电厂

●发电厂电气DAS系统

●发电机组空载和短路测试过程自动记录

●发电机组故障录波

●发电机组定子高阻接地监视

●谐波监视和不对称运行监视

Ø电力系统

●稳定性负荷模型校核

●电压稳定监视和控制

●运行方式实时分析

●动态和暂态稳定性监视

Ø冶金行业

●大型变压器的监控

●整流机组的监控

●谐波监测和不对称运行监视

●故障录波和事件记录

Ø其它应用

●大容量UPS动态和瞬态波动监视和记录

●柴油发电机组出厂测试

●变压器出厂测试

●备用电源自投

3技术指标

3.1工作环境

（1）环境温度-25ºC～+70ºC

（2）相对湿度5%～95%无冷凝

3.2额定参数

（1）装置工作电源

•220VDC/AC误差±20％

•110VDC/AC误差±20％

（2）交流输入回路

•电流回路：

5A/1A

•交流电压:

57V～347V

（3）数字量输入：

24VDC内激励

（4）频率：

50Hz

3.3精度指标

基本电量的技术指标见表2.1。

表2.1基本电量的技术指标

参数

精度

电压

±0.2%

电流

±0.2%

功率因数

±1.0%

频率

±0.01Hz

电压偏差

±0.2%

频率偏差

±0.01Hz

三相电压不平衡度

±0.2%

三相电流不平衡度

±1.0%

谐波

A级

电压波动

±5%

闪变

±5%

3.4过载能力

（1）交流电流回路：

1.2倍额定电流，连续工作

2倍额定电流，允许10s

（2）交流电压回路：

2倍额定电压，连续工作

（3）直流电源回路：

80%～120%倍额定电压，连续工作

3.5数字量输入

（1）激励电源：

24VDC内激励

（2）时间分辨率：

1ms

3.6功耗

（1）交流电流回路：

<0.75VA/相

（2）交流电压回路：

<0.5VA/相

（3）工作电源：

<5W

3.7通讯接口

装置提供3个通讯接口：

一个RS-232、一个RS-485及一个Ethernet口。

3.8电气绝缘

（1）绝缘电阻：

装置的绝缘要求满足表2.2。

表2.2装置绝缘要求

测试部位

兆欧表（V）

技术要求

电源回路对地

1000

>100MΩ

交流电流回路对地

1000

开关量输入回路对地

500

>10MΩ

电流、电压、电源、开出量回路之间

1000

>100MΩ

（2）绝缘强度：

装置绝缘强度要求见表2.3。

表2.3装置绝缘强度

试验部位

耐压水平（工频）

技术要求

电源回路对地

2.0kV，1分钟

试验期间应不发生击穿或闪络现象，以及泄露电流明显增大或电压降

交流回路对地

交流电流、电压、电源、开出量回路之间

开关量输入回路对地

500V，1分钟

（3）冲击电压试验

在正常大气条件下，装置的电源输入回路、交流信号输入回路、信号输出触点等各回路对地、以及回路之间，应能承受1.2/50μs的标准雷电波的短时冲击电压试验，当额定绝缘电压大于60V时，开路试验电压为6kV；当额定绝缘电压不大于60V时，开路试验电压为1kV。

试验后设备应无绝缘损坏。

冲击试验后，工频交流电流的测量误差应满足等级指数要求。

3.9机械性能

（1）振动试验

能承受GB/T19862-2005中6.6.3规定的振动试验

（2）机械冲击试验

能承受GB/T19862-2005中6.6.4规定的机械冲击试验

3.10电磁兼容

（1）静电放电抗扰度

能承受GB/T17626.2-2008规定的严酷等级为4级的静电放电干扰

（2）射频电磁场辐射抗扰度

能承受GB/T17626.3-2006规定的严酷等级为3级的射频电磁场辐射干扰

（3）电快速瞬变脉冲群抗扰度

能承受GB/T17626.4-2008规定的严酷等级为4级的电快速瞬变脉冲群干扰

（4）浪涌（冲击）抗扰度

能承受GB/T17626.5-2008规定的严酷等级为4级的浪涌干扰

（5）工频磁场抗扰度

能承受GB/T17626.8-2006规定的严酷等级为4级的工频磁场干扰

4功能

PMC-580系列装置提供了完善的电能质量监测功能和三相电力测量功能，可根据六项电能质量国家标准对各项电能质量指标进行监测，同时可以测量数百个高精度实时三相测量参数和状态参数，所有参数均能通过面板显示或仪表通信口在微机上显示。

