1 裝置介紹

1.1 概述

APView500 電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置采用了高性能多核平臺(tái)和嵌入式操作系統(tǒng)，遵照IEC61000-4-30《測(cè)試和測(cè)量技術(shù)-電能質(zhì)量測(cè)量方法》中規(guī)定的各電能質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測(cè)、電壓不平衡度監(jiān)測(cè)、事件記錄、測(cè)量控制等功能為一體。裝置在電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)測(cè)量方法的標(biāo)準(zhǔn)化和指標(biāo)參數(shù)的測(cè)量精度以及時(shí)鐘同步、事件告警功能等各個(gè)方面均達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn) A 級(jí)要求，能夠滿足110kV 及以下供電系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的要求、廣泛適用于化工、鋼鐵、冶金、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心、交通建筑等行業(yè)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

1.2 特點(diǎn)（優(yōu)勢(shì)）

1.2.1 高性能的硬件平臺(tái)

裝置采用基于 Xilinx SoC 構(gòu)架的雙 ARM 內(nèi)核處理器，ARM1 運(yùn)行嵌入式 Linux、TCP/IP協(xié)議、Http 協(xié)議、Web 服務(wù)器、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析，ARM2 用來數(shù)據(jù)采樣、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)計(jì)算。裝置每周波采樣高達(dá) 1024 點(diǎn)，具備高測(cè)量精度能準(zhǔn)確記錄故障波形。采用 eMMC 進(jìn)口高速存儲(chǔ)芯片容量達(dá)到 32GB，可以長(zhǎng)期存儲(chǔ)事件記錄與故障波形等數(shù)據(jù)。具備友好的人機(jī)界面，800*480 像素點(diǎn)陣彩色大尺寸液晶可就地查看實(shí)時(shí)波形與故障波形，方便用戶故障分析。

1.2.2 豐富的接口資源

8 路交流電壓；

8 路交流電流；

16 路可編程無源繼電器出口、22 路有源開關(guān)量輸入；

2 路 RS485 串行通訊接口，支持 Modbus-RTU 規(guī)約；

4 路以太網(wǎng)接口，其中 3 個(gè)支持 Modbus-TCP、IEC 61850 MMS、FTP，1 個(gè)支持裝置升級(jí)維護(hù)；

1 路 GPS 對(duì)時(shí)接口，支持 IRIG-B 對(duì)時(shí)方式；

1 路 USB 接口，可用于裝置維護(hù)。

1.2.3 可靠性設(shè)計(jì)

裝置軟硬件具有持續(xù)完善的自檢功能，抗干擾性能好，裝置通過多項(xiàng)電磁兼容檢測(cè)認(rèn)證，電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達(dá)到**標(biāo)準(zhǔn)。。

1.3 功能對(duì)照表

注：√表示標(biāo)配功能，■表示可選功能，×表示不具備此功能呢。

1.4 裝置型號(hào)命名及選型

電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置可適用于單進(jìn)線回路或雙進(jìn)線回路，具體如下。

1.5 功能簡(jiǎn)介

1.5.1 人機(jī)界面功能

裝置面板上采用 5 寸彩色 LCD 屏，以圖形方式顯示主要電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)?？蓪?duì)裝置硬件時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置，并可對(duì)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、修改，對(duì)裝置進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)置、密碼設(shè)置等操作。

1.5.2 記錄存儲(chǔ)功能：

可對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存，1min 數(shù)據(jù)(最大值、最小值、平均值、95%概率大值、均方根值)在裝置上最長(zhǎng)保存時(shí)間為 90 天，之后按"先進(jìn)先出"原則更新。

1.5.3 通訊功能

2 個(gè) RS485 串行通訊接口，支持 Modbus-RTU 協(xié)議，能夠讀取所有被測(cè)量參數(shù)；

提供 3個(gè)以太網(wǎng)接口，支持 Modbus-TCP、IEC 61850 MMS、FTP，能夠讀取所有被測(cè)量參數(shù)；

提供一個(gè)以太網(wǎng)維護(hù)口，用于頁、裝置軟件升級(jí)。

1.5.4 GPS 對(duì)時(shí)功能

裝置具有 GPS 硬對(duì)時(shí)接口，支持 IRIG-B 碼對(duì)時(shí)。

1.5.5 告警功能

可根據(jù)用戶設(shè)定的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、瞬態(tài)的各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)的限值，啟動(dòng)告警功能。當(dāng)某一告警觸發(fā)時(shí)，裝置會(huì)記錄事件記錄并觸發(fā)錄波。

