DEP-620HP系列电能质量监测装置使用说明书(v1[1].0)最新

DEP-620/HP系列电能质量监测装置

使用说明书

V1.00

编写:宋雪丰周静

审核:胡大良朱一峰

批准:吴天明

上海申瑞电力科技股份有限公司

扬州华平电力设备有限公司

二零零六年十二月

目录

1. 概述 (3)

2. 主要技术特点 (4)

3. 技术指标 (5)

3.1 交流模拟量输入 (5)

3.2 电能质量测量内容 (5)

3.3 存储深度 (5)

3.4 开关量采集（遥信/脉冲量输入/数字量） (5)

3.5 通讯功能 (5)

3.6 对时功能 (5)

3.7 液晶与键盘 (5)

3.8 自检 (5)

3.9 测控指标 (6)

3.10 电磁兼容指标 (6)

3.11 其它指标 (6)

4. 装置功能与设置 (6)

4.1 DEP-620/HP系列电能质量监测装置功能总览 (6)

4.2 电网频率的高精度测量 (8)

4.3 基波、谐波和间谐波测量 (8)

4.4 电压波动和闪变测量 (8)

4.4.1. 电压波动 (8)

4.4.2. 电压闪变 (8)

4.5 数据统计和电能质量分析 (9)

4.5.1. 电压偏差 (9)

4.5.2. 频率偏差 (9)

4.5.3. 电压不平衡度 (9)

4.6 电压频率的高速采样和记录 (9)

4.7 报警方式 (10)

4.8 PT自动切换功能 (10)

4.9 系统设置 (10)

4.9.1. 定值单 (10)

4.9.2. 默认定值 (11)

4.9.3. 通讯参数 (12)

4.9.4. 系统时钟 (12)

5. LED指示灯 (12)

6. 实时数据信息表 (13)

6.1 DEP-621/HP实时数据信息表（3U3I）： (13)

6.2 DEP-622/HP实时数据信息表（6U6I）： (15)

6.3 DEP-623/HP实时数据信息表（6U）： (18)

7. 统计数据信息表 (19)

7.1 日报表 (20)

7.2 周报表 (24)

7.3 月报表 (24)

8. 背端子定义 (25)

8.1 DEP-621/HP背端子定义（3U3I） (25)

8.2 DEP-622/HP背端子定义（6U6I） (26)

8.3 DEP-623/HP背端子定义（6U） (27)

9. DEP-620/HP系列(DEP-621/HP/622/HP/623/HP)装置外形和开孔尺寸图 (28)

10. 显示及操作说明 (29)

10.1 开机显示 (29)

10.2 菜单结构 (29)

10.3 实时数据 (30)

10.4 统计数据 (31)

10.5 控制操作 (32)

10.6 系统设置 (32)

10.6.1. 系统参数/越限告警/谐波选择/1#线定值/2线定值 (32)

10.6.2. 通讯参数 (33)

10.6.3. 系统时钟设置 (35)

10.7 密码管理 (35)

10.7.1. 用户登录 (35)

10.7.2. 退出登录 (36)

10.7.3. 添加用户 (36)

10.7.4. 删除用户 (37)

10.8 版本信息 (37)

11. 系统维护软件使用说明 (38)

11.1.1. 维护软件与监控装置通讯 (39)

11.1.2. 察看实时数据 (40)

11.1.3. DEP620/HP数据分析 (44)

11.1.4. 维护软件整定通道系数 (48)

11.1.5. 通过维护软件设置装置的通讯属性 (50)

11.1.6. 编辑液晶界面 (53)

11.1.7. 更改维护软件背景 (53)

概述

DEP-620/HP系列网络型电能质量监测装置是以当前的国际电力和通讯产业最新成果为依托，在广泛借鉴了国内外同行现有的技术和经验，并在技术上进行了很多大胆的创新后，倾力打造的新一代全以太网产品。由于遵循了开放、先进、可靠、统一的设计理念，产品广泛适合于对变电站、电厂以及大型厂矿企业的电能质量进行全面、实时的监测。

