DPM-3A电力参数表
用户手册
一. 简介
DPM-3A电力参数表,是一种具有可用户设置、LED显示、电能累加记忆、数字通讯等功能的智能三相综合电力参数监测仪表。
测量参量包括:相电压/线电压(V)、电流(I)、频率(F)、功率(P、Q、S)、功率因数(PF)、电能(Wh、Vrh)。可用户设定为三相四线制或三相三线制接线。测量参量采用真有效值算法,在40-60Hz范围内,即使信号波形发生畸变,也可保证测量精度。
DPM-3A具备RS485接口,通讯采用MODBUS协议,便于现场联网使用, 可与 RTU、PLC及多种工控组态软件(组态王Synall、Intouch)实现网络通讯,构成综合电力监控(或远程抄表)系统。 作为显示仪表使用时,DPM-3A可以代替:三相电流表、三相电压表、三相视在功率表、三相有功功率表、三相无功功率表、三相功率因数表、三相有功电能表、三相无功电能表、频率表等。
在自动化系统中用作数据采集时,DPM-3A可以代替:三相电流变送器、三相电压变送器、三相视在功率变送器、三相有功功率变送器、三相无功功率变送器、三相功率因数变送器、频率变送器以及数据采集模块、RTU等。
DPM-3A可广泛应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政、智能大厦等行业、部门的电气装置、自动控制以及调度系统。
二. 技术参数
1 准确度 RD:相对误差 RG:引用误差
参数 | 显示单位 | 准确度 | 范围 |
相电压 | kV/V | 0.2%RG | |
线电压 | kV/V | 0.2%RG | |
电流 | kA/A | 0.2%RG | |
有功功率 | MW/kW | 0.5%RG | |
无功功率 | MVr/ kVr | 0.5%RG | |
视在功率 | MVA/kVA | 0.5%RG | |
有功电能 | MWh/kWh | 1.0%RD | cosφ1.0–0.5 电压>50% 电流>10% |
无功电能 | MVrh/kVrh | sinφ1.0–0.5 电压>50% 电流>10% | |
功率因数 | 0.5%RG | ||
频率 | Hz | ±0.05Hz |
2 输入
交流电压通道 | 交流电流通道 | |
输入阻抗 | > 50kΩ | <0.05Ω |
量程 | 0~150V | 0~6A |
3 电能脉冲输出
2路输出:正向有功电能、正向无功电能
脉冲常数:1600imp/kWh(kVrh);电压、电流变比不参与运算
输出类型:集电极开路光耦输出
4 电压信号接线方式
三相三线制或三相四线制,可设置
5 通讯
串行口:RS485(标准)/RS232(可选);MODBUS协议
6 显示方式
3行5位LED数码显示
7 绝缘强度(在输入/机壳 / 电源之间)
引用标准:IEC688-1992
试验方法:AC2kV 1分钟 漏电流2mA
8 稳定性
温度范围:-10~+50℃
温度影响:100ppm/℃
长期稳定性:<0.2%/年
9 工作条件
温度:-10~+50℃
湿度:20~95% 无凝露
10 储藏条件
温度:-25~+75℃
湿度:20~95% 无凝露
11 工作电源
电源电压:AC 198~242V;40~70Hz
整机功耗:< 5W
12 重量
净重:1.5kG
13 外形尺寸
外形尺寸:120mm(长)×120mm(宽)×130mm(深)
安装面尺寸:111mm×111mm
三. 外型、端子定义及安装开孔尺寸
外形尺寸图
后面板端子示意图 推荐安装开孔尺寸
四. 测量参量及符号表示
两种接线方式下,所有可监测的参量如下表:
1. 三相四线制
序号 | 符号 | 参量 | 量纲 |
1 | UA | A相电压 | kV/V |
2 | UB | B相电压 | kV/V |
3 | UC | C相电压 | kV/V |
4 | IA | A相电流 | kA/A |
5 | IB | B相电流 | kA/A |
