• 概述

隨著電力電子裝置的廣泛使用，非線性負(fù)荷不斷增加，電網(wǎng)中的諧波含量也不斷上升，諧波污染對(duì)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅，給周圍電氣環(huán)境帶來(lái)極大影響。如：消耗電力系統(tǒng)的無(wú)功儲(chǔ)備；增加輸電線損耗；增加了電機(jī)的附加諧波損耗，使其發(fā)熱，縮短使用壽命；使電能測(cè)量產(chǎn)生較大誤差；造成重要的和敏感的自動(dòng)控制和保護(hù)裝置工作紊亂，誤動(dòng)和拒動(dòng)的現(xiàn)象增加，導(dǎo)致可靠性下降等。

HS-HM2000諧波在線監(jiān)測(cè)裝置是我公司新一代產(chǎn)品，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和分析電網(wǎng)中母線及線路的電壓和電流的基波及2～21次諧波，可對(duì)諧波越限給出報(bào)警，并通過(guò)RS485或RS232通信接口將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)要求。

本裝置廣泛適用于380V至220kV各電壓等級(jí)的發(fā)電廠、變電站、石油、煤礦、鋼鐵、冶金、化工等大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)。

• 功能及特點(diǎn)
• 采用先進(jìn)的工業(yè)級(jí)中央處理器，運(yùn)算速度快、工作狀態(tài)穩(wěn)定、抗干擾性能強(qiáng)。
• 裝置采用頻率自動(dòng)鎖定技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生變化后，裝置仍能得出正確的分析結(jié)果。
• 基于快速傅里葉變換原理，運(yùn)算結(jié)果快速準(zhǔn)確，可對(duì)電力線路的基波及2至21次諧波電壓、電流、總諧波畸變率進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)。
• 監(jiān)測(cè)方式靈活，可通過(guò)設(shè)定采樣間隔和連續(xù)越限次數(shù)來(lái)避開(kāi)暫態(tài)越限。
• 報(bào)警條件可根據(jù)實(shí)際需要選擇總諧波畸變率越限報(bào)警、電壓和電流的某次諧波值越限報(bào)警，限值可修改。
• 越限時(shí)自動(dòng)打印相關(guān)信息，并通過(guò)通信接口上傳數(shù)據(jù)。
• 人機(jī)界面友好，漢字顯示，操作簡(jiǎn)單、直觀。
• 裝置可記錄30條越限記錄。

• 技術(shù)參數(shù)

3.1 環(huán)境要求

• 戶內(nèi)使用，通風(fēng)應(yīng)良好 。
• 環(huán)境溫度：-10℃ ～ +50℃
• 相對(duì)濕度：小于90%，表面無(wú)凝露 。
• 大氣壓力：80 ～ 110Kpa 。
• 海拔高度：< 2000m 。
• 周圍介質(zhì)無(wú)導(dǎo)電塵埃與導(dǎo)致金屬或使絕緣損壞的腐蝕性氣體、霉菌等。

3.2 技術(shù)參數(shù)

• 工作電源：AC/DC220V（如有特殊要求請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)說(shuō)明），功耗≤20W。
• 信號(hào)的測(cè)量范圍：電壓：5~120V；PT回路功耗  0.5VA/相。電流：0.25 A ~5 A；CT回路功耗  0.5VA/相。
• 報(bào)警節(jié)點(diǎn)容量：AC250V，5A；DC30V，5A。
• 通信接口：RS232/485（任選其一，請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)說(shuō)明），波特率1200～9600bps。
• 通信規(guī)約：內(nèi)置三種通信規(guī)約CM90、CDT、MODBUS。

• 硬件原理框圖

圖1  裝置硬件原理框圖

• 面板說(shuō)明

HS-HM2000裝置面板示意圖見(jiàn)圖2所示：

• 液晶顯示器：128×64圖形點(diǎn)陣液晶，全中文顯示。
• 指示燈：指示系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)
• 運(yùn)行：裝置工作正常時(shí)，“運(yùn)行”燈有規(guī)律的閃爍。
• 電源：裝置工作電源指示。
• 電壓越限：當(dāng)電壓諧波越限后點(diǎn)亮。
• 電流越限：當(dāng)電流諧波越限后點(diǎn)亮。
• 裝置故障：裝置內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)點(diǎn)亮。
• 按鍵：用于設(shè)定參數(shù)、查看信息等操作。
• 打印機(jī)：打印越限數(shù)據(jù)。
• 操作說(shuō)明

