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检测仪说明书

一、概述

LU192A智能电力监测仪（以下简称：

LU192A）是一种具有可编程功能、自动化测量、数码管显示、电能累加、数字通讯等功能为一体的智能三相综合电力参数监测仪表。

它将三相交流电量按线性关系转换为规格化的数字量。

它集数字化、智能化、网络化于一身，使测量过程及数据分析处理实现自动化，减少人为失误，能够全面替代电量变送器、电度表、数显仪表、数据采集器等仪器，是组成电气自动化系统的理想产品。

其结构紧凑、电路先进、测量功能强大，是对传统仪表的革命性设计。

LU192A可广泛应用于电力、邮电、石化、煤炭、冶金、铁道、市政、智能大厦等行业、部门的电气装置、自动控制以及调度系统。

二、功能

Ø测量功能全

LU192A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其它任何线制的全部相电压/线电压（V）、电流（I）、功率（P、Q、S）、电能（Wh、Varh）、功率因数（PF），频率（f）及零序电流（I0）的功能。

Ø数码管显示

LU192A采用数码管显示，参数清晰易读，同时可显示多达3个参数，并能通过手动设定，按顺序读出超过20个参数。

Ø标准规约、轻松组网

LU192A为了满足未来测量仪表的环境，备有RS-485串行口（或RS-232），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。

Ø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。

Ø极宽的动态输入范围

LU192A采用量程自动切换技术，提供0～150V/450V（线电压600V）的电压输入量程，0～1A/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。

