三伊tsfsy滤波补偿监控终端说明书模板.doc

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目录
一、 介绍………………………………………………………………………..2
二、 使用条件…………………………………………………………………..2
三、 控制功能
㈠功能特点………………………………………………………………2
㈡基本功能………………………………………………………………4
四、 技术参数
1、 基本参数………………………………………………………………..6
2、 控制参数………………………………………………………………..6
3、 测量精度………………………………………………………………..6
4、 通讯……………………………………………………………………..6
5、 其它……………………………………………………………………..6
五、 安装调试
1、 操作说明………………………………………………………………..7
2、 安装说明………………………………………………………………..7
3、 接线说明…………………………………………………….………….8
4、 调试说明…………………………………………………….………….9
⑴面板说明………………………………………………………………9
　⑵自动运行………………………………………………………………9
　⑶手动运行……………………………………………………………. .11
　⑷参数设置……………………………………………………………...12
六、 工作原理………………………………………………………………….15
1、 监测终端工作原理…………………………………………………….15
2、 投切原理……………………………………………………………….17
七、 通讯规约………………………………………………………………….17
八、 系统故障排除…………………………………………………...………..18

一、 介绍
TSF-SY滤波补偿监控终端采用16位单片微处理器芯片、 交流采样技术、 LCD中文显示, 四象限分析等技术, 实现了实时数据采集、 通讯、 电量统计、 历史数据存储、 故障报警、 电网谐波分析、 无功补偿等功能, 能够直接连接电脑, 进行联机操作。主要应用于三相四线制的配电网, 监测配电变压器、 配电线路运行状态和补偿电网无功, 集无功功率的连续、 快速、 同步补偿、 有源滤波、 平衡三相负载、 消除电压闪变和电压波动等多种功能于一体, 有效地提高供电电压质量、 提高配电网络的安全稳定及经济运行水平。根据电网的参数控制无功补偿电容器组的自动投切。使电容器工作在最佳状况, 确保电压合格率达到规定的要求, 有效减少无功损耗并保持系统功率因数在较高范围内。是实现变电站无人值守或老站改造的实用装置。
该装置在研制过程中, 以高可靠性和实用性作为研究基础, 充分吸取国内外正反方面的经验, 经过长期实践和改进, 使装置具有可靠性强、 自动化程度高、 使用简单的特点。

二、 使用条件
海拔高度: 79.5KPa~106KPa( 海拔≤2500米)
环境温度: －25℃~＋75℃
相对湿度: 空气湿度在20℃时≤90%, 在温度较低时, 允许有较高的相对湿度。
环境条件: 周围介质无爆炸危险、 无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体, 无导电尘埃。