DEP-620/HP系列网络型电能质量监测装置，均采用了以当前国际上最为流行的32位超低功耗ARM处理机为统一的硬件平台，并采用了相同的嵌入式实时多任务操作系统、相同的设计原则，所以这些产品的使用方法完全相同，大大简化了用户的学习过程。

电能质量监测装置系统软件采用面向对象的设计原则，分层分布式设计，各种功能设计成独立的组件，除了基本的电压、频率测量功能外，还具有电压、频率偏差测量，2~50次谐波测量，间谐波测量，电压波动和闪变测量以及这些指标的统计功能，对于月统计报表保存时限长达120月(10年)，对于周报表保存时限长达270周（大于5年），对于日报表保存时限长达1100天（大于3年）。当用于监测线路的电能质量时，还可提供线路电流2~50次谐波测量和间谐波测量。DEP-620/HP系列网络型电能质量监测装置还可支持黑匣子记录功能，支持对三相电压有效值和频率快达0.1秒的高速采样和记录。DEP-620/HP系列提供不同功能配置的产品，用户可根据自己的需求，根据具体应用灵活选择。

备注：

本说明书说明的系统特点和技术指标，对各种网络型电能质量监测装置都有效。

本说明书介绍各项功能的使用方法，某些装置可能不具备某些功能，详见后面具体装置的功能表。

主要技术特点

1.统一的硬件平台

主CPU采用了当前国际上最为流行的32位超低功耗ARM处理机，具有强大的运算能力和通信能力；采用高速高精度同步AD技术；双以太网，10M/100M自适应。串口支持RS232/RS485/RS422等方式。遥信输入、遥测输入都有2层隔离，保证了硬件系统的安全、可靠。

2.统一的软件平台

优秀的软件平台是系统稳定的基础。本系统采用高性能、模块化的商用嵌入式实时多任务操作系统，它通过了FAA（美国民用航空）、FDA（美国医疗）认证，应用遍及航天、航空、工控等领域，其高性能和高稳定性已得到世界所公认。

本系统采用面向对象的设计原则，分层分布式设计，各种功能模块设计成相互无关的独立组件，各功能模块并发运行，相互之间只通过消息和实时数据库联系，一个功能模块故障不会影响其它功能模块。所有功能模块都是可裁减的，以达到最高效率。

3.电磁兼容：四级（最严酷等级），可在各种恶劣环境下使用

4.双以太网

每个装置都配有两个以太网（10M/100M自适应）。组网时，每个装置都以双以太网方式直接接入系统，这样整个系统没有公用装置，是真正的多主结构，具有最高的实时性。

5.高可靠性

本系统采用了多项技术，保证了装置的高可靠性。独特的软件看门狗和硬件看门狗共同监视技术，最大限度的保证系统安全。主CPU板采用多层板设计、贴装技术，可以提高抗干扰能力和稳定性。

6.高精度

本系统采用了高速同步的高精度AD，同时选用高精度互感器和优秀的算法，因此具有极高的精度。正常使用时可达到0.2级的测量精度。

7.维护方便

每个装置配有液晶显示器，配有常用字字库，采用类似window式界面，可以方便直观地在装置上查看各种实时数据、设置通讯参数、进行系统设置等操作。用户可以自由编辑液晶图形界面，以显示一次接线图和各种数据。

本系统配有功能强大的系统维护软件，界面友好直观，可以很方便的对所有装置进行监视、控制，实现各种操作功能。

技术指标

交流模拟量输入

（4）数量：装置最多可接入两条母线的六路电压，和两条线路的六路电流。

（5）测量范围：交流电压 0 - 120V （45-60Hz）

交流电流 0 – 6 A （45-60Hz）

（6）其它：当应用于双母线接线方式时，可以通过检测线路刀闸位置自动选择每条线路对应的母线电压。

电能质量测量内容

三相电压、电流的基波有效值、基波功率、频率的测量

三相电压、电流的2~50次谐波测量

2~20次谐波有功、无功测量

三相电压、电流的间谐波测量

三相电压、电流总谐波畸变率的测量和统计

三相电压、电流各次谐波含有率的测量和统计

三相电压偏差、不平衡度、频率偏差的测量和统计

三相电压波动和闪变的测量和统计

三相电压有效值和频率的高速采样和记录

存储深度

统计数据存储深度：对于月统计报表保存时限长达120月(10年)，对于周报表保存时限长达270周（大于5年），对于日报表保存时限长达1100天（大于3年）

黑匣子记录存储深度：电压频率高速记录功能需要大容量内存支持，当配置1G容量的SD 卡时，装置约可保存时间间隔为0.1秒的三相电压幅值和频率累计大于45天的曲线数据；电压偏差、频率偏差、电压不平衡度、短时闪变与电压波动、长时闪变这些曲线数据可以存储100天。

