一、裝置介紹
1、概述
APView500PV電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置采用了高性能多核平臺和嵌入式操作系統(tǒng)，遵照IEC61000-4-30《測試和測量技術(shù)-電能質(zhì)量測量方法》中規(guī)定的各電能質(zhì)量指標(biāo)的測量方法進(jìn)行測量，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、事件記錄、測量控制等功能為一體。裝置在電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)測量方法的標(biāo)準(zhǔn)化和指標(biāo)參數(shù)的測量精度以及時鐘同步、事件告警功能等各個方面均達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠滿足通過0.4-35kV電壓等級并網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)要求，廣泛適用于工業(yè)廠房、商業(yè)屋頂、物流基地、機(jī)場交通、高速服務(wù)區(qū)等行業(yè)的分布式光伏并網(wǎng)點電能質(zhì)量監(jiān)測。
2、特點
①高性能的硬件平臺
裝置采用基于Xilinx SoC構(gòu)架的雙ARM內(nèi)核處理器，ARM1運行嵌入式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、統(tǒng)計、分析，ARM2用來數(shù)據(jù)采樣、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)計算。裝置每周波采樣高達(dá)1024點，具備高測量精度能準(zhǔn)確記錄故障波形。采用eMMC進(jìn)口高速存儲芯片容量達(dá)到32GB，可以長期存儲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像素點陣彩色大尺寸液晶可就地查看實時波形與故障波形，方便用戶故障分析。
②豐富的接口資源
4路交流電壓；
4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個支持Modbus-TCP、IEC 61850 MMS、FTP，1個支持裝置升級維護(hù)；
1路GPS對時接口，支持IRIG-B對時方式；
1路USB接口，可用于裝置維護(hù)。
③可靠性設(shè)計
裝置軟硬件具有持續(xù)完善的自檢功能，抗干擾性能好，裝置通過多項電磁兼容檢測認(rèn)證，電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
3、功能對照表
表1.1 功能對照表
注：√表示標(biāo)配功能，■表示可選功能，×表示不具備此功能呢。
4、裝置型號命名及選型
5、功能簡介
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)測指標(biāo)的實時數(shù)據(jù)。可對裝置硬件時鐘進(jìn)行設(shè)置，并可對監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、修改，對裝置進(jìn)行時鐘設(shè)置、密碼設(shè)置等操作。
②記錄存儲功能：
可對監(jiān)測點數(shù)據(jù)實時保存，1min數(shù)據(jù)(Max、Min、平均值、95%概率大值、均方根值)在裝置上最長保存時間為90天，之后按"先進(jìn)先出"原則更新。
③通訊功能
2個RS485串行通訊接口，支持Modbus-RTU協(xié)議，能夠讀取所有被測量參數(shù)；提供3個以太網(wǎng)接口，支持Modbus-TCP、IEC 61850 MMS、FTP，能夠讀取所有被測量參數(shù)；提供一個以太網(wǎng)維護(hù)口，用于頁、裝置軟件升級；
④GPS 對時功能
裝置具有GPS硬對時接口，支持IRIG-B碼對時。
⑤告警功能
可根據(jù)用戶設(shè)定的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)各項電能質(zhì)量指標(biāo)的限值，啟動告警功能。當(dāng)某一告警觸發(fā)時，裝置會記錄事件記錄并觸發(fā)錄波。
⑥錄波功能
裝置對每個告警事件都能觸發(fā)錄波，并提供手動觸發(fā)錄波、定時觸發(fā)錄波和上位機(jī)觸發(fā)錄波功能。
⑦本地PQDIF文件生成功能
統(tǒng)計數(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)計的“Max"“Min"“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)“Max"“Min"“平均值"“均方根值"“95%概率值"生成一個記錄數(shù)據(jù)點，這些數(shù)據(jù)點整2小時形成一個存儲文件，可通過查看軟件觀察線路變化趨勢。
⑧Web功能
集成嵌入式Web Server功能，支持不同權(quán)限等級的用戶登錄訪問。不同等級用戶使用不同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，實時查看電能質(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)。如圖1.2所示。
圖1.2 裝置信息界面
查看實時數(shù)據(jù):單擊左側(cè)菜單“實時數(shù)據(jù)"，右側(cè)顯示線路1實時監(jiān)測數(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"：將顯示的實時數(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。
圖1.3 基本數(shù)據(jù)界面
錄波文件：單擊左側(cè)菜單“錄波文件"，再選擇對應(yīng)的事件記錄，可查看該事件記錄的波形。
圖1.4 波形界面
二、技術(shù)參數(shù)
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、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。
注：直流分量測量范圍為0～2In。
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。
注：直流分量測量范圍為0～2Un。
4、開關(guān)量輸入
額定電壓： AC/DC220V、AC/DC110V或DC48V。
5、開關(guān)量輸出
機(jī)械壽命： ≥10000次；
輸出方式： 無源干接點；
接通容量： ≤4000W或≤384VA；
導(dǎo)通電流： 連續(xù)≥16A(AC250V/DC24V)，短時(200ms)≥30A;
6、通訊接口
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；
②RS485 接口
接口速率： RS485：300～57600bps；
帶光電隔離。
7、監(jiān)測精度對照表
表2.1 監(jiān)測精度對照表
注1：表中為標(biāo)稱電壓，為標(biāo)稱電流。
注2：為第h次(間)諧波電壓實際測試值；為第h次(間)諧波電壓給定值。
注3：為第h次(間)諧波電流實際測試值；為第h次(間)諧波電流給定值。
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)量暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓；
GB/T 19862 電能質(zhì)量 監(jiān)測設(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；
GB/T 19964 光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)定；
GB/T 29319 光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定；
