电能质量监测分析终端HRJ704标准技术方案.doc

供电局电能质量实时监测终端
技 术 方 案

南京华瑞杰科技有限公司
二OO九年四月

II

HUARUIELECTRIC 电能质量实时监测终端技术方案
目 录
1、概述 1
2、参考标准 1
3、监测装置的功能 3
3.1 监测功能 3
3.2 显示功能 3
3.3 通讯接口 4
3.4设置功能 4
3.5 统计功能 4
3.6 记录存储功能 5
3.7 触发功能 5
3.8 对时功能 5
3.9 报警功能 6
4.监测装置性能及技术指标 6
4.1电能质量数据处理 6
4.1.2 分析数据 6
4.1.3统计数据 6
4.1.4日报数据 6
4.1.5事件数据 6
4.1.6允许误差限 7
4.2电气性能要求 7
4.2.1电源电压 7
4.2.2电压信号输入回路 7
4.2.3电流信号输入回路 8
4.2.4功率消耗 8
4.2.5停电数据保持 8
4.2.6气候环境条件 8
4.2.7 可靠性 8
4.3 结构、机械性能 8
4.3.1结构 8
4.3.2机械性能 9
4.4 电磁兼容性 9
4.5 绝缘耐压性能 9
5、功能表 10
附件：HRJ704终端物理结构及面板定义 11

17
南京华瑞杰科技有限公司 电话：[phone] 传真：[phone]