6 | IC | C相电流 | kA/A |
7 | PA | A相有功功率 | MW/kW |
8 | PB | B相有功功率 | MW/kW |
9 | PC | C相有功功率 | MW/kW |
10 | QA | A相无功功率 | MVr/kVr |
11 | QB | B相无功功率 | MVr/kVr |
12 | QC | C相无功功率 | MVr/kVr |
13 | SA | A相视在功率 | MVA/KVA |
14 | SB | B相视在功率 | MVA/KVA |
15 | SC | C相视在功率 | MVA/KVA |
16 | PFA | A相功率因数 | |
17 | PFB | B相功率因数 | |
18 | PFC | C相功率因数 | |
19 | Pt | 总有功功率 | MW/kW |
20 | Qt | 总无功功率 | MVr/kVr |
21 | St | 总视在功率 | MVA/kVA |
22 | PFt | 总功率因数 | |
23 | F | 频率 | Hz |
24 | Ept | 总有功电能 | kWh |
25 | EQt | 总无功电能 | kVrh |
26 | + EP | 正向总有功电能 | kWh |
27 | + EQ | 正向总无功电能 | kVrh |
28 | - EP | 负向总有功电能 | kWh |
29 | - EQ | 负向总无功电能 | kVrh |
2. 三相三线制
序号 | 符号 | 参量 | 量纲 |
1 | UAB | AB线电压 | kV/V |
2 | UBC | BC线电压 | kV/V |
3 | UCA | CA线电压 | kV/V |
4 | IA | AB线电流 | kA/A |
5 | IB | BC线电流 | kA/A |
6 | IC | CA线电流 | kA/A |
7 | Pt | 总有功功率 | MW/kW |
8 | Qt | 总无功功率 | MVr/kVr |
9 | St | 总视在功率 | MVA/kVA |
10 | PFt | 总功率因数 | |
11 | F | 频率 | Hz |
12 | Ept | 总有功电能 | kWh |
13 | EQt | 总无功电能 | kVrh |
14 | + EP | 正向总有功电能 | kWh |
15 | + EQ | 正向总无功电能 | kVrh |
16 | - EP | 负向总有功电能 | kWh |
17 | - EQ | 负向总无功电能 | kVrh |
注1:仪表使用的量纲取决于用户的设置。见6.5参数设置方法。电能仅计算仪表端子功率,不受电压、电流变比及量纲的影响。
注2:功率因数的符号由无功功率的符号来确定
五. 后面板端子接线
5.1 三相四线制接线图 5.2三相三线制接线图
5.3接线说明
电压信号:
三相三线制,把UB和UN短接,作为一相。其它两相接UA、UC。
三相四线制,UN接零线,3相电压按图示接UA、UB、UC。
电流信号:
按标示接入3相电流,下标带“+”端子为流入仪表端。
六. 仪表操作
6.1 显示页面
LED指示灯,表示当前窗口所显示的电量。
左侧的LED灯亮表示本窗口显示的电量,右侧的LED组合显示本行窗口所显示的电量值,例上图:左侧的V灯亮,右侧的A/AB、B/BC、C/CA灯亮,左上侧的3P4W灯亮表示本窗口显示的为三相四线制时A、B、C相的电压值;若左侧的V灯亮,右侧的A/AB、B/BC、C/CA灯亮,左上侧的3P3W灯亮表示本窗口显示的为三相三线制时AB线、BC线、CA线的电压值,若右侧Pt、Qt、PFt灯亮表示为上行为总的有功功率,中间行为总的无功功率,下行为总的功率因数;若左侧P灯亮,右侧的A/AB、B/BC、C/CA灯亮表示为上行为A相的有功功率,中间行为B相的有功功率,下行为C相的有功功率。
V/A/kW/kVr灯亮代表当前量纲为V/A/kW/kVr,
kV/kA/MW/MVr灯亮代表当前量纲kV/kA/MW/MVr.