Ø可编程状态设定

LU192A允许用户对其工作状态的“CT、PT变比”、“子机地址”、“波特率”、“测量系统选择”、“电能累加复位”等进行更改设定。

Ø记忆

LU192A在电源掉电时，能够记忆所有的设定值、电能累加数值、PT变比、CT变比、波特率、本机地址、测量参数。

Ø电能存储

可累加并保存电能；也可以分八时段分别累加并保存电能，时段由用户任意分配（根据用户要求定制）。

Ø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、一相二线和一相三线。

Ø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。

Ø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。

Ø抗电磁干扰能力强

完善的电磁兼容性（EMC）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。

Ø安装方便

LU192A强大的功能使系统现场安装、布线的复杂程度和材料的综合成本降低了。

外形采用与世界范围内被广泛使用的DIN标准（它符合DIN92×92㎜开孔），具有良好的互换性。

三、特点

Ø应用自动稳零技术，抑制零点漂移。

Ø数字化整定，借助上位软件，实现计算机辅助调试。

Ø抗电磁干扰能力强（Ⅳ级EMC），即使在非常严酷的场合也能正常运行。

Ø所有运行参数及电能累加值可掉电保存100年不变。

四、外形尺寸

96

96

五、主要技术指标

1准确度、显示位数及模式

参数

位数

显示最大数值及单位

各相显示符号

准确度

1相

2相

3相

合相

相电压

5

9999

V

V1

V2

V3

Ve0

0.2%RD（0～450V）

0.5%RD（0～150V）

线电压

5

9999

V

V12

V23

V31

Ve

1.0%RG（0～600V）

1.0%RG（0～260V）

电流

5

9999

A

I1

I2

I3

Ie

0.2%RD（0～5A）

0.5%RD（0～1A）

有功功率

5

9999

kW

P1

P2

P3

P

0.5%RD

无功功率

5

9999

kVar

Q1

Q2

Q3

Q

0.5%RD

视在功率

5

9999

kVA

S1

S2

S3

S

0.5%RD

功率因数

5

1.000

PF1

PF2

PF3

PF

0.5%RG

有功电能

8

9999

kWh

Wh

1.0%RD

无功电能

8

9999

kvarh

Qh

1.0%RD

频率

5

65.00

Hz

Hz

0.1%RG

注：

✧V1/V2/V3/Ve0：

相电压

V12/V23/V31/Ve：

线电压

✧PF1/PF2/PF3：

单相功率因数

PF：

总功率因素

✧I0：

零序电流（仅三相四线系统）

✧电能准确度范围

功率因数

COSФ0.5～1.0（有功电能）

SINФ0.5～1.0（无功电能）

电压

＞50V

电流

＞0.5A

✧RD读值，相对误差

RG范围，满度误差（对每一段自动量程范围）

2输入

2.1量程

电压：

5～150V/450V（线电压600V）自动量程切换

电流：

0～1A/5A（最大6A）自动量程切换

2.2吸收功耗

电压：

＜0.6VA（600V）/0.15VA（150V）

电流：

＜0.1VA（5A）

2.3过载能力

电压：

750V连续/1000V10秒/1200V3秒

电流：

2倍额定连续/10倍额定30秒/25倍额定2秒/50倍额定1秒

2.4测量系统接线方式

三相四线/三相三线/一相二线或一相三线/三相三线平衡/三相四线平衡，可通过键盘及串行口用软件设定选择。

3可编程设定

编程模式：

（口令）

测量系统选择：

三相四线/三相三线/一相二线/一相三线/三相三线平衡/三相四线平衡

PT变比：

1～66

CT变比：

1～1999

显示内容：

画面选择

通讯：

波特率：

1200/2400/4800/9600

校验位：

无校验位

地址：

1～247

电能累加复位：

（口令）

4通讯

串行口：

RS485（标准）／RS232（可选）

通讯规约：

MODBUS

5绝缘强度

对象：

在输入／输出／电源之间

引用标准：

IEC688－1992

试验方法：

AC2kV1分钟漏电流2mA

6电磁兼容

6.11.2/50-8/20us浪涌

电源：

4kV（1.2×50μs）

I/O线：

2kV

6.2快速瞬变脉冲串

电源：

4kV,2.5kHz

I/O线：

2kV,5kHz

6.3静电放电

接触放电：

6kV

气隙放电：

8kV

6.4射频电磁场

10V/m中等强度的电磁辐射（如距离不少于1米的手提对讲机）

7稳定性

温度范围：

－10～＋50℃

温度影响：

100ppm/℃

长期稳定性：

＜0.2％/年

8工作条件

温度：

－10～＋50℃

湿度：

20～95％无凝露

9储藏条件

温度：

－25～＋75℃

湿度：

20～95％无凝露

10工作电源

电源电压：

AC85～265V40～70Hz，DC85～330V（标准）

AC30～60V40～70Hz，DC18～90V（可选）

整机功耗：

＜4W（节能方式：

＜3W）

11重量

净重：

700g

毛重：

750g

12外形尺寸

外形尺寸：

96mm（长）×96mm（宽）×112mm（深）

安装开孔尺寸：

92mm×92mm

13端子定义

六、工作原理

1工作原理：

LU192A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：

0～450V、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；显示部分采用数码管显示，每屏可以显示三个参数；控制部分以PHILIPSARM7系列单片机为核心，配以多路A/D，以及容错电路等外围芯片；接口部分采用半双工的RS485接口，用于向上位机实时传递测量数据、可编程参数、最大（小）值。

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、最大（小）值及其产生时间的记录、各部分的管理、异常情况的判断处理、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，采用软硬件冗余等容错技术；为了提高整机的抗干扰能力，采取了多项电磁兼容保护措施，确保在恶劣的工作环境下也能安全工作。