1、概述
HRJ700系列电能质量监测终端采用先进的DSP处理器，是具有高速采样、计算、分析、通讯和显示等功能相结合的电能质量监测设备。可实时监测电网的负序和高达50次的谐波、谐波总畸变率、电压电流不平衡度、闪变、电压偏差、电压变化频度、频率、各次谐波有功功率、无功功率等电能质量指标。
HRJ700系列电能质量检测终端按照电能质量的国家标准进行监测。具有精度高、实时性好、可扩充性强界面友好、维护方便。支持多种通讯接口，根据主站要求上传实时电能质量分析数据，指定时间段内的电能质量分析数据。
HRJ700系列目前有HRJ703、HRJ704两个产品型号, 用户可根据实际需要分别选用相应型号产品。
HRJ703最多可监测6个回路的电压、电流的电能质量，适用于变电站等现场；
HRJ704监测一个回路的电压、电流的电能质量。该产品为增强型产品，具有更多实用功能，具体可参见功能表。适用于变电站、大用户等现场。
2、参考标准
l 《GB/T 15945-1995 电能质量 电力系统频率允许偏差》；
l 《GB 12325-90 电能质量 供电电压允许偏差》；
l 《GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度》；
l 《GB/T 18481-2001 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压》；
l 《GB/T 14549-93 电能质量 公用电网谐波》；
l 《GB 12326-2000 电能质量 电压波动与闪变》；
l 《DL/T1028—2006 电能质量测试分析仪检定规程》；
l 《GBT 19862—2005 电能质量监测设备通用要求》；
l 《Q/ZDJ 31-2005 浙江省 电能质量监测终端订货技术条件》；
l 《Q/GDW-10-39-2008 江苏省电能质量在线监测装置技术规范》；
l 《GB/T 2421电工电子产品环境试验》；
l 《GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 A: 低温》；
l 《GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验 B: 高温》；
l 《GB/T 2423.4-1993 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Db: 交变湿热试验方法》；
l 《GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ea和导则：冲击试验方法》；
l 《GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc和导则:振动 (正弦)试验方法》；
l 《GB/T 4208-1993 外壳防护等级(IP代码) (eqv IEC 529:1989) 》；
l 《GB/T 15479-1995 工业自动化仪表绝缘电阻、绝缘强度技术要求和试验方法》；
l 《GB/T 17626.2-1998 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验（idt IEC 61000-4-2：1995）》；
l 《GB/T 17626.3-1998 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验（idt IEC 61000-4-3：1995）》；
l 《GB/T 17626.4-1998 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（idt IEC 61000-4-4：1998）》；
l 《GB/T 17626.5-1998 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验（idt IEC 61000-4-5：1995）》；
l 《GB/T 17626.7-1998 电磁兼容 试验和测量技术 供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则》；
l 《GB/T 17626.11-1999 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验》；
l 《IEEE 1159.3 -2003 Recommended Practice for the Transfer of Power Quality Data》；
l 《IEC 61000-4-30 :2003 Electromagnetic Compatibility:Testing and Measurement Techniques-power quality measurement methods》；
l 《IEC 61000-4-7 :2002 Electromagnetic Compatibility: Testing and measurement techniques - General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto》；
