导轨多功能电力仪表用户手册

一、产品简介

导轨多功能电力仪表，一种具有可编程测量、显示、RS485数字通讯和电能脉冲输出的多功能智能电力仪表，能够完成三相电参量测量(三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率等)、谐波测量、电网质量分析(电压波峰系数，电流K系数，电话波形因子，电压电流不平衡度，电压电流序量等)、四象限电能计量、数据显示、采集及传输，可广泛应用变电站自动化、配电自动化、智能建筑、企业内部的电能测量、管理、考核。测量精度0.5级，实现LED现场显示和远程RS-485数字接口通讯，采用标准MODBUS-RTU通讯协议。

导轨多功能电力仪表具备多种扩展功能供选配： 1路继电器输出(可作为本地电参量报警或远程遥控输出)、1路开关量输入、谐波测量功能。

二、技术参数

三、安装与接线

3．1 仪表尺寸

       长145mm，宽95mm，高50mm，采用标准35mm导轨或螺丝安装。

3．3 端子接线

说明：如与仪表壳体接线图不一致，请以仪表壳体接线图为准！

(1) 电压输入：输入电压不要高于产品的额定输入电压（100V或400V），否则应考虑使用PT，为了便于维护，建议使用接线排。

(2) 电流输入：11、13、15为电流互感器的进线端，*表示为电流同名端(进线端)。标准额定输入电流为5A，大于5A的情况应使用外部CT。如果使用的CT上连有其它仪表，接线应采用串接方式。去除产品的电流输入连线之前，一定要先断开CT 一次回路或者短接二次回路，为便于维护，建议使用接线排。

(3) 要确保输入电压、电流相序一致，方向一致；否则会出现数值和符号错误(功率和电能)!

(4) 仪表可以工作在三相四线方式或者三相三线方式，用户应根据现场使用情况选择相应的接线方式。一般在没有中心线的情况下使用三相三线方式，在有中心线的情况下使用三相四线方式，三相三线可以只安装2 个CT（A 和C 相），三相四线需要安装三个CT。仪表内可设置两种接线方式，实际接线方式和表内设置接线方式必须一致，否则仪表的测量数据不正确。

(5) 21、22开关量输出；31、39为开关量输入，其中39为开关量输入的共公端。4、5有功电能脉冲输出。

四、编程操作

4．1 进入和退出编程状态

       进入编程状态:

       在测量显示状态时按住“SET”键约3秒钟，进入密码认证页面，使用“◄”键和“▼”键输入密码 (密码固定为1111)，再按“SET”键就进入编程状态页面。注意：如果输入密码按“SET”键后，退出到测量显示状态，则表示输入密码不正确。

4．2 编程操作中按键的使用

功能键SET：确认设置值，进入下一项设置或退出设置。

位选键 ◄：循环选定要设置的数码位，选定的数码位会闪动。

减小键 ▼：改变选定数码位的数值(数码数值从9到0循环)。

4．3 设置参数说明

4．3．1 参数设置菜单(长按“SET”键3秒进入)

    按住“SET”键约3秒钟，进入菜单界面，按“▼”键进入菜单项值修改，在菜单项值修改界面使用“◄”键和“▼”组合修改菜单项的值，修改到要设置的值后按“SET”键到下一个菜单项修改，最后一个菜单项修改完成退回到测量界面。五、面板说明与测量信息显示

5．1 测量信息

       测量电网中的电量参数有：Ua、Ub、Uc(相电压)；Uab、Ubc、Uca(线电压)；Ia、Ib、Ic(电流)；Pa、Pb、Pc、Ps(每相有功功率和总有功功率)；Qa、Qb、Qc、Qs(每相无功功率和总无功功率)；PFa、PFb、PFc、PFs(每相功率因数和总功率因数)；Sa、Sb、Sc、Ss（每相视在功率和总视在功率）；F(频率)以及有功(无功)电能；三相电压谐波含量；三相电流谐波含量，所有的测量电量参数全部保存仪表内部的电量信息表中，通过仪表的RS485通讯接口可访问采集这些数据。

5．2显示面板(通过 “▼”键进行显示页面切换)

5．2．1  面板显示说明

5．2．2  测量参数显示说明六、功能模块

6．1 RS485通讯

6．1．1 物理层

       (1) RS485通讯接口，异步半双工模式。

       (2) 通讯波特率1200、2400、4800、9600、19200bps可设置，出厂默认值为9600bps。

       (3) 字节传送格式：N81无校验位、8个数据位、1个停止位； O81奇校验、8个数据位、1个停止位；E81偶校验、8个数据位、1个停止位；N82无校验位、8个数据位、2个停止位。