三、 控制功能
㈠功能特点
无功补偿精度高
TSF-SY滤波补偿监控终端采用自动化控制手段, 优先投切方式控制多组电容器组进行集中分组精细补偿, 改变了过去一次性整组投切电容方式, 提高了补偿精度, 彻底解决了欠补及无功倒送之问题, 补偿范围可述: 0.90~1.0。从而在优先保证电压合格基础上, 调整无功缺额, 使无功功率始终处于最佳补偿状态, 提高了电能质量, 节约了电力能源。
系统兼容
在精确测量的基础上, 装置支持多种系统运行方式, 包括双变并列运行、 双变分列运行、 １变运行、 ２变运行等。
保护功能
装置具备上电保护、 掉电保护、 过压保护、 欠压保护、 欠流保护、 过流保护等多种保护功能。
时钟功能
　　 准确的时钟功能为系统事件的发生和各种统计量提供时间坐标。
开关次数统计功能
　　 统计并显示每只开关的当月动作次数和总动作次数
电压统计功能
　　 统计包括电压合格率、 超上限时间、 超下限时间、 最大值、 最小值等
谐波测量保护功能
　　 可测量至13次谐波, 并提供针对电压总谐波畸变率的保护功能, 装置能够支持投切滤波器。
监测功能多
TSF-SY滤波补偿监控终端功能强大, 它集合了电量变送器、 数字式电度表、 数显表、 数据采集器、 记录分析仪、 RTU等仪器的部分或全部功能。测量功能包括: 一条三相四线制回路或全部相电压/线电压( V) 、 电流( I) 、 功率( P、 Q) 、 功率因数( COSφ) 、 频率( F) 、 谐波( %) 及谐波棒图分析等功能。
中文显示
TSF-SY滤波补偿监控终端采用LCD大屏液晶, 中英显示, 数例说明, 界面内容丰富, 整体直观明了。显示屏采用人的眼睛感觉比较自然、 舒适的篮色背光。
通讯功能
TSF-SY滤波补偿监控终端功为了未来测量仪表的环境具备通讯功能, 可经过RS232或RS485通讯口, 与就地的计算机设备通讯或组网与远程, 允许连接开放式结构的局域网络。应用MODBUS通讯规约, 在PC或数据采集系统上运行的软件, 能提供一个对于工厂、 电厂、 工业和建筑物的服务的简单、 实用的电量管理方案。
自动稳零
具有自动校准零点, 克服零点随时间和温度的漂移。实现所有参数的零点免调, 提高了仪表的整体测量精度, 提高了系统的整体稳定性, 简化了校准流程。
极宽的动态输入范围
TSF-SY滤波补偿监控终端采用量程自动切换技术, 提供5~120V/380V的电压输入量程, 0~1A/5A电流输入量程, 能自动适用于各种测量系统, 无需任何硬件和软件的调整。
可编程状态设定
TSF-SY滤波补偿监控终端允许用户对其工作状态”测量系统选择”、 ”CT、 PT变比”、 ”通讯”、 ”电能累加复位”等进行更改设定。

记忆
TSF-SY滤波补偿监控终端在电源掉电时, 能够记忆所有的设定值、 电能累加值、 PT变比、 CT变比、 波特率、 本机地址、 测量参数。
多种接线方式
适用于多种接线方式: 三相四线、 三相四线平衡负载、 三相三线、 三相三线平衡负载、 一相二线和一相三线。
数字化整定
所有参数均采用数字化校准, 摒弃了常规采用电位器的模拟调整方法, 简化了硬件电路, 提高了整机的可靠性和稳定性, 每个测量参数都能够调整, 且不会对其它参数造成影响。
故障自动诊断
具有故障自动诊断功能, 并将结果显示在屏幕上或经过串行口输出。
抗电磁干扰能力强
完善的电磁兼容性设计, 具有极强的抗电磁干扰能力, 适合在强电磁干扰的 复杂环境中使用。
安装方便
TSF-SY滤波补偿监控终端强大的功能使系统现场安装、 布线的复杂程度大大降低。外型采用嵌入式结构更加适合屏壁安装。
㈡基本功能
1、 数据采集
三相电压/三相电流/三相功率因数
有功功率/无功功率/有功电度/无功电度
频率/谐波电压/谐波电流/谐波分析至13次
日电压/电流最大、 最小值
停电时刻/来电时刻/累计停电时间
电压超上/下限时间/缺相时间
数据存储不少于3个月
2、 数据管理
三相电压/电流/功率因数日最大值/最小值
三相有功功率/无功功率日最大值/最小值
谐波日最大值
补偿电容器投切次数/投入累计时间
电压超上/下限时间
3、 数据通讯
实时监控
三相电压/三相电流/三相功率因数
有功功率/无功功率/有功电度/无功电度
谐波/频率
电容器投切状态/故障状态
定期采集
累计数据
三相总有功电度
三相总无功电度
月累计停电时间
整点数据
三相电压/三相电流/三相功率因数
三相有功功率/三相无功功率
谐波/频率
4、 参数设置
电流互感器变比/电压互感器变比
时钟
电压上限/电压下限设置
电压谐波总畸变率超限
定点数据存储间隔( 分)
单相电容设置/三相电容设置
投入门限系数/切除门限系数
投切延时/电容设置
系统报警延时设置
通讯波特率/通讯串口和奇偶校验位
5、 无功补偿
取样物理量为无功功率, 系统按照无功需量进行投切电容, 无投切振荡, 无补偿呆区。