6.2 按键功能
仪表按键具有复用功能,当仪表处于正常显示状态和参数设置状态时,功能定义如下:
1. 正常显示状态
:向前翻页
:向后翻页
:开始/停止巡显
+
:进入参数设置状态
2. 设置状态
:调整光标位置,向左移一位,从右到左循环;或切换到上一选项
:光标所在位的数字,增1,从0到9循环;或切换到下一选项
:保存本页设置,并切换到下一设置页
6.3 切换显示页
在固定显示方式时,按可以向前翻页,按
键可以向后翻页。
三相四线制时显示顺序:
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10
三相三线制时显示顺序:
6.4 巡显显示
仪表处于巡显方式时,按用户设定的周期,自动地切换显示页面,循环显示。
在固定方式时,按键,进入巡显方式;处于巡显方式时,再按
键,则退出巡显方式。仪表在开机后,自动进入关机时的显示状态。
6.5 参数设置方法
仪器内部保存了运行所需的参数,这些参数是断电保护的。可通过前面板按键设置这些参数。
同时按前面板和
键,仪器进入参数设置状态。
在参数设置状态下,设置页序号与设置项的对应关系请参照7.4;在参数设置状态下,按键作用如下:
:调整光标位置,向左移一位,从右到左循环;
:光标所在位的数字,增1,从0到9循环;
:保存本页设置,并切换到下一设置页
注意:
1. 只有在进入第一个设置页P01页时,正确输入密码,才能对本机参数进行设置。否则,所有设置页的内容都不能更改,只能浏览。
2. 一个设置项的值被改变后,必须按一次键,将设置项切换,才能覆写该设置项对应的内部参数,使得设置生效。
3. 设置项是仪器运行的重要参数,请设置后注意检查。
6.6 设置项列表
代号 | 设置项 | 出厂值 | 说明 |
P01 | 本机密码 | 1111 | 正确输入密码后才能进行参数设置,否则只能浏览 |
P02 | 显示换页时间 | 02 | 单位:秒 |
P03 | 本机地址 | 000 | 注1 |
P04 | 串行口波特率 | 9600 | 1200,2400,4800,9600,19200注意要和上位机设置的波特率相同 |
P05 | PT变比 | 00001 | 注2 |
P06 | CT变比 | 00001 | 注2 |
P07 | 接线方式 | 0 | 0代表三相四线制 1代表三相三线制 |
P08 | 量纲 | 0 | 0代表V/A/kW//kVr 1代表kV/kA/MW/MVr 注3 |
P09 | 电能脉冲常数 | 1600 | 1600 / 3200(imp/kWh) |
P10 | 电能累加值 | 0 | 0代表保持原值 1代表清零 |
P11 | 更新密码 | 0000 | 如在S01页中正确输入了密码,在此处可更改为其它值。0000表示保持原密码。 |
注1:仪表地址取值范围为001-255,同一路RS485总线上的仪表,地址不能重复;仪表的出厂设定地址见标签。
注2:在仪表量纲是kV/kA/MW/Mvr时,应将PT、CT的一次值转换为V、A计算
例:PT一次电压 U1 = 15kV,二次电压 U2 = 100V
PT变比 = 15kV / 100V = 15000 / 100 = 150;输入值应是150
例:CT一次电流 I1 = 12kA,二次电流 I2 = 5A
CT变比 = 12KA / 5A = 12000 / 5 = 2400;输入值应是2400
注3:应根据被测量的电压等级,选择适当的量纲
电能固定地计算二次值,单位是kWh、kVrh
在进入到参数设置状态下,仪表的上行显示为设置代号,下行显示的为仪表的参数值:
输入密码 显示换页时间 本机地址 串行口波特率 PT变比 CT变比
接线方式 量纲 电能脉冲常数 电能累加值 更新密码
6.7 LED数码管显示举例:
窗口显示是通过左、右侧的发光管及三行数码管组合显示的,左侧的发光管表示本窗口显示的电量。
例子如下:
上图为A相相电压100.0V 上图为AB线电压173.2V 上图为 A相电流5.00A
B相相电压100.0V BC线电压173.2V B相电流5.00A
C相相电压100.0V CA线电压173.2V C相电流5.00A
上图表示为 上图表示为 上图表示为
总的有功功率为1.500kW 总的视在功率为1.500kVA A相有功功率为0.500 kW