6．1．2 通信协议Modbus-RTU

本仪表提供串行异步半双工RS485通讯接口，采用标准MODBUS-RTU协议，各种数据信息均可在通讯线路上传送。在一条线路上可以同时连接多达128个网络仪表，每个网络仪表均可设定其通讯地址，通讯连接应使用带有铜网的屏蔽双绞线，线径不小于0.5mm²。布线时应使通讯线远离强电电缆或其他强电场环境，推荐采用T型网络的连接方式，不建议采用星形或其他的连接方式。

MODBU协议在一根通讯线上采用主从应答方式的通讯连接方式。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一地址的终端设备(从机)，然后，终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机。MODBUS协议只允许在主机(PC，PLC 等)和终端设备之间通讯，而不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。

主机查询：查询消息帧包括设备地址、功能代码、数据信息码、校验码。地址码表明要选中的从机设备；功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能，例如功能代码03或04是要求从设备读寄存器并返回它们的内容；数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息，校验码用来检验一帧信息的正确性，从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法，它采用CRC16的校验规则。

从机响应：如果从设备产生正常的回应，在回应消息中有从机地址码、功能代码、数据信息码和CRC16校验码。数据信息码则包括了从设备收集的数据：像寄存器值或状态。如果有错误发生，我们约定是从机不进行响应。

数据帧的结构,即报文格式：

设备地址：由一个字节组成，在我们的系统中只使用了1~247，其它地址保留。每个终端设备的地址必须是唯一的，仅仅被寻址到的终端会响应相应的查询。

功能代码：告诉了被寻址到的终端执行何种功能。下表列出了本仪表所支持的功能代码及它们的功能。

数据段：包含了终端执行特定功能所需要的数据或者终端响应查询时采集到的数据。这些数据的内容可能是数值、参考地址或者设置值。

校验码：CRC16占用两个字节，包含了一个16 位的二进制值。CRC值由传输设备计算出来，然后附加到数据帧上，接收设备在接收数据时重新计算CRC值，然后与接收到的CRC域中的值进行比较，如果这两个值不相等，就发生了错误。

6．1．3 通信报文举例：

       (1) 读继电器输出状态(功能代码01H)：4路继电器的地址为0~3

       主机发数据帧：读4路继电器的输出状态。

       仪表回应数据帧：继电器1、3处于导通，继电器2、4处于不导通

(2) 读开关量输入状态(功能代码02H)：4路开关量输入的地址为0~3

       主机发数据帧：读4路开关量输入状态。

       仪表回应数据帧：开关量1、2处于导通，开关量3、4处于不导通

       (3) 读数据寄存器(功能代码03H/04H)：

       主机发数据帧：读三相电流值。

       仪表回应数据帧：Ia=5.000A、Ib=4.996A、Ic=4.980A

(4) 遥控单个继电器动作(功能代码05H)：4路继电器的地址为0~3

       主机发数据帧：遥控继电器2导通6．1．4 Modbus通信寄存器地址表

    属性：R/W表示可读可写，R表示只读。       说明：

(1) 开关输入口状态字节位BIT0、BIT1、BIT2、BIT3分别表示开关量输入口1、2、3、4的状态，0表示开关输入口处于断开状态，1表示开关输入口处于导通状态。写该字节对输入端口无影响。继电器输出状态字节，在读时：位BIT0、BIT1、BIT2、BIT3分别表示继电器1、2、3、4的输出状态，0表示继电器处于断开状态，1表示继电器处于导通状态；在写时：位BIT4、BIT5、BIT6、BIT7分别表示写继电器1、2、3、4的写使能状态，1表示写控制对应位的继电器充许，0表示不充许，位BIT0、BIT1、BIT2、BIT3分别表示定控制继电器1、2、3、4的值，1表示控制对应位的继电器导通，0表示控制对应位的寄电器断开，只有当前继电器处于遥控操作模式，同时写使能对应位为1时，遥控操作才有效。