l 《IEC 61000-4-15 :2003 Flickermeter Functional and design specifications》；
l 《EN50160:2000 Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems》；
l 《RFC 1305 :Network Time Protocol (Version 3) Specification, Implementation and Analysis》；
l 《RFC 1769 :Simple Network Time Protocol》；
3、监测装置的功能
3.1 监测功能
a) 真有效值：电压、电流、有功功率、无功功率真有效值；
b) 基波有功功率、基波无功功率；
c) 功率因数、相移功率因数；
d) 电压电流矢量；
e) 三相电压、电流不平衡度及各序分量；
f) 电压总畸变率及2-50次电压谐波含有率；
g) 电流总畸变率及2-50次电流谐波有效值；
h) 2-50次谐波有功、无功功率；
i) 间谐波；
j) 电压变动、短闪变、长闪变；
k) 频率；
l) 电压骤降、电压骤升和电压短时中断；
m) 事件触发功能（波形触发、有效值触发）。
3.2 显示功能
监测装置具有对被监测电能质量指标的实时数据、波形显示或信号指示（是否越限等）功能。
HRJ704采用320*240工业液晶屏，全中文、层次菜单式显示。显示内容：
1、实时数据：各种电能质量指标的实时显示
2、统计数据：各种电能质量指标的最大、最小及95％概率大值的日统计及月统计显示；
3、事件数据：各种电能质量指标的当日超标事件显示。
4、图形数据：矢量图，波形图，趋势图及过压事件的波形显示；
5、参数设置及参数显示。
具体显示内容及格式参见《HRJ700电能质量监测终端说明书》
3.3 通讯接口
装置具备以下标准接口（根据工程实际情况选配）：
a) RS232/RS485接口
b) GPRS/以太网接口
c) USB2.0接口
3.4设置功能
监测装置具有就地或远方实现如下设置功能：
a) 电网基本参数，如电压等级、PT、CT变比；
b) 各项电能质量指标的限值；
c) 时间设置；
d) GPRS参数设置
e) 通讯参数设置
f) 事件触发条件；
g) 密码保护；
3.5 统计功能
装置有按日、按月统计电能质量指标的功能。根据需要，可以有以下功能：
a) 测量数据的统计间隔可设置（测量数据持续时间）；
b) 方均根值、最大值、最小值、平均值、95％概率大值的统计功能；
c) 各电能质量指标的越限次数和越限率；
3.6 记录存储功能
1) 电压偏差、频率偏差、三相不平衡度、谐波监测的一个基本记录周期为3s，其时间标签为每个基本记录周期开始的时刻，基本统计数据间隔时间为10min，记录至少保存30d；出厂默认配置为3分钟；
2) 短闪变的一个基本记录周期为10min，基本统计数据间隔时间为10min。长时闪变的一个基本记录周期为2h，为了基本统计数据间隔时间为10min，记录至少应保存30d，标准配置为2个月；
3) 监测装置存储的测量数据至少保存30d；
4) 记录按先进先出的原则更新；
5) 电能质量监测终端内含大容量存储芯片。电能质量分析数据保存间隔可以通过主站命令来设置。掉电后数据存储可在10年以上。
3.7 触发功能
监测终端具有电能质量指标越限事件触发，暂态事件（包括电压暂升、电压暂降、电压短时中断等）、瞬变事件触发以及相应的捕捉记录功能。
当任何一通道达到设定的触发条件时，可以同时触发该终端所有通道，并能同时触发所有设定的其他电能质量监测终端。对电压有效值干扰等可以同时记录暂态波形和有效值变化图。
a) 有效值触发: 间隔最小为3秒、最大为1小时可设置，记录点数不超过512点；
b) 谐波触发：检查25个谐波值和总畸变率THD，记录3秒钟值。当谐波超出极限值时，触发器响应并记录。记录点数不超过512点；
c) 瞬时值（波形）触发：
当一个瞬时值超出或低于设定值时，这个触发功能将按照有效值和平均值或瞬时值设置记录。波形记录包括用户定义的事件触发前、后的周波数；对于波形记录每周波为256次采样。
3.8 对时功能
a) 可接受远方时钟服务器对时；
b) 可支持GPS装置对时；
c) 可就地对时。
3.9 报警功能
监测装置在软、硬件故障（如通信中断等）情况下能够产生报警信号，并能通过面板或显示设备显示。
装置具有继电器开出功能，其可以配置为指标越限告警输出、或遥控输出。本功能为选配功能。
4.监测装置性能及技术指标
4.1电能质量数据处理
4.1.2 分析数据
谐波、电压偏差、频率偏差、三相不平衡度测量时，为区别于暂态现象，以一个基本记录周期为3S，测量结果为3S内的均方根值。采样窗口等的要求满足IEC 61000-4-30 :2003的要求。
短时间闪变的一个基本记录周期为10min，长时间闪变的一个基本记录周期为2h。
4.1.3统计数据
以基本统计数据间隔时间为基础，对各种分析数据进行方均根值、最大值、最小值、平均值、95%概率值的统计。其时间点为整点时间开始。
4.1.4日报数据
