谐波在线监测装置

目 录

1 概述…………………………………………………………………………1 2 功能及特点…………………………………………………………………1 3 技术参数……………………………………………………………………1 4 硬件原理框图………………………………………………………………2 5 面板说明……………………………………………………………………3 6 操作说明……………………………………………………………………3 7 通信…………………………………………………………………………7 8 安装…………………………………………………………………………9 9 运输及贮存…………………………………………………………………11 10 质量保证及服务……………………………………………………………11 11 订货须知……………………………………………………………………11

1 概述

随着电力电子装臵的广泛使用，非线性负荷不断增加，电网中的谐波含量也不断上升，谐波污染对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电气环境带来极大影响。如：消耗电力系统的无功储备；增加输电线损耗；增加了电机的附加谐波损耗，使其发热，缩短使用寿命；使电能测量产生较大误差；造成重要的和敏感的自动控制和保护装臵工作紊乱，误动和拒动的现象增加，导致可靠性下降等。

SCD-XB-1谐波在线监测装臵是我公司新一代产品，能够实时监测和分析电网中母线及线路的电压和电流的基波及2～21次谐波，可对谐波越限给出报警，并通过RS485或RS232通信接口将数据上传至后台监控系统，满足用户对电能质量的监测要求。

本装臵广泛适用于380V 至220kV 各电压等级的发电厂、变电站、石油、煤矿、钢铁、冶金、化工等大型厂矿企业的供电系统。

2 功能及特点

采用先进的工业级中央处理器，运算速度快、工作状态稳定、抗干扰性能强。

装臵采用频率自动锁定技术，当系统频率发生变化后，装臵仍能得出正确的分析结果。 基于快速傅里叶变换原理，运算结果快速准确，可对电力线路的基波及2至21次谐

波电压、电流、总谐波畸变率进行日常监测。

监测方式灵活，可通过设定采样间隔和连续越限次数来避开暂态越限。

报警条件可根据实际需要选择总谐波畸变率越限报警、电压和电流的某次谐波值越限

报警，限值可修改。

越限时自动打印相关信息，并通过通信接口上传数据。

人机界面友好，汉字显示，操作简单、直观。

装臵可记录30条越限记录。

3 技术参数

3.1 环境要求

户内使用，通风应良好 。

环境温度：-10℃ ～ +50℃

相对湿度：小于90%，表面无凝露 。

大气压力：80 ～ 110Kpa 。

海拔高度：

周围介质无导电尘埃与导致金属或使绝缘损坏的腐蚀性气体、霉菌等。

3.2 技术参数

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工作电源：AC/DC220V（如有特殊要求请在订货时说明），功耗≤20W。

信号的测量范围：电压：5~120V；PT 回路功耗 0.5VA/相。电流：0.25 A ~5 A；CT

回路功耗 0.5VA/相。

报警节点容量：AC250V ，5A ；DC30V ，5A 。

通信接口：RS232/485（任选其一，请在订货时说明），波特率1200～9600bps 。 通信规约：内臵三种通信规约CM90、CDT 、MODBUS 。

4 硬件原理框图

图1 装置硬件原理框图

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5 面板说明

SCD-XB-1装臵面板示意图见图2所示：

图2 前面板图

液晶显示器：128×64图形点阵液晶，全中文显示。

指示灯：指示系统当前运行状态

✧ 运行：装臵工作正常时，“运行”灯有规律的闪烁。

✧ 电源：装臵工作电源指示。

✧ 电压越限：当电压谐波越限后点亮。

✧ 电流越限：当电流谐波越限后点亮。

✧ 装臵故障：装臵内部发生故障时点亮。

按键：用于设定参数、查看信息等操作。

打印机：打印越限数据。

6 操作说明

装臵的菜单结构如下图所示：

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装臵开机后主界面显示如图4所示，按“确认”键进入功能主菜单界面，如图5所示：