四、 技术参数
1、 基本参数
电源电压: AC220V±20% 50HZ±5%
取样电压: AC220V
取样电流: 0~5A
本机功耗: ≤15W
2、 控制参数
灵敏度: 100mA
投入门限系数: 0.5~1.2、 步长0.1、 出厂预置1.00
切除门限系数: 内定
投切延时: 20ms—999×20ms
过压保护: 测量电压的100%—150%、 步长1%、 出厂预置130%
欠压保护: 测量电压的50%—100%、 步长1%、 出厂预置80%
谐波电压超限: 5.0%~30.0%、 步长0.5%、 出厂预置12%
输出接点: 12路, 每路DC12V、 60mA
3、 测量精度
电压: ±0.5%　　　　　　　　电流: ±0.5%
功率因数: ±1.0%
无功功率: ±1.0% 　有功功率: ±1.0%
4、 通讯
物理接口: RS232、 RS485
通讯规约: IEC870-5-101、 CDT、 MODBUS
波特率: 1200bps、 2400bps、 4800bps、 9600bps
5、 其它
整机性能: 符合DL/T 721-
抗干扰性能: 符合 GB/T 15153.1-1998
重量: 不大于1.5KG

五、 安装调试
1、 操作说明
⑴电源输入、 CT二次侧均会危害人身安全, 因此操作人员在安装、 检修或调换监控终端时, 必须先切断电源, 短接CT二次侧回路,
严格遵守用电安全操作流程, 以确保人身设备安全。
⑵接线时应选择合适的线径, 并严格按照接线图进行正确接线, 以保证操作的安全性和可靠性。
◆电压信号线兼作监控终端电源输入, 因此安装位置应尽量远离高压电及大电流载体, 以减少电磁干扰。
◆电流信号线宜选用大于1.5mm2的单股铜导线, 且导线尽可能短。
◆接点输出容量为DC12V、 60mA, 其连线应尽量远离输入回路、 高电压和大电流载体。
⑶带电采集、 设置数据时, 均不得接触带电部分、 以确保人身设备安全。
2、 安装说明
将TSF-SY滤波补偿监控终端装入装置面板开孔糟内( 开孔152mm×242mm) 内, 紧固螺钉将监控仪固定在装置面板上。
如图1所示:

图1 尺寸图
3、 接线说明

图2 接线图
接线说明
1~3: 接A、 B、 C三相相电压
5~10: 接A、 B、 C三相相电流
4脚接零线
脚接地线
11、 12: 接220V工作电压
28~32, 48~52: 能够自定义, 28~32接开关量输入, 则48~52接开关量输出, 28、 48接点为+12V。
47~36: 分别接1~12路控制信号
35脚为COM公共端, 接点+12V
33、 34脚接报警输出( 为空接点输出)
21、 22为RS-485通讯接口
JTAG为在线编程接口。

4、 调试说明
⑴面扳说明

图3 面板图
按键功能
选项确定: 选项或参数修改后的确认
左 选: 参数选择或手动投入
右 选: 参数选择或手动切除
减少设置: 菜单翻页或数值的减少
增加设置、 菜单返回: 返回菜单或数值的增加
⑵自动运行
TSF-SY滤波补偿监控终端系统上电后, 进入屏显状态, 如图4所示, 1秒后, 进入主菜单, 如图5所示。延时2分后进入系统显示界面, 自动运行( 背光30秒自动关闭, 按任意键激活背光) 。
数据显示界面共7屏, 如图5-1至图5-7所示。如果出现故障, 直接进入系统状态界面, 如图7-2所示。