1.5.6 錄波功能

裝置對(duì)每個(gè)告警事件都能觸發(fā)錄波，并提供手動(dòng)觸發(fā)錄波、定時(shí)觸發(fā)錄波和上位機(jī)觸發(fā)錄波功能。

1.5.7 本地 PQDIF 文件生成功能

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以 PQDIF 文件格式保存，記錄數(shù)據(jù)包括 2h 內(nèi)的故障錄波波形和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)包含裝置每 1min 統(tǒng)計(jì)的“最大值"“最小值"“平均值"“均方根值"“95%概率值"整 2h 保持的數(shù)據(jù)。記錄的故障錄波數(shù)據(jù)和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)均可通過工具軟件查看。記錄 1min 內(nèi)“最大值"“最小值"“平均值"“均方根值"“95%概率值"生成一個(gè)記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)整 2 小時(shí)形成一個(gè)存儲(chǔ)文件，可通過查看軟件觀察線路變化趨勢(shì)。

1.5.8Web 功能

集成嵌入式 Web Server 功能，支持不同權(quán)限等級(jí)的用戶登錄訪問。不同等級(jí)用戶使用不同 8 位密碼登錄，分別為“游客"：00000000；“管理員"：********；“調(diào)試員"：********。用戶可通過瀏覽器直接連接裝置，實(shí)時(shí)查看電能質(zhì)量數(shù)據(jù)和設(shè)置裝置參數(shù)。

連接方法：

1.將裝置與電腦用網(wǎng)線互聯(lián)；

2.進(jìn)入 系統(tǒng) 設(shè)置- 通訊 設(shè)置 菜單查 看所 連接以 太網(wǎng) 口對(duì)應(yīng) 的 IP 地址 ，例 如：192.168.103.219；

3.將電腦 IP 與裝置 IP 設(shè)置到同一網(wǎng)段；

4.打開電腦 IE 瀏覽器在地址輸入欄輸入 IP 地址并回車。

此時(shí)顯示用戶登錄界面，用戶選擇身份并輸入登錄密碼。用戶登錄后左側(cè)顯示功能菜單，右側(cè)顯示裝置信息與數(shù)據(jù)。

查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù):單擊左側(cè)菜單“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)"，右側(cè)顯示線路 1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

“線路 1"：可切換查看其它線路數(shù)據(jù)，修改完鼠標(biāo)單擊“提交"確定切換；

“生成電子表格"：將顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)生成.xls 格式的表格，鼠標(biāo)單擊文件名可選擇打開表格或者另存。

“基本數(shù)據(jù)"、“功率顯示"、“電能顯示"、“諧波數(shù)據(jù)"等：切換不同顯示數(shù)據(jù)。如圖 1.3 所示。

錄波文件：?jiǎn)螕糇髠?cè)菜單“錄波文件"，再選擇對(duì)應(yīng)的事件記錄，可查看該事件記錄的波形。

2 技術(shù)參數(shù)

2.1 工作電源

額定值：AC/DC220、AC/DC110V或DC48V

允許偏差： －20％～＋20％；

功率消耗： 不大于15W；

2.2 交流電流輸入

輸入方式： 電流互感器輸入；

額定值In： 5A或1A；

測(cè)量范圍： 0～1.2In；

功率消耗： 不大于0.5VA/路；

過載能力： 1.2In 連續(xù)工作；

20倍額定電流允許1s。

2.3 交流電壓輸入

輸入方式： 電壓互感器輸入；

額定值Un： 57.74V/100V或220V/380V；

測(cè)量范圍： 0～1.2Un；

功率消耗： 不大于0.5VA/路；

過載能力： 1.2Un 連續(xù)工作;

4倍額定電壓允許1s。

2.4 開關(guān)量輸入

額定電壓： AC/DC220V、AC/DC110V或DC48V；

輸入方式： 無源接點(diǎn)，需要外接電源；

2.5 開關(guān)量輸出

機(jī)械壽命： ≥10000次；

輸出方式： 無源干接點(diǎn)；

接通容量： ≤4000W或≤384VA；

導(dǎo)通電流： 連續(xù)≥16A(AC250V/DC24V)，短時(shí)(200ms)≥30A;