PMC-580系列本体还具有8DI/7DO，可对中性线进行状态监测，强大的通讯功能与深圳中电研发的PQSys监测软件结合在一起，组成一个完整的电能质量监测系统，实现电能质量的实时监测。

4.1电能质量监测功能

PMC－580装置与本公司开发的电能质量监测软件的计算机结合，构成PQSys电能质量监测与管理系统，或构成分散式故障录波系统。

（1）电压偏差

PMC-580系列装置的电压测量精度为0.2%，同时以一秒的刷新率记录电压的最大最小值，并同步记录其它电量的数值，如电流、功率、功率因素，便于分析电压与运行工况的相关性。

（2）频率偏差

PMC-580系列装置的频率测量精度为±0.01Hz，精度范围从20Hz到70Hz，可实现电力系统频率的在线监视，同时可设置越限报警和记录。

（3）谐波监测

PMC-580系列装置每周波最高采样1024点,可测量和显示基波到63次的各次谐波分量、总谐波畸变率、偶次谐波畸变率、奇次谐波畸变率，所测得的电压、电流和谐波棒图、K因子、峰值因子。

既可直接在本身所带的大屏幕液晶显示器上显示，也可在上位机显示。

（4）电压不平衡和序分量测量

对于发电机和大型电动机，负荷不平衡造成设备的不对称运行，产生负序分量，会引起设备过热和损耗，缩短设备的使用寿命。

PMC-580系列装置测量电压、电流的正序、负序和零序幅值及相位，计算和分析电压不平衡度。

a）电压不平衡度

星形接线：

b）电流不平衡度

在理想的三相电源供电系统中ABC三相电压和电流幅值相等，相位相差120°。

当实际系统偏离上述情况时，就产生了不平衡问题及相应的电源利用效率降低的问题。

而PMC-580系列装置可以分析系统的不平衡现象，并算出正、负、零序的幅值和相位。

（5）故障录波

进线或上级电网的短路故障，用户内部供电电网的短路故障，会引起严重的电压电流波动。

PNC-580系列装置通过捕捉故障电压、故障电流，分析短路容量，故障相别、事故原因，快速查找和排除事故隐患。

PMC-580系列装置可设定65个不同的故障录波触发条件，保护动作、电压电流越限、谐波分量超标、畸变率超标、电压有效值超标、冲击负荷投切、开关合分等均可设定为触发条件，启动故障录波功能，捕捉电压电流波形细微的变化，把事故预警、事故发生、事故演变和发展的全部动态过程置于严密的监视中，完整的记录，帮助用户准确查找和分析事故原因，有效防止事故的发生和发展，提高系统的运行可靠性。

除了可设定多种故障触发条件外，PMC-580系列装置还可设定多种故障录波记录方式（在软件支持下），典型的记录方式有：

a）以每一周波128点的速度连续记录故障前2个周波和故障后12个周波的数据，故障持续的情况下，可连续多次启动，然后进入高速定时记录，每周记录一次电压、电流有效值或包络线。

b）以每周波16点的速度连续记录故障前2个周波和故障后96个周波的数据，故障持续的情况下，可连续多次启动，然后进入高速定时记录，每周记录一次电压、电流有效值或包络线。

c）用户定义的其它故障录波方式。

（6）电压波动、电压上冲下陷、暂态过电压

电力系统负荷调整，正常操作（如补偿电容器的投切）以及远距离的短路故障，可能引起电压的持续波动、电压的上冲下陷、暂态过电压、电压短时中断，这是工业用户设备不正常工作的主要原因。

工业用户内部的大型设备操作，如大型电动机启停、大型变压器投退、大型轧钢机启停，也会给用户自身造成电压波动，严重的电压波动会危及用户自身的计算机控制系统，变频设备，PLC的正常运行。