以分析数据或统计数据为基础，对各种分析数据进行方均根值、最大值、最小值、平均值、95%概率值的统计。其时间点为整点时间开始。
4.1.5事件数据
描述短期电压变动事件特征值，包括电压骤降、电压骤升和电压短时中断的开始时间、持续时间、特征幅值、波形等。
4.1.6允许误差限
监测装置的允许误差限满足（DL/T 1028-2006电能质量测试分析仪检定规程）（GB/T 19862 -2005 电能质量监测设备通用要求）的要求：
a) 稳态基波电压、基波电流精度：±0.2%；
b) 短期电压变动（包括电压暂降、电压骤升和电压短时中断）：电压变动量±0.5%；持续时间10ms；
c) 电压测量精度：±0.2%；
d) 频率测量精度：±0.01Hz；
e) 三相不平衡度：电压不平衡度绝对误差±0.2%；电流不平衡度绝对误差±1％；电压、电流各序分量±0.5%；
f) 谐波：按GB/T 14549-93规定分为A级、B级；本装置为A级精度。
g) 间谐波：要求同谐波；
h) 闪变：±5％；
i) 采集终端时钟稳定度小于1秒/天，掉电后可保持50000小时以上。
4.2电气性能要求
4.2.1电源电压
a) 交流220V，允许±20％的相对误差；50Hz±0.5Hz；谐波畸变率不大于8％；
b) 直流220V，允许±20％的相对误差，纹波系数不大于5%；
c) 直流110V，允许±20％的相对误差，纹波系数不大于5%。
4.2.2电压信号输入回路
a) 额定电压
— 互感器接入法：V和100V；
— 直接接入法：220V/380V。
b) 过载能力
— 互感器接入法：1.2倍最大额定电压，连续工作；1.4倍最大额定电压，运行10s。
— 直接接入法：400V连续。
4.2.3电流信号输入回路
互感器接入法：
a) 范围：额定电流1A或5A（标配5A）；
b) 过载能力：1.2倍额定电流连续；2倍额定电流持续10秒；10倍额定电流持续1秒。
4.2.4功率消耗
a) 信号回路：信号回路在额定输入电压电流参数下，回路（通道）消耗的视在功率不大于0. 5VA/回路（通道）。
b) 电源回路：HRJ704典型功耗5W；HRJ703典型功耗25W；
4.2.5停电数据保持
发生断电时，设备不会出现误读数，并有数据保持措施，电源恢复时，数据不丢失。
4.2.6气候环境条件
l 环境温度
-5℃～+50℃（HRJ703）；
-25℃～+65℃（HRJ704）。
l 相对湿度：年平均相对湿度≤75％；
l 大气压力：80kPa～110kPa（海拔2000m及以下）。
4.2.7 可靠性
平均无故障工作时间（MTBF）≥40,000小时。
4.3 结构、机械性能
4.3.1结构
监测装置防护等级符合GB/T 4208规定的IP51级要求；
HRJ704: 采用壁挂式设计，长233mm * 宽193mm * 高81mm。
4.3.2机械性能
a) 监测装置抗振性能符合GB/T 2423.10规定的试验要求；
b) 监测装置抗冲击性能符合GB/T 2423.5规定的试验要求。
4.4 电磁兼容性
l 静电放电抗扰度：能承受GB/T 17626.2-1998标准Ⅳ级、试验电压8KV的静电接触放电试验；
l 射频电磁场辐射抗扰度：能承受GB/T 17626.3-1998标准Ⅲ级、干扰场强10V/M的幅射电磁场干扰试验；
l 快速瞬变脉冲群抗扰度：能承受GB/T 17626.4-1998标准Ⅲ级的快速瞬变干扰试验；
l 浪涌(冲击) 抗扰度：能承受GB/T 17626.5-1999标准Ⅲ级、开路试验电压4KV的浪涌干扰试验；
l 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度：能承受GB/T 17626.11-1999标准70％UT等级的电压暂降、短时中断干扰试验；
l 振荡波抗扰度：能承受GB/T 17626.12-1998标准Ⅲ级阻尼振荡波干扰试验，以及电压幅值共模4KV、差模2KV的Ⅲ级振铃波干扰试验；
l 工频磁场抗扰度：能承受GB/T 17626.8-1998标准Ⅲ级持续工频磁场干扰试验；
l 阻尼振荡磁场抗扰度：能承受GB/T 17626.10-1998标准Ⅲ级阻尼振荡磁场干扰试验。
4.5 绝缘耐压性能
a) 交流输入对地：大于100兆欧；
b) 信号及输出触点对地：大于100兆欧；
c) 开入回路对地：大于100兆欧；
d) 能承受2KV/1min的工频耐压，5KV的冲击电压。
5、功能表
监测装置型号
HRJ703
HRJ704
稳态数据
电压偏差
√
√
频率偏差
√
√
三相不平衡
电压、电流不平衡
√
√
三序分量
√
√
谐波
幅度、含有率
√
√
间谐波
√
√
电压波动与闪变
√
√
暂态数据
事件数据
电压骤降
√
√
电压骤升
√
√
电压中断
√
√
触发功能
触发记录波形数据
√
√
触发记录有效值
√
√
分析数据基本记录周期
长时间闪变
2h
2h
短时间闪变
10Min
10Min
谐波及其他
3s
3s
分析数据基本记录周期
3s*K
10min
通讯接口
以太网接口（TCP/IP协议）
√
√
Modem或GPRS、CDMA
√
√
串行接口（连接计算机）
√
√
显示功能
√
√
校时方式
GPS
√
√
网络
√
√
直接U盘拷贝