总的无功功率为0.000kVr 接入频率为50.00Hz B相有功功率为0.500kW
总的功率因数为0.999 监测温度为 33.2℃ C相有功功率为0.500kW
6.8 参数设置过程举例:
例1:修改仪表地址:(把原地址001修改为101,当前密码为1111)
在任意显示界面下同时按下和
键,进入到设置状态第一页,此时下行数码管显示为0000且最后一位闪显,按
键改变数值至1,然后按
键使得下行数码管倒数第2位闪显,再按
键改变数值至1,重复此项操作至显示为1111后按
键切换到第2页,第2页不需改动,继续按
键切换到第3页,操作同第一页方法改变最后一行数码管显示为101后按
键,切换至下一页,重复按
键,使设置界面循环一周后切换到最初显示界面,改变的参数设置自动保存。
显示顺序如下:
1输入密码前 2输入密码后 3显示换页时间 4修改前本机地址
5修改后本机地址 6串行口波特率 7 PT变比 8 CT变比
9接线方式 10量纲 11电能脉冲常数 12电能累加值
注意:只有在进入第一个设置页P01页时正确输入密码,才能对本机
参数进行设置。否则,所有设置页的内容都不能更改,只能浏览。
13更新密码
七.通讯说明
7.1 通讯功能简介:
DPM-3A具备一路RS485接口。通讯采用MODBUS- RTU协议,便于现场联网使用, 可与 RTU、PLC及多种工控组态软件(组态王Synall、Intouch)实现网络通讯,构成综合电力监控(或远程抄表)系统。
7.2 RS485接线方法
DPM-3A仪表通讯口使用特征阻抗为120Ω的屏蔽双绞线连接,连接到RS485网络上。推荐上图的接线方式;总线末端应接匹配电阻(120Ω)。最大电缆长度1200米。
7.3 地址和波特率设置
同一总线上的多台DPM-3A,应拥有不相同的地址值。地址值范围001~255;波特率要和主站设置的一致。可以在1200,2400,4800,9600,19200中选择。如果通讯距离较长,无法建立通讯,应该降低波特率。
7.4 ModBus基本规则
RS-485通讯遵照主/从方式。数据可以在一个主站和64个子站(DPM-3A)之间传递。
u 主站初始化和控制在RS-485通讯回路上传递的所有信息。
u 任何一次通讯都不能从子站开始。
u 在RS-485回路上的所有通讯都以“信息帧”方式传递。
u 如果主站或子站接收到含有未知命令的信息帧,则不做响应。
7.5 字节格式
通讯传输为异步方式,并以字节为单位。 在RS-485线路上传递的每一个字节都是10位的串行数据流:
位(bit)流 | Modbus RTU |
起始位 | 1位 |
数据位 | 8位 |
停止位 | 1位 |
7.6 DPM-3A通讯规约
当通讯命令发送至仪表时(下行),符合相应的地址码的设备接收通讯命令,读取信息,如果没有出错,则执行相应的任务;然后把执行结果返送给发送者(上行)。
下行帧格式:
ADDR | CS | DATA | CRC | ||
初始延时 | 地址码 | 功能码 | 数据区 | 错误校验 | 结束延时 |
(注*) | 1字节 | 1字节 | N字节 | 2字节(CRC) | (注*) |
上行帧格式:
ADDR | CS | LEN | DATA | CRC | ||
初始延时 | 地址码 | 功能码 | 数据区字节数 | 数据区 | 错误校验 | 结束延时 |
(注*) | 1字节 | 1字节 | 1字节 | N字节 | 2字节(CRC) | (注*) |
注* :延时时间,按设定波特率,至少等于传输4个字节的时间
地址码(ADDR):
主机发送的信息帧,地址码表明目的子机;子机发送的信息帧,地址码表明发送者的地址。
功能码(CS):
主机发送的信息帧,功能码告诉子机执行什么动作;子机响应的信息帧,功能码与主机发送来的功能码一样,并表明子机已响应主机进行操作。如果子机发送的功能码的最高位是1,则表明子机没有响应或出错。
DPM-3A功能码:
功能码 | 定 义 | 操 作 |
03H | 读寄存器 | 读取一个或多个寄存器的数据 |
数据区字节数(LEN):
仅上行帧包含此段。
数据区(DATA):
由主机发送的读命令(03H)信息帧的数据区,包含需要回送的数据的信息,包括寄存器的起始地址及读取长度(寄存器个数);子机应答信息帧的数据区给出了寄存器的内容。
错误校验码(CRC):