(2) 读出的电压为二次侧的电压值，固定1位小数位，二次侧的电压值=读出值/10，一次侧的电压值=读出值×PT变比/10。

       (3) 读出的电流为二次侧的电流值，固定3位小数位，二次侧的电流值=读出值/1000，一次侧的电流值=读出值×CT变比/1000。

       (4) 功率、功率因数符号位寄存器，低字节的位BIT0、BIT1、BIT2、BIT3、BIT4、BIT5、BIT6、BIT7分别表示A相有功、B相有功、C相有功、总有功、A相无功、B相无功、C相无功、总无功的符号位，0表示正，1表示负。高字节的位BIT0、BIT1、BIT2、BIT3分别表示A相功率因数、B相功率因数、C相功率因数、总功率因数的感性还是容性，0表示感性，1表示容性。

       (5) 读出的功率为二次侧的功率值，固定1位小数位，二次侧的功率值=读出值/10，一次侧的功率值=读出值×PT变比×CT变比/10。

(6) 功率因数固定3位小数位，功率因数值=读出值/1000。

       (7) 频率固定2位小数位，频率值=读出值/100。

       (8) 电能值由3个寄存器(Word0、Word1、Word2)组成，前2个寄存器组成一个长整数，表示整数部分的值，后1个寄存器组成一个整数，表示小数部分的值，为3位的小数。电能值=Word0×65536 + Word1 + word2/1000，单位为KWh或KVarh。

(9) 谐波值固定为2位小数位，举例：读出的A相电压总谐波含量为342，实际的谐波含量为3.42%。

6．2 电能计量与电能脉冲输出

多功能电力仪表提供双向有功、双向无功电能计量，2路电能脉冲输出功能和RS485的数字接口来完成电能数据的显示和远传。集电级开路光耦的电能脉冲实现有功电能和无功电能的远传，可采用远程的计算机终端、PLC、DI开关采集模块采集仪表的脉冲总数来实现电能累积计量。所采用输出方式是电能的精度检验的方式(国家计量规程：标准表的脉冲误差比较方法)。

(1) 电器特性：脉冲采集接口的电路示意图如下图，采用光藕隔离集电集开路输出。

(2) 脉冲常数：3600 imp/kWh，其意义为：当仪表累积1kWh 时脉冲输出个数为3600个，需要强调的是1kWh 为电能的二次测电能数据，在PT、CT 的情况下，相对的3600个脉冲数据对应1 次测电能为1kWh×电压变比PT×电流变比CT。

(3) 应用举例：PLC终端使用脉冲计数装置，假定在时长为t的一段时间内采集脉冲个数为N 个，仪表输入为：10kV/100V，400A/5A，则该时间段内仪表电能累积为：N/3600×100×80 度电能。

6．3 继电器输出

继电器容量为AC250V/5A，DC30V/5A。

继电器输出模块有三种工作模式：电量报警方式、开关量控制方式和遥控方式，每路继电器可在编程操作中灵活地设置工作模式、报警项目、报警范围。

遥控功能：通过01H命令可以读继电器的输出状态，05H，0FH可控制继电器的输出状态。也可通过10H命令，向DO信息寄存器写入控制信息，可控制开关量输入口的通断，写入1对应的端口导通，写入0对应的端口关断。如写入二进制数00110001，表示1路开关量输出口导通，2路开关量输出口关断，3、4路继电器的输出无影响。要使用遥控功能，要将报警项参数设置为0，使用遥控功能。

在遥控模式，继电器工作在2种方式(自保持模式、脉冲模式)，当延时时间设为0时：工作在自保持模式；当延时时间设置不为0时：工作在脉冲模式，延时时间为脉冲继电器动作时间，当动作超过设定延时时间，继电器自动复位。

报警延时值指当电量报警方式或开关量控制方式时，满足报警条件持续设定的报警延时时间后，相应的继电器才会动作。

电量报警：设置要报警的电参量，报警方式(上限、下限或上下限)，下限报警值，上限报警值，报警回差值，当测量的电参量超过报警值的范围时，对应的开关输出口为导通状态，当测量的电参量回到正常范围时，开关输出口为断开。报警参数设置值为二次侧的值，在设置时，要把一次侧值转化为二次侧值来设置，对于电压，报警的设置值=报警值/PT变比，对于电流，报警的设置值=报警值/CT变比，对于功率，报警的设置值=报警值/(PT变比×CT变比)。编程举例：对于10KV/100V、400A/5A的仪表中，设置DO1为Ua>11KV报警，DO2为Ia>400A报警，其报警设置为：开关量报警：开关量输出口受开关量输入口控制，可设置成开关量输入口导通控制输出口导通或开关量输入口断开控制输入口导通。

开关量输出项(变送输出项)对照表：

报警项设置为0，继电器处于遥控状态