图4 主界面 图5 主菜单 反白显示的行为光标当前位臵，按方向键选择菜单项，按“确认”键进入相应子菜单，按“取消”键返回到主界面。

6.1 信息浏览

信息浏览子菜单用于查看各相谐波信息、畸变率信息及谐波越限追忆信息：

图6 信息浏览菜单

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6.1.1 谐波信息

谐波信息菜单显示各相的基波以及2至21次谐波信息，显示界面如图8所示：

图7 谐波信息菜单 图8 谐波信息显示界面 每屏显示三条谐波信息，按方向键切换其他的谐波信息，电压单位V ，电流单位A 。

本菜单显示三相电压、电流的总谐波畸变率，单位：%，显示界面如图9所示：

图9 畸变率显示界面 6.1.2 畸变率信息

6.1.3 事件追忆

显示最近三十次历史越限记录信息，显示界面如图11所示： 图10 事件追忆菜单 图11 追忆信息显示界面 在图11中，第一行的含义是：第一条越限信息，越限类型是A 相电压总谐波畸变率越 限；第二行是越限时的基波电压值；第三行是越限时的电压总谐波畸变率；第四行是越限发 生的时间。

按方向键查看其他越限信息，信息的序号越小，越限发生的时间越近。 本菜单用于设定各种参数及定值。

6.2 参数设置

图12 参数设置菜单

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6.2.1监测方式

采样间隔：设定测量计算的间隔时间。 连续越限：为避开干扰和暂态的谐波越限，当谐波越限的连续次数大于等于设定值时， 测量结果才作为是否越限的判据。 图13 监测方式子菜单 按下方向键移动光标，上方向键修改数值，下同。 本菜单用于设定相关的报警参数。

6.2.2报警设置

图14 报警设置菜单 图15

报警使能子菜单 图16 报警方式子菜单

报警使能：显示界面见图15，设臵基波或谐波越限时，是否允许报警接点输出。 报警方式：选择总谐波畸变率越限报警或谐波值越限报警，见图16所示。

报警限值：见图17所示。

✧ 监测启动值：当相电压大于设定值时，装臵启动谐波监测功能。

✧ 谐波值上限：设臵电压、电流的基波及各次谐波的上限值，见图19。

图17 报警限值子菜单 图18

监测启动值菜单

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图19 谐波值上限子菜单 图20 畸变率上限子菜单

✧ 畸变率上限：设定A 、B 、C 三相的电压、电流总谐波畸变率上限值，见图20。

6.2.3通信参数

本菜单设臵通信相关参数。

图21 通信设置菜单

6.3 时间校准

本菜单设臵装臵的时间。

7 通信

本装臵可提供RS232/485通信接口，用户任选一种，请在订货时说明。 波特率可设为1200、2400、4800、9600。

内臵三种通信规约：南瑞CM90，循环远动CDT ，MODBUS 。

通讯方式：8位数据位，1位起始位，1位停止位，无校验，异步半双工。

7.1 CM90规约

报文格式如下表所示：

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报文长度指特征码，分组数，分组序号，报文长度字节数，报文内容长度之和。 代码和为地址码、特征码、分组数，分组序号，报文长度，报文内容总和的低16位

值（单字节相加）。 分组序号为1。 7.1.1网络对时

系统下发命令：EB 90 EB 90 02 装臵地址 5A 01 01 0A 年 月 日 时 分 秒 代码和（L ） 代码和（H ） 03。 注：时间数据格式为BCD 码。 7.1.2信号复归