2硬件框图：

3

测量参数表示方法及计算公式：

3.1电压

相电压

V1V2V3

Vn=[（∑Ui2）/n]1/2

线电压

V12V23V31

Vn=[（∑（Ui-Ui’）2）/n]1/2

平均相电压

Ve0

Ve0=（V1+V2+V3）/3

平均线电压

Ve

Ve=（V12+V23+V31）/3

3.2电流

相电流

I1I2I3

In=[（∑Ii2）/n]1/2

平均相电流

Ie

Ie=（I1+I2+I3）/3

3.3零序电流

零序电流

I0

I0=[（∑（I1i+I2i+I3i）2）/n]1/2

3.4有功功率

单相有功

P1P2P3

Pn=∑（Ui×Ii）/n

总有功功率

P

P=P1+P2+P3

3.5无功功率

单相无功

Q1Q2Q3

Qn=∑（Ui×Ii-π/4）/n

总无功功率

Q

Q=Q1+Q2+Q3

3.6视在功率

单相视在

S1S2S3

Sn=（Pn2+Qn2）1/2

总有功功率

S

S=（P2+Q2）1/2

3.7功率因数

相功率因数

PF1PF2PF3

PFn=Pn/Sn

PF的符号

=P×Q的符号

总功率因数

PF

PF=P/S

3.8电能

有功电能

+Wh-Wh

Wh=∑（P×t）

t≤1mS

无功电能

+varh-varh

varh=∑（Q×t）

3.9频率

频率

F

F=1/T

分辨率为0.1µs

七、显示及按键操作说明

1.显示说明：

a、仪表提供4个操作键，具体功能如下：

键入数值时作为移动光标位置的功能；在实时数据显示界面中为显示系统参数设置功能

在实时数据显示界面中为修改系统参数功能；在系统参数设置界面为进入该菜单功能；键入数值时作为向右移动光标位置的功能；在光标移动到最末位时为确认输入数据功能；

选择上一菜单或键入数值时作为递增的功能

选择下一菜单或键入数值时作为递减的功能

b、仪表提供三行四位高亮度数码管显示，如果显示三相数据，默认第一行为A相数据，其它两行依次为B、C相；

c、仪表提供一列指示灯说明显示数据类型，依次为：

电压、电流、有功、无功、频率、有功电度、无功电度、功率因数、编程状态和电能脉冲。

2.测量数据查询

a、右图为一个典型数据显示界面：

通过指示灯和数码显示数值用户可以非常方便的知道当前测量的三相电压值以下逐一列出所有可能的测量数据：

1）电压：

自动调整小数点位，当处于三相四线模式下，显示相电压；处于三相三线模式下，显示线电压；单位伏特；

2）电流：

自动调整小数点位，单位安培；

3）有功功率：

有符号位，自动调整小数点位，单位千瓦；

4）无功功率：

有符号位，自动调整小数点位，单位千乏；

5）频率：

三相四线模式下，测量A相电压；三相三线模式下，测量CA线电压；单位赫兹；

6）有功电度：

测量最大值9,999，单位千瓦时；

7）无功电度：

测量最大值9,999,单位千乏时；

8）功率因数：

有符号位，负号表示功角超前，容性负载，自动调整小数点位；

3.编程状态：

当进入仪表编程模式时，指示灯点亮，退出则熄

4.以下逐一列出仪表所有的可编程项目

1）编程密码：

出厂初始密码为1000，高级密码为9999，只有输入密码正确才能进行编程；

2）PT变比：

外部PT一次侧额定值与二次侧额定值的比值（范围为1～66）；直接显示输入电压值时取1。

3）CT变比：

外部CT一次侧额定值与二次侧额定值的比值（范围：

1～1999）；直接显示输入电流值时取1。

4）通讯地址：

仪表MODBUS协议地址（范围：

1～247）；

5）通讯波特率：

可以支持1200、2400、4800和9600bps；

6）测量模式：

用户可以选择三相四线（3P4L）、一相二线（1P2L）、三相三线（3P3L）、三相三线平衡（3P3B）、一相三线（1P3L）或者三相四线平衡（3P4B）等模式；

7）清除累加电能；

5.操作举例

假设目前仪表工作在三相四线模式下，CT变比为1，通讯地址1，初始密码为1000，此时欲CT变比更改为10，如下操作：

1）快速触发“St”键，进入编程模式，并准备输入密码；显示如下：

再次快速触发“St”键，把光标移动到第一位，并按“Up或Dn”键输入数值“1”，然后触发“St”键把光标移至最后；显示如下：

再次触发“St”键，确认输入，密码正确后显示如下界面：

通过触发“Dn”键，选择CT变比设置，显示如下：

通过触发“St”键把光标移到第三位，再触发“Up或Dn”键输入数值“1”，再次触发“St”键把光标移到第四位，再触发“Up或Dn”键输入数值“0”，再次触发“St”键，把输入数据保存，显示如下：