裝置的菜單結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖3 菜單結(jié)構(gòu)圖

裝置開(kāi)機(jī)后主界面顯示如圖4所示，按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入功能主菜單界面，如圖5所示：

圖4 主界面                                            圖5 主菜單

反白顯示的行為光標(biāo)當(dāng)前位置，按方向鍵選擇菜單項(xiàng)，按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入相應(yīng)子菜單，按“取消”鍵返回到主界面。

6.1 信息瀏覽

信息瀏覽子菜單用于查看各相諧波信息、畸變率信息及諧波越限追憶信息：

圖6 信息瀏覽菜單

6.1.1 諧波信息

諧波信息菜單顯示各相的基波以及2至21次諧波信息，顯示界面如圖8所示：

圖7 諧波信息菜單                             圖8 諧波信息顯示界面

每屏顯示三條諧波信息，按方向鍵切換其他的諧波信息，電壓?jiǎn)挝籚，電流單位A。

6.1.2 畸變率信息

本菜單顯示三相電壓、電流的總諧波畸變率，單位：%，顯示界面如圖9所示：

圖9 畸變率顯示界面

6.1.3 事件追憶

顯示近三十次歷史越限記錄信息，顯示界面如圖11所示：

在圖11中，第一行的含義是：第一條越限信息，越限類型是A相電壓總諧波畸變率越

限；第二行是越限時(shí)的基波電壓值；第三行是越限時(shí)的電壓總諧波畸變率；第四行是越限發(fā)

生的時(shí)間。

按方向鍵查看其他越限信息，信息的序號(hào)越小，越限發(fā)生的時(shí)間越近。

6.2 參數(shù)設(shè)置

本菜單用于設(shè)定各種參數(shù)及定值。

圖12 參數(shù)設(shè)置菜單

注：進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置菜單后，裝置將停止運(yùn)行，參數(shù)設(shè)定后應(yīng)及時(shí)返回主菜單。

6.2.1監(jiān)測(cè)方式

采樣間隔：設(shè)定測(cè)量計(jì)算的間隔時(shí)間。

連續(xù)越限：為避開(kāi)干擾和暫態(tài)的諧波越限，當(dāng)諧波越限的連續(xù)次數(shù)大于等于設(shè)定值時(shí)，

測(cè)量結(jié)果才作為是否越限的判據(jù)。

圖13  監(jiān)測(cè)方式子菜單

按下方向鍵移動(dòng)光標(biāo)，上方向鍵修改數(shù)值，下同。

6.2.2報(bào)警設(shè)置

本菜單用于設(shè)定相關(guān)的報(bào)警參數(shù)。

• 報(bào)警使能：顯示界面見(jiàn)圖15，設(shè)置基波或諧波越限時(shí)，是否允許報(bào)警接點(diǎn)輸出。
• 報(bào)警方式：選擇總諧波畸變率越限報(bào)警或諧波值越限報(bào)警，見(jiàn)圖16所示。
• 報(bào)警限值：見(jiàn)圖17所示。
• 監(jiān)測(cè)啟動(dòng)值：當(dāng)相電壓大于設(shè)定值時(shí)，裝置啟動(dòng)諧波監(jiān)測(cè)功能。
• 諧波值上限：設(shè)置電壓、電流的基波及各次諧波的上限值，見(jiàn)圖19。

• 畸變率上限：設(shè)定A、B、C三相的電壓、電流總諧波畸變率上限值，見(jiàn)圖20。

6.2.3通信參數(shù)

本菜單設(shè)置通信相關(guān)參數(shù)。

圖21 通信設(shè)置菜單

6.3 時(shí)間校準(zhǔn)