PMC-580系列装置对电压波动、电压上冲下陷、暂态过电压大典型记录功能有：

a）记录每一次大型用电设备操作引起的电压上冲下陷和暂态过程的电压、电流波形。

b）记录每一次电压上冲下陷和暂态过电压的发生时刻、持续时间、下落深度、暂态过电压倍数等详细数据。

c）用CBEMA曲线统计分析某时段的电压上冲下陷、暂态过电压。

4.2测量与计量功能

（1）实时测量

三相电量监测功能，装置测量的电量包括所有三相交流电量，有：

Ua、Ub、Uc、Uavg。

如果电压接线方式为单相，则Uavg仅对A、B两相进行平均。

Uab、Ubc、Uca、Uavg。

如果接线方式为单相，BC、CA线电压及平均线电压无效。

Ia、Ib、Ic、In、Iavg。

如果接线方式为单相，C相电流无效。

各相kW、kVAR、kVA。

负值表示反向功率。

如果接线方式为单相，C相功率无效。

总kW、kVAR、kVA。

负值表示反向功率。

如果接线方式为单相，总kW、kVAR为A、B两相功率之和，总kVA为总有功功率和总无功功率的矢量和。

各相Cosφ及总Cosφ。

各相功率因数及总功率因数取值范围为0～1.00及-1.00～-0。

负值表示功率因数滞后，正值表示功率因数超前。

如果接线方式为单相，C相功率因数无效，总功率因数仅取AB两相的总功率因数。

（2）电能计量

测量有功电能（kWh）、无功电能（kVARh）及视在电能（kVAh）的输入、输出、总和和净值。

（3）需量

可计算实时需量和峰值需量。

4.3事件和电量记录

PMC-580系列具有大容量非易失性存储器空间供存储记录被监视对象的动态过程，可以实现定时数据记录、波形记录、事件记录等功能。

（1）事件记录。

包括以下事件记录：

•电量越限

•谐波超标

•开关状态变位

•电压波动、电压上冲下陷、暂态过电压

•故障录波

•定时记录启动事件

•装置工作参数的整定

•装置上电及断电

•自诊断事件

PMC-580系列装置的定值越限功能可供用户设置判断条件，当条件满足时输出信号进行控制，可广泛用于故障判定、启动报警、启动记录等场合。

定值越限功能可设定65个越限监视条件，并记录越限事件，分辨率为1ms，事件记录具有优先级，并且装置具有事件记录的优先级设置功能，可供用户设定报警条件及报警级别。

优先级高的事件即使在事件记录容量已满的状态下，仍可保留记录。

（2）电量连续记录

PMC-580系列装置具有20组独立的数据记录，每组可选1至16个参数，共320个参数。

20个数组可选不同的启动、停止条件、记录间隔、可记录容量。

a）动态记录的电量可从任何测量量中选择；

b）动态过程的记录时间间隔从1至24小时可以设定。

（3）电量的最大值和最小值记录

PMC-580系列装置的最大值和最小值记录功能主要应用于电能质量关联性事故记录与分析。

先选定一个需要记录最大最小值的电量或参数，然后选定需要同时记录的最大值或最小值发时刻的其他相关参数，如当谐振谐波达到最大值的时候，PMC-580系列装置可同时记录该时刻的电压、电流、功率、功率因素。

也可选定监视在最大功率发生时刻的电压、功率因素、变压器的温度等。

4.4输入/输出（DI/DO）

PMC-580系列装置提供基本的8个DI，7个DO。

（1）PMC-580系列装置默认配置是8个DI，24V内激励，最大输入转换率为24次转换/秒。

（2）PMC-580系列装置默认配置是7个DO，刷新时间10ms或1s。

备注：

其中DO1和DO2和之前的版本有所区别，之前的DO1和DO2既有常开输出又有常闭输出，现DO1和DO2只有一种输出状态，在出厂时需进行硬件配置，默认配置为常闭接点。