主机或子机可用校验码进行判别接收信息是否出错。错误校验码采用冗余循环校验码(CRC)。校验码包含2个字节,即16位二进制。CRC码由发送端计算,放置于发送信息的尾部。接收端的设备再重新计算接收到信息的CRC码,比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符,如果二者不相符,则表明出错。
CRC码的计算步骤为:
1、 置16位寄存器为十六进制FFFF(即全为1)。称此寄存器为CRC寄存器。
2、 把一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或,把结果放于CRC寄存器。
3、 把寄存器的内容右移一位(朝低位),用0填补最高位,检查最低位(移出位)。
4、 如果最低位为0:重复第3步(再次移位)。
如果最低位为1:CRC寄存器与多项式A001(1010 0000 0000 0001)进行异或。
5、 重复步骤3和4,直到右移8次,这样整个8位数据全部进行了处理。
6、 重复步骤2到步骤5,进行下一个8位的处理。
7、 最后得到的CRC寄存器即为CRC码,低字节在前,高字节在后。
7.7 出错处理
接收到的信息如有CRC错误,则将被DPM-3A忽略。
当DPM-3A检测到了CRC码出错以外的错误时,将向主机回送信息帧。子机返送给主机的功能码,是将错误信息帧的功能码逻辑或80H。以下的这些代码表明有意外的错误发生。
错误报告信息帧格式
地址码: | 1字节 |
功能码: | 1字节(逻辑或80H) |
数据区字节数 | 1字节 |
数据区(错误码): | 1字节 |
CRC码: | 2字节 |
DPM-3A定义的错误码
01 | 接收到的功能码DPM-3A不支持。 |
02 | 指定的数据位置超出DPM-3A定义的地址范围 |
03 | 接收到主机发送的数据值超出相应地址的数据范围 |
7.8 信息帧(03H)格式举例:
DPM-3A的模拟量寄存器以2字节为基本单位。
例如:子机地址为01,起始地址0034的3个寄存器的数据为:
地 址 | 数据(16进制) |
0034 | 1388 |
0036 | B6C9 |
0038 | 209B |
主机发送:
字节数 | 数据 | 含义 | |
子机地址 | 1 | 01 | 发送至子机01 |
功能码 | 1 | 03 | 读取寄存器 |
起始地址 | 2 | 00 | 起始地址为0034 |
34 | |||
读取个数 | 2 | 00 | 读取3个寄存器 |
03 | |||
CRC码 | 2 | **(Lo) | 由主机计算得到的CRC码 |
**(Hi) |
子机响应:
字节数 | 含义 | ||
子机地址 | 1 | 01 | 本帧由子机01发送 |
功能码 | 1 | 03 | 上传寄存器数据 |
数据区字节数 | 1 | 06 | 6字节(3个寄存器) |
寄存器数据1 | 2 | 13 | 地址为0034内的内容 |
88 | |||
寄存器数据2 | 2 | B6 | 地址为0036内的内容 |
C9 | |||
寄存器数据3 | 2 | 20 | 地址为0038内的内容 |
9B | |||
CRC码 | 2 | **(Lo) | 由子机计算得到的CRC码 |
**(Hi) |
7.9 数据变换
从DPM-3A输出的模拟量数据(Rx),都被规范成2个字节,或4个字节(电能)。
项目 | 公式 | 取值范围 | 符号 | 说明 | ||||
电压 (V) | U = Rx×0.01 | 0~65535 | 无 | Ua | Ub | Uc | ||
Uab | Ubc | Uca | ||||||
电流(A) | I = Rx×0.001 | 0~65535 | 无 | Ia | Ib | Ic | ||
频率(Hz) | F = Rx×0.01 | 0~65535 | 无 | F | ||||
功率因数 | PF = Rx×0.001 | -1000~1000 | 有 | PFa | PFb | PFc | PFt | |
有功功率(W) | P = Rx×0.001 | -32768~32768 | 有 | Pa | Pb | Pc | Pt | |
无功功率(Q) | Q = Rx×0.001 | -32768~32768 | 有 | Qa | Qb | Qc | Qt | |