本菜單設(shè)置裝置的時(shí)間。

• 通信
• 本裝置可提供RS232/485通信接口，用戶任選一種，請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)說(shuō)明。
• 波特率可設(shè)為1200、2400、4800、9600。
• 內(nèi)置三種通信規(guī)約：南瑞CM90，循環(huán)遠(yuǎn)動(dòng)CDT，MODBUS。
• 通訊方式：8位數(shù)據(jù)位，1位起始位，1位停止位，無(wú)校驗(yàn)，異步半雙工。

7.1 CM90規(guī)約

報(bào)文格式如下表所示：

0EBH	同步字符
90H
0EBH
90H
STX（02H）	起始符
ADDR	裝置地址
CODE	特征碼
Group Num（01h）	分組數(shù)
Group No(01h)	分組序號(hào)
Length	報(bào)文長(zhǎng)度
。 。 。	報(bào)文內(nèi)容
Sum L	代碼和
Sum H
ETX（03H）	結(jié)束符

• 報(bào)文長(zhǎng)度指特征碼，分組數(shù)，分組序號(hào)，報(bào)文長(zhǎng)度字節(jié)數(shù)，報(bào)文內(nèi)容長(zhǎng)度之和。
• 代碼和為地址碼、特征碼、分組數(shù)，分組序號(hào)，報(bào)文長(zhǎng)度，報(bào)文內(nèi)容總和的低16位值（單字節(jié)相加）。
• 分組序號(hào)為1。

7.1.1網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)

系統(tǒng)下發(fā)命令：EB  90  EB  90  02  裝置地址  5A  01  01  0A  年  月  日  時(shí)

分  秒  代碼和（L） 代碼和（H）  03。

注：時(shí)間數(shù)據(jù)格式為BCD碼。

7.1.2信號(hào)復(fù)歸

用于復(fù)歸裝置報(bào)警信號(hào)。

系統(tǒng)下發(fā)命令：EB  90  EB  90  02  裝置地址號(hào)  5F  01  01  04  代碼和（L）代碼和（H）  03。

7.1.3狀態(tài)查詢

系統(tǒng)下發(fā)命令：EB  90  EB  90  02  裝置地址號(hào)  50  01  01  04  代碼和（L）

代碼和（H）  03。

• 若裝置無(wú)動(dòng)作則回復(fù)   EB  90  EB  90  02  裝置地址號(hào)  06  01  01  04  代碼和（L） 代碼和（H）  03。
• 若發(fā)生諧波越限則回復(fù)     EB  90  EB  90  02  裝置地址號(hào)  55  01  01  0E  年 月 日  時(shí)  分  秒  通道號(hào)  諧波次數(shù)  越限值L  越限值H  代碼和（L） 代碼和（H）  03。
• 動(dòng)作時(shí)間數(shù)據(jù)格式為BCD碼。
• 通道號(hào)：0—Ua，1—Ub，2—Uc，3—Ia，4—Ib，5—Ic。
• 諧波次數(shù)：0—畸變率越限；1—基波越限；2～21—越限的諧波次數(shù)。
• 越限值：電壓越限時(shí)，越限值為實(shí)際電壓值（V）的100倍；電流越限時(shí)，越限值為實(shí)際電流值（A）的1萬(wàn)倍；畸變率越限時(shí)，越限值為實(shí)際THD（%）的100倍。

7.2 CDT規(guī)約

當(dāng)裝置的通信規(guī)約為CDT時(shí)，裝置不接收任何信息，裝置定時(shí)上傳數(shù)據(jù)。

• 裝置無(wú)動(dòng)作：上傳數(shù)據(jù)格式為EB  90  EB  90  EB  90  B1  30  00  裝置地址  01  CRC。
• 發(fā)生諧波越限：上傳數(shù)據(jù)格式為EB  90  EB  90  EB  90  F1  10  03  裝置地址  01  CRC  F0  年  月  日  00  CRC  F1  時(shí)  分  秒  00  CRC  F2  通道號(hào)  諧波次數(shù)  越限值L  越限值H  CRC。