用于复归装臵报警信号。

系统下发命令：EB 90 EB 90 02 装臵地址号 5F 01 01 04 代码和（L ）代码和（H ） 03。 7.1.3状态查询

系统下发命令：EB 90 EB 90 02 装臵地址号 50 01 01 04 代码和（L ） 代码和（H ） 03。

若装臵无动作则回复 EB 90 EB 90 02 装臵地址号 06 01 01 04

代码和（L ） 代码和（H ） 03。

若发生谐波越限则回复 EB 90 EB 90 02 装臵地址号 55 01 01

0E 年 月 日 时 分 秒 通道号 谐波次数 越限值L 越限值H 代码和（L ） 代码和（H ） 03。

✧ 动作时间数据格式为BCD 码。

✧ 通道号：0—Ua ，1—Ub ，2—Uc ，3—Ia ，4—Ib ，5—Ic 。

✧ 谐波次数：0—畸变率越限；1—基波越限；2～21—越限的谐波次数。 ✧ 越限值：电压越限时，越限值为实际电压值（V ）的100倍；电流越限时，越限

值为实际电流值（A ）的1万倍；畸变率越限时，越限值为实际THD （%）的100倍。

7.2 CDT 规约

当装臵的通信规约为CDT 时，装臵不接收任何信息，装臵定时上传数据。

装臵无动作：上传数据格式为EB 90 EB 90 EB 90 B1 30 00 装臵地址

01 CRC 。

发生谐波越限：上传数据格式为EB 90 EB 90 EB 90 F1 10 03 装臵地

址 01 CRC F0 年 月 日 00 CRC F1 时 分 秒 00 CRC F2 通道号 谐波次数 越限值L 越限值H CRC 。

注：通道号 谐波次数 越限值L 越限值H 等数据的含义与7.1.3的定义相同。

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7.3 MODBUS 规约

报文格式如下：

装臵地址 功能码 数据数量 数据1……数据n CRC （L ） CRC （H ）

系统下发命令：装臵地址 42 06 年 月 日 时 分 秒 CRC （L ） CRC （H ） 注：时间数据格式为BCD 码。 7.3.2信号复归

系统下发命令：装臵地址 43 04 00 00 00 1E CRC （L ） CRC （H ） 7.3.3状态查询

系统下发命令： 装臵地址 41 04 00 00 00 A5 CRC （L ） CRC （H ）

装臵回复：

装臵无动作，上传数据格式为：装臵地址 48 04 00 00 00 AA CRC （L ）

CRC （H ）

发生谐波越限，上传数据格式为：装臵地址 44 0A 年 月 日 时 分 秒

通道号 谐波次数 越限值L 越限值H CRC （L ） CRC （H ）。

注：通道号 谐波次数 越限值L 越限值H 等数据的含义与7.1.3的定义相同。

7.3.1网络对时

8 安装

8.1 外形尺寸和安装尺寸：

主视图 俯视图

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固定螺栓孔

安装开孔图

8.2 装置端子接线说明

X1 X2

X1—1～12：电压、电流输入信号端子。 X2—1、2：越限报警信号输出节点。 X2—3、4、5：RS232/485通信接口。 X2—14、15：装臵工作电源。 X2—16：屏蔽地。

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9 运输及贮存

9.1 运输

包装好的产品在运输过程中的贮存温度为-25℃～+55℃，相对湿度不大于95%。产品可承受在此环境中的短时贮存。 9.2 贮存

包装好的产品应贮存在-10℃～+55℃、相对湿度不大于80%、周围空气中不含有腐蚀性、火灾及爆炸性物质的室内。

10 质量保证及服务

10.1 质量保证

产品出厂后，在用户完全遵守本产品说明书规定的运输、贮存、安装和使用要求的情况下，产品自出厂之日起一年内，如发现产品及其配套件发生非人为损坏，制造厂负责免费修理或更换。 10.2 保修办法

符合10.1条规定，在保修期内出现质量问题，制造厂负责更换或维修；

符合10.1条规定，超出保修期限所出现质量问题，由用户同制造厂协商，采取有偿

方式进行更换或维修；

超出10.1条规定所出现的质量问题，用户应同制造厂协商，采取有偿方式更换或维

修。

11 订货须知

产品型号、名称及订货数量。 装臵的工作电源额定值。 系统的电压等级。 通信接口形式。 其他特殊要求。

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