2.6 通訊接口

2.6.1 以太網(wǎng)

接口速率： 10/100M 自適應(yīng)；

接口類型： 10/100Base—T；

支持TCP/IP，F(xiàn)TP 協(xié)議；

2.6.2 RS485 接口

接口速率： RS485：300～57600bps；

帶光電隔離。

2.6.2 RS485 接口

接口速率： RS485：300～57600bps；

帶光電隔離。

2.7 監(jiān)測(cè)精度對(duì)照表

注 1：表中??為標(biāo)稱電壓，??為標(biāo)稱電流。 

注 2：??為第 h 次(間)諧波電壓實(shí)際測(cè)試值；???為第 h 次(間)諧波電壓給定值。 

注 3：??為第 h 次(間)諧波電流實(shí)際測(cè)試值；???為第 h 次(間)諧波電流給定值。

2.8 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 14549 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波；

GB/T 18481 電能質(zhì)量暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓；

GB/T 19862 電能質(zhì)量 監(jiān)測(cè)設(shè)備通用要求；

GB/T 12325 電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差；

GB/T 12326 電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變；

GB/T 15543 電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度；

GB/T 15945 電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差；

GB/T 24337 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)間諧波；

IEC 61000-4-30 電能質(zhì)量測(cè)量方法；

IEC 61000-4-15 閃變儀-功能和設(shè)計(jì)規(guī)范；

GB/T 2423.10 環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Fc:振動(dòng)(正弦)；

GB/T 2423.5 環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Ea和導(dǎo)則：沖擊；

GB/T 17626.4 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)；

GB/T 17626.3 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)；

GB/T 17626.2 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)；

GB/T 17626.5 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)；

GB/T 2423.2 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)B：高溫；

GB/T 2423.1 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)A：低溫；

GB/T 2423.4 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Db交變濕熱(12h+12h循環(huán))；

GB/T 4208 外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)。

2.9 工作環(huán)境

正常工作溫度：-10℃～+55℃；

貯存溫度：-30℃～+80℃；

相對(duì)濕度：5％～95％；

大氣壓力：86kPa～106kPa；

海拔：≤2500 米；

防護(hù)等級(jí)：IP51。

2.10 安全性能

2.10.1 絕緣強(qiáng)度

裝置能承受有效值為2kV、頻率為50Hz、歷時(shí)1min 的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)，而無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。

2.10.2 絕緣電阻

用開路電壓為500V 的兆歐表測(cè)量裝置的絕緣電阻值，正常試驗(yàn)大氣條件下各等級(jí)的各回路絕緣電阻不小于20MΩ。

2.10.3 沖擊電壓

在正常試驗(yàn)大氣條件下，裝置的電源輸入回路、交流輸入回路、輸出觸點(diǎn)回路對(duì)地以及回路之間能承受1.2/50μs 的標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時(shí)沖擊電壓試驗(yàn)，開路試驗(yàn)電壓5kV。

2.10.4 耐濕熱性能

裝置應(yīng)能承受GB/T 2423.9-2001 規(guī)定的恒定濕熱試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度+40℃±2℃、相對(duì)濕度(93 ± 3)％，試驗(yàn)時(shí)間為48小時(shí)，在試驗(yàn)結(jié)束前2小時(shí)內(nèi)，用500V直流兆歐表，測(cè)量各外引帶電回路部分外露非帶電金屬部分及外殼之間、以及電氣上無聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻應(yīng)不小于1.5MΩ；介質(zhì)耐壓強(qiáng)度不低于介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)電壓幅值的75％。

2.11 電磁兼容性能與機(jī)械性能

2.11.1 電磁兼容性能

電壓暫降和短時(shí)中斷抗擾度滿足 GB/T 17626.11 和 GB/T17626.29 的要求；

射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度應(yīng)按照 GB/T 17626.3 中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級(jí) 4 級(jí)的要求；

電快速瞬變脈沖群抗擾度應(yīng)按照 GB/T17626.4 中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級(jí) 4 級(jí)的要求；

靜電放電抗擾度應(yīng)按照 GB/T 17626.2 中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級(jí) 4 級(jí)的要求；

浪涌抗擾度應(yīng)按照 GB/T 17626.5 中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級(jí) 4 級(jí)的要求；