注：通道號(hào)  諧波次數(shù)  越限值L  越限值H等數(shù)據(jù)的含義與7.1.3的定義相同。

7.3 MODBUS規(guī)約

報(bào)文格式如下：

裝置地址  功能碼  數(shù)據(jù)數(shù)量  數(shù)據(jù)1……數(shù)據(jù)n   CRC（L）  CRC（H）

7.3.1網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)

系統(tǒng)下發(fā)命令：裝置地址  42  06  年  月  日  時(shí)  分  秒  CRC（L）  CRC（H）

注：時(shí)間數(shù)據(jù)格式為BCD碼。

7.3.2信號(hào)復(fù)歸

系統(tǒng)下發(fā)命令：裝置地址  43  04  00  00  00  1E  CRC（L）  CRC（H）

7.3.3狀態(tài)查詢

系統(tǒng)下發(fā)命令： 裝置地址  41  04  00  00  00  A5  CRC（L）  CRC（H）

裝置回復(fù)：

• 裝置無(wú)動(dòng)作，上傳數(shù)據(jù)格式為：裝置地址  48  04  00  00  00  AA  CRC（L）  CRC（H）
• 發(fā)生諧波越限，上傳數(shù)據(jù)格式為：裝置地址  44  0A  年  月  日  時(shí)  分  秒    通道號(hào)  諧波次數(shù)  越限值L  越限值H  CRC（L）  CRC（H）。

注：通道號(hào)  諧波次數(shù)  越限值L  越限值H等數(shù)據(jù)的含義與7.1.3的定義相同。

• 安裝

8.1  外形尺寸和安裝尺寸：

• 裝置端子接線說(shuō)明

X1                                  X2

1	Ua*
2	Ua
3	Ub*
4	Ub
5	Uc*
6	Uc
7	Ia*
8	Ia
9	Ib*
10	Ib
11	Ic*
12	Ic
13	空
14	空
15	空
16	空

1	越限報(bào)警
2	越限報(bào)警*
3	232R/485A
4	232T/485B
5	通信GND
6	空
7	空
8	空
9	空
10	空
11	空
12	空
13	空
14	AC220/DC＋
15	AC220/DC－
16	接地

• X1—1～12：電壓、電流輸入信號(hào)接線端子。
• X2—1、2：越限報(bào)警信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)。
• X2—3、4、5：RS232/485通信接口。
• X2—14、15：裝置工作電源。
• X2—16：屏蔽地。

9 運(yùn)輸及貯存

9.1 運(yùn)輸

包裝好的產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中的貯存溫度為-25℃～+55℃，相對(duì)濕度不大于95%。產(chǎn)品可承受在此環(huán)境中的短時(shí)貯存。

9.2 貯存

包裝好的產(chǎn)品應(yīng)貯存在-10℃～+55℃、相對(duì)濕度不大于80%、周圍空氣中不含有腐蝕性、火災(zāi)及爆炸性物質(zhì)的室內(nèi)。

10 質(zhì)量保證及服務(wù)

10.1 質(zhì)量保證

產(chǎn)品出廠后，在用戶完全遵守本產(chǎn)品說(shuō)明書規(guī)定的運(yùn)輸、貯存、安裝和使用要求的情況下，產(chǎn)品自出廠之日起錯(cuò)誤！未找到引用源。年內(nèi)，如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品及其配套件發(fā)生非人為損壞，制造廠負(fù)責(zé)免費(fèi)修理或更換。

10.2 保修辦法

• 符合10.1條規(guī)定，在保修期內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，制造廠負(fù)責(zé)更換或維修；
• 符合10.1條規(guī)定，超出保修期限所出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，由用戶同制造廠協(xié)商，采取有償方式進(jìn)行更換或維修；
• 超出10.1條規(guī)定所出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，用戶應(yīng)同制造廠協(xié)商，采取有償方式更換或維修。

11 訂貨須知

• 產(chǎn)品型號(hào)、名稱及訂貨數(shù)量。
• 裝置的工作電源額定值。
• 系統(tǒng)的電壓等級(jí)。
• 通信接口形式。
• 其他特殊要求。