图4 开机界面 图5 菜单---数据显示

实时显示负载的有功和无功量。

示
根据PT、 CT变比不同, 界面显
示略有变化。

示
图5-1 电压、 电流显示 图5-2 有功、 无功显示

HVA表示A相电压总谐波畸变率。

示
Phf为功率因数,
Hz为电源频率。

示
图5-3 功率因数、 频率显示 图5-4 谐波棒图

HVC表示C相电压总谐波畸变率。

示
HVB表示B相电压总谐波畸变率。

示
图5-5 谐波棒图 图5-6 谐波棒图

图5-7 相角显示
此界面的含义为: 在设备安装完毕后, 因没有负载电流而无法确定控制器
所采电压、 电流的相序是否正确。此时只需手动投入一组小容量滤波器组, 然后
观察”相角显示”界面, 因滤波器组投入后, 控制器检测到的为容性电流, 故在
界面上应显示出电压和电流的相位角度。正确的显示数据为: UA--1200、 UB--00、
UC--2400、 IB--900。若显示的数据和上述不对应, 则需对应调整电压或电流的相序
直至显示正确。此方法能够使补偿设备在没有负载运行的情况下就可完成设备的调
试工作。
⑶手动运行
手动功能只作用于补偿电容器的强制投切。由主菜单进入系统状态, 选择手动功能。如果某路
出现在界面上, 表示已投入, 反之为切除。
如果某路容值被设为”000”, 则该路不能投入。
操作”左选”、 ”右选”键选择要投入或切除的电容, 投切顺序是按系统的优先级定义的。
注意说明: 在配电系统负荷较小时, 不可强行投入较多电容。

⑷参数设置
如果是首次使用TSF-SY滤波补偿监控终端, 应该根据需要对参数进行修改, 使仪表更好的配合系统, 实现最佳性能。
进入主菜单, 按”设置增加”或”设置减少”键选择”参数设置”一栏, 屏幕会出现反显, 按”选项确定”键确认进入, 则出现图6所示。
按”左选”或”右选”键进行选项, 进行参数修改。
例: 如要修改电流变比, 选择”CT”, 按”选项确定”键, 再调整”设置增加”或”设置减少”
修改需要设定的数值。其它参数修改内容同样按此方法进行修改。

图6 菜单--参数设置 图6-1 电流变比设定

图6-2 电压变比设定 图6-3 欠压值设定

图6-4 过压值设定 图6-5 目标功率因数设定

图6-6 畸变率超限设定 图6-7 投切延时设定

图6-8 投切阀值设定 图6-9 通讯波特率设定

图6-10 系统时间设定 图6-11 通讯地址设定

图6-12 系统报警跳闸延时设定 图6-13 第1组电容投入容量设定

图6-14 第5组电容投入容量设定 图6-15 第9组电容投入容量设定

图6-16 保存选项

4.1进入系统状态
进入主菜单, 按”设置增加”或”设置减少”键选择”系统状态”一栏, 屏幕会出现反显, 按”选项确定”键确认进入, 则出现图7所示。

图7 菜单--系统状态 图7-1 投切方式选择

图7-2 系统状态显示
当电网出现故障或某个参数超限时, 状态系统的警示信号就会提示过压、 欠压、 缺相或某个 参数超限, 谐波状态。界面上方所显示的数值代表投入的电容器组数, IN为开关量输入, 对应OU开关量输出, 显示VL表示系统欠压跳闸; VH表示系统过压跳闸; 若有开关量输入, 则显示为开入跳闸。

六、 工作原理
1、 监测终端工作原理
TSF-SY滤波补偿监控终端由测量、 显示、 控制、 接口和电源等部分组成。
测量部分由精密小型互感器( 输入: 0~600V、 0~5A) 及前置信号处理电路构成, 从中获取电压、 电流、 频率、 相位等多种实时数据; 显示部分采用高品质的液晶( LCD) 显示模块, 每屏能够显示8*4个汉字( 16*16) 或128*64个像素的图形; 控制部分以16位单片微机为核心, 配以多路A/D, 实时时钟, 以及容错电路等外围芯片; 接口部分采用半双工的RS-485接口, 用于向下位机实时传递测量数据、 可编程参数、 最大( 小) 值及其时间标签。电源部分采用高频开关电源, 使得仪器更加节能, 更能适应各种不同的电源电压环境。
软件主要实现测量数据计算、 内部参数计算、 电能累加、 人机界面等功能。由于软件量较大、 功能复杂, 因此程序采用了先进的编程理念: 功能模块化, 结构格式化, 任务简单化, 时间多元化。具有多种优点: 程序维护简单, 流程清晰明了, 事件并行处理, 响应快速有效。
为了提高系统的可靠性、 稳定性, 内部装有高稳定度基准源, 温度监测及软硬件冗余等容错技术; 为了提高整机的抗干扰能力, 采用了多项电磁兼容保护措施, 确保了在恶劣的工作环境下也能安全工作。