工頻磁場(chǎng)抗擾度應(yīng)按照 GB/T 17626.8 中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級(jí) 4 級(jí)的要求；

射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度應(yīng)按照 GB/T 17626.6 中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級(jí) 3 級(jí)的要求；

振蕩波抗擾度應(yīng)按照 GB/T 17626.12 中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級(jí) 4 級(jí)的要求。

2.11.2 機(jī)械振動(dòng)

裝置能承受GB/T2423.10中規(guī)定的振動(dòng)耐久能力試驗(yàn)。

2.11.3 機(jī)械沖擊

裝置能承受GB/T2423.5 中規(guī)定的沖擊響應(yīng)試驗(yàn)。

3 機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣安裝

3.1 開孔尺寸與安裝方式

裝置采用嵌入式安裝，首先在柜（屏）體面板上按 3.1 所示開孔，再將裝置按圖 3.2所示放入開孔中，直到裝置面板靠住柜（屏）的面板。再將固定螺絲旋入螺絲孔，使裝置牢固在柜（屏）上。

3.2 背部端子圖

X1 端子：1IA、1IB、1IC 為回路 1 三相電流；1UA、1UB、1UC 為回路 1 三相電壓；

               1I0 為回路 1 外接零序電流，1U0 為回路 1 外接零序電壓。

               2IA、2IB、2IC 為回路 2 三相電流；2UA、2UB、2UC 為回路 2 三相電壓；

               2I0 為回路 2 外接零序電流，2U0 為回路 2 外接零序電壓。

X2 端子：RS485_1A、RS485_1B，第 1 路 RS485 串行通訊接口；

                RS485_2A、RS485_2B，第 2 路 RS485 串行通訊接口；

                IRIG-B+、IRIG-B-，GPS 對(duì)時(shí)接口（IRIG-B 對(duì)時(shí)協(xié)議）；

                RS232_TX、RS232_TX，裝置維護(hù)接口。

X6 端子：繼電器出口，X6.1 與 X6.2 為一個(gè)繼電器觸點(diǎn)。

X5 端子：開關(guān)量輸入，COMA 為 DI1 至 DI11 的信號(hào)公共端；

               COMB 為 DI12 至 DI22 的信號(hào)公共端。

X4 端子：為裝置的輔助電源，X4.4 為裝置地接口(裝置安裝時(shí)請(qǐng)務(wù)必接地)。

               ETH1、ETH2、ETH3 以太網(wǎng)接口。

3.3 接線方式

3.4 接地

為保證裝置的安全運(yùn)行和人身安全，裝置外殼必須與變電站、電廠的地網(wǎng)可靠連接。同時(shí)為保證裝置在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下可靠運(yùn)行，考慮了許多隔離、濾波、安全措施，這些措施要發(fā)揮作用，裝置必須有良好的接地。因此，裝置的接地非常重要。裝置在 X4 端子上設(shè)有接地端子 X4.4（標(biāo)志為 EARTH），必須用不小于 4mm2專用接地導(dǎo)線(黃綠雙色)將該端子與大地可靠連接。

3.5 電源

裝置支持交流或直流電源輸入，支持AC/DC110V、AC/DC220V和DC48V 三種規(guī)格(額定值)，工作范圍是(80％～120％)額定值。在裝置上電前，必須核對(duì)裝置側(cè)面的銘牌，以確保裝置實(shí)際提供的電源與現(xiàn)場(chǎng)的電源范圍一致，防止損壞裝置。

3.6 模擬量輸入回路

裝置用交流電流回路必須用可靠壓接的不小于2.5mm2的帶色標(biāo)的導(dǎo)線連接至屏、柜的電流輸入端子處，裝置端子上的螺絲必須有彈簧墊圈并擰緊，以防止交流電流回路開路；交流電壓回路必須用可靠壓接的不小于1.5mm2的導(dǎo)線連接至屏、柜的電流輸入端子處。

3.7 通訊端口的連接

裝置提供3個(gè)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)口EN1、EN2、EN3，分別為10/100M的網(wǎng)口（具有換相功能），采用RJ45接口。裝置提供2個(gè)RS485串行通訊接口485A1/B1、485A2/B2，支持300～57600bps，通訊連接時(shí)選用屏蔽雙絞線以提高可靠性。