4.5通讯功能

通过通信口，上位机软件能够读取并显示所有被测量参数和状态信息、数据记录等，同时可对装置进行整定，并可接收上位机遥控指令。

PMC-580系列装置本身提供了一个RS-232/485和一个Ethernet通讯口。

支持用屏蔽双绞线和Ethernet实现远程通信。

PMC-580系列装置可同时通过几个通信口，以不同的规约与不同的设备或上位机安全可靠地通信。

各通信口的通信方式、通信规约和波特率，请参见表3.1。

表3.1装置通信口

通信口

通信方式

通信协议

波特率范围

通信口1

RS-232

PMC/ModemGate/EtherGate/MODMaster/MODRTU

1200～19.2Kb/s

通信口2

RS-485

PMC/ModemGate/EtherGate/MODMaster/MODRTU

1200～115.2Kb/s

通信口3

Ethernet

PMC、TCP/IP

10Mb/s

5面板操作及参数设置

PMC-580系列装置的参数查看及设置可通过上位机软件或前面板显示来完成。

本章介绍如何由前面板来查看和设置参数。

5.1前面板介绍

PMC-580系列装置前面板如图4.1所示

图4.1PMC-580系列装置前面板

5.2按键介绍

装置的按键分布图见装置面板图4.1所示。

PMC-580系列装置前面板上有“复位”，“设置”，“↑”，“↓”，“←”，“→”，“确认”，“取消”8个按键。

各个按键的功能如下：

●“复位”键：

复归到默认初始菜单；

●“设置”键：

一键进入“参数设置”子菜单；

●“↑”键：

向上移动光标；或者光标所在位置的数字加1；

●“↓”键：

向下移动光标；或者光标所在位置的数字减1；

●“←”键：

向左移动光标；或者向左翻页；

●“→”键：

向右移动光标；或者向右翻页；

5.3显示菜单

（1）开机界面

PMC-580系列装置上电后经过短暂的开机画面跳到默认菜单，如下图所示：

屏幕左半部可实时显示三相电压，电流矢量图，屏幕右半部可显示Va，Vb，Vc，Ia，Ib，Ic，功率因数，频率的实时值，屏幕下方则显示当前日期和时间。

（2）主菜单

在默认菜单下按任意键进入PMC-580系列装置主菜单,如下图所示：

用户可操作“↑”，“↓”，“←”，“→”键移动光标，PMC-580系列主菜单下面共有8个子菜单，当光标停留在任意一个菜单时，按“确认”键进入。

以下分别对每个子菜单进行详细说明：

◆“1.电能质量”菜单：

菜单

说明

不平衡度

可显示电压不平衡度，电流不平衡度（用百分比表示）

偏差率

可显示Va、Vb、Vc偏差率（用百分比表示）和F（频率）偏差

谐波

可显示各相电压电流高达63次的谐波棒图以及总谐波含量，奇次谐波含量、偶次谐波含量，K因子，峰值因子

闪变

可显示三相长时、短时闪变值

◆“2.基本测量”菜单：

菜单

说明

电压/电流

可显示三相相电压，三相线电压，平均电压，三相电流，平均电流，频率，相位等实时值

功率

可显示三相有功、无功、视在、功率因数等

电能计量

可显示双向、四象限电能，包括输入、输出、总和、净值

◆“3.序分量”菜单：

菜单

说明

矢量图

可显示三相电压、电流的实时矢量图以及幅值、相位

序分量

可显示电压、电流的正、负序、零序值

◆“4.需量数据”菜单：

菜单

说明

实时需量

可显示有功、无功、视在实时需量

最大需量

显示本月/上月的最大需量值以及发生时间

◆“5.实时波形”菜单：

可按左右键分别显示三相电压，三相电流的实时波形。

◆“6.I/O信息”菜单：

菜单

说明

数字量输入

可显示8路DI的状态量

数字量输出

可显示7路DO的状态量

◆“7.装置自检”菜单：

可显示装置的自检信息，包括电源模块，装置温度，存储器，模拟量通道等是否正常，还可以查看PMC-580系列装置的软/硬件版本号。

◆“8.参数设置”菜单：

菜单

说明

基本设置

可设置接线方式，PT变比，CT变比，V4,I4,I5变比，额定电压等，还可以清除电能以及最大需量。

通信设置

可设置COM1通信参数，包括通信规约，波特率，ID号，硬件模式，还可以设置以太网通信参数，包括IP地址和子网掩码。

时间设置

可设置装置时间和日期。

安全设置

可设置装置密码以及是否需要密码保护功能。

5.4参数设置

在正常使用PMC-580系列装置前，必须先设置好装置的运行参数及显示菜单内容。

装置的运行参数决定了装置如何与测量线路连接并测量系统的数据以及如何联网工作。

在装置的参数设置中，很多设置是通过选择一些列表选项来进行的。

选择时可以通过方向键来选中所要选的项目，然后按下“确认”键确定。

修改任何参数设置时，都需要输入用户密码，出厂默认密码是“０”。

（1）基本设