GB/T 33342 戶用分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)接口技術(shù)規(guī)范；
GB/T 19939 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求；
IEC 61000-4-30 電能質(zhì)量測量方法；
IEC 61000-4-15 閃變儀-功能和設(shè)計規(guī)范；
GB/T 2423.10 環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc:振動(正弦)；
GB/T 2423.5 環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Ea和導(dǎo)則：沖擊；
GB/T 17626.4 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗；
GB/T 17626.3 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗擾度試驗；
GB/T 17626.2 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗；
GB/T 17626.5 電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗；
GB/T 2423.2 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗B：高溫；
GB/T 2423.1 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗A：低溫；
GB/T 2423.4 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Db交變濕熱(12h+12h循環(huán))；
GB/T 4208 外殼防護(hù)等級(IP代碼)。
9、工作環(huán)境
正常工作溫度：-10℃～+55℃；
貯存溫度：-30℃～+80℃；
相對濕度：5％～95％；
大氣壓力：86kPa～106kPa；
海拔：≤2500 米；
防護(hù)等級：IP51。
10、安全性能
①絕緣強(qiáng)度
裝置能承受有效值為2kV、頻率為50Hz、歷時1min 的絕緣強(qiáng)度試驗，而無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。
②絕緣電阻
用開路電壓為500V 的兆歐表測量裝置的絕緣電阻值，正常試驗大氣條件下各等級的各回路絕緣電阻不小于20MΩ。
③沖擊電壓
在正常試驗大氣條件下，裝置的電源輸入回路、交流輸入回路、輸出觸點回路對地以及回路之間能承受1.2/50μs 的標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時沖擊電壓試驗，開路試驗電壓5kV。
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。試驗溫度+40℃±2℃、相對濕度(93 ± 3)％，試驗時間為48小時，在試驗結(jié)束前2小時內(nèi)，用500V直流兆歐表，測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)度試驗電壓幅值的75％。
11、電磁兼容性能
電壓暫降和短時中斷抗擾度滿足GB/T 17626.11和GB/T17626.29的要求；
射頻電磁場輻射抗擾度應(yīng)按照GB/T 17626.3中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級4級的要求；
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4級的要求；
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4級的要求；
浪涌抗擾度應(yīng)按照GB/T 17626.5中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級4級的要求；
工頻磁場抗擾度應(yīng)按照GB/T 17626.8中規(guī)定，滿足嚴(yán)酷等級4級的要求；
射頻場感應(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3級的要求；
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4級的要求。
12、機(jī)械性能
①機(jī)械振動
裝置能承受GB/T2423.10中規(guī)定的振動耐久能力試驗。
②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。
三、安裝方式
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。
圖3.1 外形及開孔尺寸圖
圖3.2 安裝示意圖
2、背部端子圖
圖3.3 1U1I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。
未標(biāo)記端子不接入信號。
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對時接口（IRIG-B對時協(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為一個繼電器觸點。
X5端子：
開關(guān)量輸入，COMA為DI1至DI11的信號公共端；
COMB為DI12至DI22的信號公共端。
X4端子：
為裝置的輔助電源，X4.4為裝置地接口(裝置安裝時請務(wù)必接地)。
ETH1、ETH2、ETH3以太網(wǎng)接口。
3、接線方式
圖3.4 3CT電流接線
圖3.5 2CT電流接線
圖3.6 3PT電壓接線
圖3.7 2PT電壓接線
4、接地
為保證裝置的安全運行和人身安全，裝置外殼與變電站、電廠的地網(wǎng)可靠連接。同時為保證裝置在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下可靠運行，考慮了許多隔離、濾波、安全措施，這些措施要發(fā)揮作用，裝置需要有良好的接地。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），需要用不小于4mm2專用接地導(dǎo)線(黃綠雙色)將該端子與大地可靠連接。
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，需要核對裝置側(cè)面的銘牌，以確保裝置實際提供的電源與現(xiàn)場的電源范圍一致，防止損壞裝置。
6、模擬量輸入回路
裝置交流電流回路需要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，裝置端子上的螺絲需要有彈簧墊圈并擰緊，以防止交流電流回路開路；交流電壓回路需要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。
7、通訊端口的連接
裝置提供3個以太網(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RS485串行通訊接口485A1/B1、485A2/B2，支持300～57600bps，通訊連接時選用屏蔽雙絞線以提高可靠性。
四、人機(jī)界面
裝置的人機(jī)交互包括液晶顯示、LED指示燈、按鍵和USB/以太網(wǎng)維護(hù)口。裝置液晶采用5寸彩色LCD，分辨率為800*480，可以顯示實時數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量、事件記錄、用戶定值、系統(tǒng)設(shè)置、裝置調(diào)試等數(shù)據(jù)。
圖4.1 前面板說明
按鍵
表4.1 按鍵功能說明
面板指示燈
LED燈用來指示裝置的運行狀態(tài)、通訊狀態(tài)和電能質(zhì)量指標(biāo)。
表4.2 面板指示燈功能說明
快速導(dǎo)航
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