CT变比设置完成，此时触发“Bs”键，测量数据显示界面。

6.观察系统参数设置，但不进行更改，可以通过触发“Bs”键，循环显示系统参数设置情况。

八、接线与安装

1.接线

LU192A以其完善的设计思路，保证每个测量通道单独使用时完全一致、对称。

其具有多种接线方式，适用于多种负载形式。

注意：

1、接线时，电压输入回路（包括电源）必须在每条线路上串联适当的保险。

2、电流输入回路的阻抗尽量小。

在CT方式下，主回路处于工作带电状态时，绝对禁止将CT二次侧（即电流输入回路）开路。

3、必须严格按下列接线图示要求接线，否则将有可能导致设备损坏，甚至造成人身安全，由此引发的质量问题，不在保修范围内。

1.1一相二线负载

1.1.1无PT

1.1.2有PT

1.2三相三线：

1.2.1PT

1.2.2有PT

1.3

三相三线平衡负载：

1.3.1无PT

1.3.2有PT

1.4

三相四线：

1.4.1无PT

1.4.2有PT

1.5三相四线平衡负载：

1.5.1无PT

1.5.2有PT

1.6一相三线

1.6.1无PT

1.6.2有PT

2安装与维护

2.1精度

精度漂移为每年≯0.2％。

精度校验时间间隔周期由用户的精度要求决定。

有关精度校验请与本公司联系。

2.2现场安装

仪表发生故障一般采用整机更换的方法，但在初次安装时应作好以下工作，以保证维护尽可能方便。

1.应提供一个CT短接盒，这样使LU192A的电流输入不连接时，不会使CT开路，短接盒接线应使保护继电器的功能不受影响。

2.LU192A必须牢固安装，以防止震动导致电气安全事故。

3.工作电源：

AC85～265V，50Hz；DC85～330V或DC18～90V。

4.电气连接线要求：

电流输入线用2.5㎜2多股铜线，电压输入线、电源线用1.5㎜2多股铜线，RS-485通讯用1.0㎜2屏蔽双绞线。

2.3安装环境

1.仪表应尽量安装在干燥、通风良好并远离热源和强（电）磁场的地方。

2.环境温度为：

-10℃～50℃。

3PT和CT的选择

PT选择：

LU192A可直接连接57/100、100/173、220/381、240/415、277/480的三相四线或三相三线系统。

这些输入也可采用次级为100V的PT。

如系统相电压超过347V（线电压600V），则必须用PT。

PT用于将系统L-N（Y形）或L-L（Δ形）电压降至100V满刻度范围，PT按以下方式选择：

1、星形（Y）：

PT初级额定值=V相（或最接近较高标准值的值）

PT次级额定值=100V

2、三角形（Δ）：

PT初级额定值=V线

PT次级额定值=100V

PT质量直接影响系统精度。

PT必须有良好的线性和相间关系才能保证电压、有功和功率因数（PF）的读数有效。

CT选择：

CT次级额定值由LU192A的电流输入选项决定，标准值为5A。

4PT和CT的连接

输入电流、电压的相序、极性对装置的正确操作是重要的，引入PT的各相电压，将由短路器保险丝保护，如果PT的额定功率超过25W，则次级要加保险丝。

在PT初级的激励下，PT次级能产生致命电压和电流。

因此对装置安装和操作时，需采取安全预防措施（去掉PT保险）。

当CT次级开路时，在初级激励下将产生致命电压和电流。

因此在装置安装和操作时，需采取如短接CT次级等安全预防措施。

CT应通过短接端子或测试端子连到仪表，以便于CT的安全连接和断开。

九、通讯连接

LU192A的RS485通讯口使用屏蔽双绞线连接。

即使有的仪表不需远方通信，但由于诊断、测试、软件更新、参数更新等均可通过网络来实现。

因此为使用方便也应将它们连接到RS485网络上。

1网络布局：

LU192A与上位机连接、组成局域网时，要考虑整个网络的布局。

诸如：

通讯电缆的长度、走向、上位机的位置、网络末端的匹配电阻、通讯转接器、网络可扩展性、网络覆盖范围、环境的电磁干扰情况等因素，都要综合考虑。

2连接到计算机：

一般，在实验室单机通讯比较简单，因为距离较近、电磁环境较好，所以不必考虑过多因素，甚至在找不到双绞线时可以随便找两条长度合适的导线临时代替，也是可以的。

但在工程上，要严格按照要求施工，以免日后正常运行时出现问题。

上位机可以是电脑（PC）、PLC、数据采集器、RTU等，本章均以PC为例，其它类推。