如图所示:

工作原理图

逻辑原理图

2、 投切原理
在控制上, 单片机根据无功补偿的判断依据要求, 判别电压、 电流和无功功率是否满足电容投入或切除要求, 并执行相应的控制命令。
⑴无功补偿判断依据
　　无功投切依据电压、 电流、 无功功率、 功率因数等综合因素, 其投入的充要条件如下:
①　L_V+L_△U≤U≤H_V -H_△U
②　COSf1＜L_PF
③　COSf2＜H_PF
④　I＞L_I
　　其中, L_V为欠压门限, H_V为过压门限, L_△U、 H_△U为电压回差, L_PF为投入门限, H_PF为切除门限, L_I为欠流门限, U、 I为实际的电压、 电流, COSf1为电容投入前的实测功率因数, COSf2为当前负荷情况下投入下一级电容后的功率因数的理论计算值。
当满足如下任一条件时, 电容切除( Q1: 实测的无功功率) 。
①　U≤L_V或U≥H_V ②　Q1≤0
③　I≤L_I
④　COSf1≥H_PF
当满足如下任一条件时, 电容投入功能闭锁( 此时可切除电容) 。
①　L_U＜U＜L_U+L_△U
②　H_U＞U＞H_U-H_△U
⑵电容投切方式
☆　编码投切
每级电容可任意设定, 设定好电容后系统可按编码投切电容, 其中前四路为精补投切, 根据电容值的设定系统
可按1: 2: 3: 3, 1: 2: 4: 8, 1: 2: 2: 2等编码。后级按照系统内定优先级进行投切电容。
七、 通讯规约
TSF-SY滤波补偿监控终端通讯规约详细描述了本机串行口的读、 写命令格式及内部信息数据的定义, 以便第三方很好使用。
1.1PLC MODBUS 兼容性:
MODBUS通讯规约允许BWKN监控终端与施耐德、 西门子、 AB、 GE、 MODICON等多个国际著名品牌的可编程顺序控制器( PLC) 、 RTU、 SCADA系统、 DCS或第三方具有MODBUS兼容的监控系统之间进行信息和数据的有效传递。有了BWKN监控终端, 就只能简单的增加一套基于PC( 或工控机) 的中央通讯主控软件就可建立一套监控系统。
1.2广泛的通讯集成: TSF-SY滤波补偿监控终端提供与MODICON系统相兼容的MODBUS通讯规约, 这个通讯规约被广泛作为系统集成的标准。兼容RS-485/232C接口的可编程逻辑控制器MODBUS通讯规约允许信息和数据在TSF-SY滤波补偿监控终端与MODICON可编程逻辑控制器( PLC) 、 RTU、 SCADA系统、 DCS系统和另外兼容MODBUS通讯规约的系统之间进行有效的传递。
2、 MODBUS 基本规约:
2.1所有RS485通讯回路都应遵照主/从方式。依照这种方式, 数据能够在一个主站( 如: PC) 和32个子站( 如: BWKN) 之间传递。
2.2主站将初始化和控制在RS485通讯回路上传递的所有信息。
2.3任何一次通讯都不能从子站开始。
2.4在RS485回路上的所有通讯都以”信息帧”方式传递。
2.5如果主站或子站接收到含有未知命令的信息帧, 则不予以响应。

八、 系统故障排除
因可能出现一些接线错误, 会造成整个补偿系统不能正常工作, 现将较多的故障现象及排除方法简介如下:
1、 屏幕显示: 如果通电屏幕不显示, 请检查线路是否接好; 如果出现白屏, 说明信号源有问题, 请检查接线。有电压无电流, 或者缺相说明接线问题, 仔细检查。
2、 随着补偿电容的投入, 监控终端功率因数指示几乎没有变化, 出现这种现象, 应该移动取样电流互感器, 使取样电流=负载电流+电容电流。
3、 随着补偿电容的投入, 监控终端显示的功率因数变化不正常, 应检查取样电流信号与电压信号的相位是否接错。
4、 如果不能判断问题出在监控终端还是出在外接线路上, 可换一台监控终端, 如出现相同的故障现象, 请您务必按照以上提示检查外接线路。

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