√
相移功率因数
√
√
真有效值、真功率
√
√
遥信（开入）遥控（开出）功能
√
√

注：在变电站建议采用HRJ703，大用户侧建议采用HRJ704。
附件：HRJ704终端物理结构及面板定义

1、外形尺寸

2、安装尺寸
安装尺寸：214mm*130mm
终端可采用壁挂式安装，终端顶部有一个悬挂孔，可挂于直径3mm的悬空柱上。

3、外形图片

4、安装端子定义

1) 打开底部封盖，会看到上下两排的凤凰端子

2) 上排为辅助端子（弱电端子），下排为强电端子。

3) 辅助端子接线内容。

4) 接线端子接线图(三相电流、三相电压、终端工作电源（220V）)。
其中专业理论知识内容包括：保安理论知识、消防业务知识、职业道德、法律常识、保安礼仪、救护知识。作技能训练内容包括：岗位操作指引、勤务技能、消防技能、军事技能。
二．培训的及要求培训目的
安全生产目标责任书
为了进一步落实安全生产责任制，做到“责、权、利”相结合，根据我公司2015年度安全生产目标的内容，现与财务部签订如下安全生产目标：
一、目标值：
1、全年人身死亡事故为零，重伤事故为零，轻伤人数为零。
2、现金安全保管，不发生盗窃事故。
3、每月足额提取安全生产费用，保障安全生产投入资金的到位。
4、安全培训合格率为100%。
二、本单位安全工作上必须做到以下内容：
1、对本单位的安全生产负直接领导责任，必须模范遵守公司的各项安全管理制度，不发布与公司安全管理制度相抵触的指令，严格履行本人的安全职责，确保安全责任制在本单位全面落实，并全力支持安全工作。
2、保证公司各项安全管理制度和管理办法在本单位内全面实施，并自觉接受公司安全部门的监督和管理。
3、在确保安全的前提下组织生产，始终把安全工作放在首位，当“安全与交货期、质量”发生矛盾时，坚持安全第一的原则。
4、参加生产碰头会时，首先汇报本单位的安全生产情况和安全问题落实情况；在安排本单位生产任务时，必须安排安全工作内容，并写入记录。
5、在公司及政府的安全检查中杜绝各类违章现象。
6、组织本部门积极参加安全检查，做到有检查、有整改，记录全。
7、以身作则，不违章指挥、不违章操作。对发现的各类违章现象负有查禁的责任，同时要予以查处。
8、虚心接受员工提出的问题，杜绝不接受或盲目指挥；
9、发生事故，应立即报告主管领导，按照“四不放过”的原则召开事故分析会，提出整改措施和对责任者的处理意见，并填写事故登记表，严禁隐瞒不报或降低对责任者的处罚标准。
10、必须按规定对单位员工进行培训和新员工上岗教育；
11、严格执行公司安全生产十六项禁令，保证本单位所有人员不违章作业。
三、 安全奖惩：
1、对于全年实现安全目标的按照公司生产现场管理规定和工作说明书进行考核奖励；对于未实现安全目标的按照公司规定进行处罚。
2、每月接受主管领导指派人员对安全生产责任状的落
其中专业理论知识内容包括：保安理论知识、消防业务知识、职业道德、法律常识、保安礼仪、救护知识。作技能训练内容包括：岗位操作指引、勤务技能、消防技能、军事技能。
二．培训的及要求培训目的
安全生产目标责任书
为了进一步落实安全生产责任制，做到“责、权、利”相结合，根据我公司2015年度安全生产目标的内容，现与财务部签订如下安全生产目标：
一、目标值：
1、全年人身死亡事故为零，重伤事故为零，轻伤人数为零。
2、现金安全保管，不发生盗窃事故。
3、每月足额提取安全生产费用，保障安全生产投入资金的到位。
4、安全培训合格率为100%。
二、本单位安全工作上必须做到以下内容：
1、对本单位的安全生产负直接领导责任，必须模范遵守公司的各项安全管理制度，不发布与公司安全管理制度相抵触的指令，严格履行本人的安全职责，确保安全责任制在本单位全面落实，并全力支持安全工作。
2、保证公司各项安全管理制度和管理办法在本单位内全面实施，并自觉接受公司安全部门的监督和管理。
3、在确保安全的前提下组织生产，始终把安全工作放在首位，当“安全与交货期、质量”发生矛盾时，坚持安全第一的原则
4、参加生产碰头会时，首先汇报本单位的安全生产情况和安全问题落实情况；在安排本单位生产任务时，必须安排安全工作内容，并写入记录。
5、在公司及政府的安全检查中杜绝各类违章现象。
6、组织本部门积极参加安全检查，做到有检查、有整改，记录全。
7、以身作则，不违章指挥、不违章操作。对发现的各类违章现象负有查禁的责任，同时要予以查处。
8、虚心接受员工提出的问题，杜绝不接受或盲目指挥；
9、发生事故，应立即报告主管领导，按照“四不放过”的原则召开事故分析会，提出整改措施和对责任者的处理意见，并填写事故登记表，严禁隐瞒不报或降低对责任者的处罚标准。
10、必须按规定对单位员工进行培训和新员工上岗教育；
11、严格执行公司安全生产十六项禁令，保证本单位所有人员不违章作业。
三、 安全奖惩：
1、对于全年实现安全目标的按照公司生产现场管理规定和工作说明书进行考核奖励；对于未实现安全目标的按照公司规定进行处罚。
2、每月接受主管领导指派人员对安全生产责任状的落