PC机没有RS485接口，但都有RS232串行接口，因此要与LU192A连接，就需要一个转换装置，这里推荐使用厂家配套的“RS232/RS485转接器”。

可将RS232串行接口直接转换成RS485接口，与LU192A相连。

要在与上位机连接的电缆屏蔽层的一端有效接地（保护地：

大地、屏柜、机箱等），应避免两点或者多点接地。

LU192A没有保护接地端，且外壳是塑料，因此不必接地。

但是，如果有金属屏柜、箱盒，应尽量安装在其内部，效果会更好。

注意：

进行RS485电缆连接时，尽量使用双色双绞线，所有的“+”端接同一种颜色，“-”端接另一种颜色。

2.1单机通讯连接：

PC机与单台LU192A通讯。

将RS232/RS485转接器的RS232端直接插入PC机的串行口座，RS485端接长度不超过1200米的双绞线屏蔽电缆，双绞线另一端接LU192A，然后并接120欧姆1/4W电阻。

2.2多机通讯

2.2.1线型连接：

PC机与多台LU192A通讯，有多种连接方式，如：

线型、环形、星形等，但是不要接成“T”形。

线型连接，是将多台LU192A按照顺序一个接一个地接入网络。

距离主机，一台比一台远。

适合测量点分布较为集中、未来又扩展需要的情况。

2.2.2

环形连接：

环形连接，将多台LU192A用电缆连接成闭合环形，然后从一点接到PC。

主机从两个方向与子机连接，适合子机分布相对集中、可靠性要求高的情况。

2.2.3

星形连接：

星形连接，将多台LU192A用电缆连接成星形（放射线状），然后从中心点接到PC。

主机从两个方向与子机连接，适合子机分布范围相对较分散较复杂较广、未来可扩展性较好的情况。

一十、通讯规约

1引言

LU192A通讯规约详细描述了本机串行口通讯的读、写命令格式及内部信息数据的定义，以便第三方开发使用。

1.1PLCModBus兼容性

ModBus通讯规约允许LU192A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LU192A智能表，就只要简单的增加一套基于PC（或工控机）的中央通讯主控显示软件（如：

组态王、Intouch、FIX、synall等）就可建立一套监控系统。

1.2广泛的通讯集成

LU192A智能表提供与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LU192A智能表与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传递。

2ModBus基本规则

2.1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：

LU192A）之间传递。

2.2主站将初始化和控制在RS485通讯回路上传递的所有信息。

2.3任何一次通讯都不能从子站开始。

2.4在RS485回路上的所有通讯都以“信息帧”方式传递。

2.5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。

“信息帧”就是一个由数据帧（每一个字节为一个数据帧）构成的字符串（最多255个字节），是由信息头和发送的编码数据构成标准的异步串行数据，该通讯方式也与RTU通讯规约相兼容。

3数据帧格式：

通讯传输为异步方式，并以字节（数据帧）为单位。

在主站和子站之间传递的每一个数据帧都是11位的串行数据流。

数据帧格式：

起始位

1位

数据位

8位（高位在前、低位在后）

奇偶校验位

1位：

有奇偶校验位；无：

无奇偶校验位

停止位

1位：

有奇偶校验位；2位：

无奇偶校验位

有校验位的时序图：

无校验位的时序图：

4LU192A通讯规约

当通讯命令发送至仪器时，符合相应的地址码的设备接收通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务；然后把执行结果返送给发送者。

返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后的数据以及错误校验码（CRC）。

如果出错就不发送任何信息。

4.1信息帧格式

START

ADD

CS

DATA

CRC

END

初始结构

地址码

功能码

数