视在功率(S) | S = Rx×0.001 | 0~65535 | 无 | Sa | Sb | Sc | St | |
电能 | Rx×0.001 | 0~109 | 无 | kW·h | kVr·h |
7.10 寄存器地址定义
功能码03H所映射的数据区:
地址 | 三相四线 | 三相三线 |
00(00H) | 相电压Ua | 线电压Uab |
01(01H) | 相电压Ub | 线电压Ubc |
02(02H) | 相电压Uc | 线电压Uca |
03(03H) | 电流Ia | 电流Ia |
04(04H) | 电流Ib | 电流Ib |
05(05H) | 电流Ic | 电流Ic |
06(06H) | F频率 | F频率 |
07(07H) | A相有功Pa | Pt合相有功 |
08(08H) | B相有功Pb | Qt合相无功 |
09(09H) | C相有功Pc | St合相视在 |
10(0AH) | A相无功Qa | PFt合相功率因数 |
11(0BH) | B相无功Qb | PEPt(H) 正向有功电能(高位字) |
12(0CH) | C相无功Qc | PEPt(L) 正向有功电能(低位字) |
13(0DH) | A相视在Sa | PEQt(H) 正向无功电能(高位字) |
14(0EH) | B相视在Sb | PEQt(L) 正向无功电能(低位字) |
15(0FH) | C相视在Sc | NEPt(H) 反向有功电能(高位字) |
16(10H) | A相功率因数PFa | NEPt(L) 反向有功电能(低位字) |
17(11H) | B相功率因数PFb | NEQt(H) 反向无功电能(高位字) |
18(12H) | C相功率因数PFc | NEQt(L) 反向无功电能(低位字) |
19(13H) | Pt合相有功 | EPt(H) 总有功电能(高位字) |
20(14H) | Qt合相无功 | EPt(L) 总有功电能(低位字) |
21(15H) | St合相视在 | EQt(H) 总无功电能(高位字) |
22(16H) | PFt合相功率因数 | EQt(L) 总无功电能(低位字) |
23(17H) | ADC7 | |
24(18H) | PEPt(H) 正向有功电能(高位字) | |
25(19H) | PEPt(L) 正向有功电能(低位字) | |
26(1AH) | PEQt(H) 正向无功电能(高位字) | |
27(1BH) | PEQt(L) 正向无功电能(低位字) | |
28(1CH) | NEPt(H) 反向有功电能(高位字) | |
29(1DH) | NEPt(L) 反向有功电能(低位字) | |
30(1EH) | NEQt(H) 反向无功电能(高位字) | |
31(1FH) | NEQt(L) 反向无功电能(低位字) | |
32(20H) | EPt(H) 总有功电能(高位字) | |
33(21H) | EPt(L) 总有功电能(低位字) | |
34(22H) | EQt(H) 总无功电能(高位字) | |
35(23H) | EQt(L) 总无功电能(低位字) |
注意:
i. 读取的数据(03H),是以“Big Endianness”形式存储的,Windows平台的应用程序获得这些数据时,应转换为Little Endianness后再使用。
ii. 电能数据占4字节。当读取电能数据时,或一次读取多个数据,且起点或终点落入电能寄存器区间时,应留意命令帧(03H)的“起始地址”、“读取寄存器数”。对于每个电能数据,“读取寄存器数”应为2 ,“起始地址”应指向项电能的高位字,如指向低位字,则上传的数据无意义。
八. 订货说明
订货时,如无特殊说明,仪表按本手册技术参数配置;
以下参数可按用户需求定制:
u 串口类型:RS485 或 RS232
u 通讯协议(须用户提供详尽资料)
u 通道类型
u 通道量程
用户最好能够提供以下参数,以便减少用户对仪表设置的工作量:
u PT变比
u CT变比
u 交流电压、交流电流、有功功率、无功功率额定值(或标称值)
九. 包装
装置采用纸箱包装,内衬防震泡沫及防水塑料袋。
装箱资料:出厂调试报告、合格证、用户手册、软件光盘
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