开关量采集（遥信/脉冲量输入/数字量）

（9）用途：可用于采集断路器、隔离开关、接地刀闸等对象的状态量。

（10）电压：每个开关量都采用220V直流电压输入。

通讯功能

以太网：波特率： 10MBPS或100MBPS

接口方式：标准RJ45 或光纤

协议： TCP/IP、UDP

串口：波特率： 300、600、1200、2400、4800、9600BPS

数据位： 8位、7位、6位、5位可选。

停止位： 1位、1.5位、2位可选。

校验位：无校验、偶校验、奇校验可选。

流控制：无

对时功能

装置具有软件通讯对时功能及硬件GPS天文钟对时功能两种方式。

液晶与键盘

每个装置都配有液晶和一个键盘，配有常用字字库，通过它们可以设置装置的基本参数、可以查看各种实时数据、可以设置系统时钟以及进行控制操作等。

自检

本系统具有全面的自检功能，自检到芯片，包括程序存储器、数据存储器、串行EEPROM、AD、

控制输出回路等，进行定时监测，发现问题，会自动记录相应的系统信息。

测控指标

（1）电压、电流测量精度：0.2%

（2）功率、功率因数测量精度：0.5%

（3）频率偏差测量精度：0.002Hz

（4）电压偏差测量精度：0.2%

（5）三相电压不平衡测量精度：0.2%

（6）三相电流不平衡测量精度：0.5%

（7）谐波、间谐波测量精度：符合GB/T14549-1993中附录D中的B级要求（8）闪变测量精度：5%

（9）电压波动测量精度：5%

（10）电压频率实时记录最小间隔： 0.1秒

（11）系统平均无故障间隔时间（MTBF） 50000h

电磁兼容指标

各项指标均达到最严酷等级：四级

静电放电符合GB/T17626-4-2 4级

快速瞬变符合GB/T17626-4-4 4级

冲击（浪涌）符合GB/T17626-4-5 4级

工频电磁场符合GB/T17626-4-8 4级

振荡波符合GB/T17626-4-12 4级

其它指标

（13）电源要求

交流电源：220V±20% 频率 50Hz

直流电源：110V或220V ±20%

（14）整机最大功耗（不含I/O）：正常工作时不大于10W。

（15）存储要求：SD卡容量不小于1GByte

（16）整机尺寸

5U、1/3宽

（17）整机重量：整机重量不大于5KG

（18）环境条件

工作温度： -25℃-55℃

相对湿度： 5%-95% 无凝露

储存温度： -40℃-80℃

（19）其它指标符合：GB/T19862-2005 《电能质量监测设备通用要求》装置功能与设置

DEP-620/HP系列电能质量监测装置功能总览

实时数据监测的是各个指标的实时变化情况；统计数据分统计报表和监测报表，统计报表针对整个

统计时段（1天、1周或1月）的数据进行统计，不区分是否越限，数据取A 、B 、C 相最大值；监测报表针对整个统计时段（1天、1周或1月）内发生越限的数据进行统计，数据区分A 、B 、C 相。

电网频率的高精度测量

装置内部配置大容量FPGA 芯片，正常时同时对两段母线的六个电压的频率进行测量。为保证测量精度，装置在模拟信号的前端提供了一个25~80Hz 带通滤波器，再经过信号放大整形和施密特迟滞处理，最后由装置内部高达4MHz 的测频时钟来进行频率测量。为进一步提高测量精度，装置在电网电压稳定时，每段母线的频率取三相频率的平均值，而在发生电压波动时，装置自动选用电压最接近额定值的那一相频率测量值作为母线频率。

基波、谐波和间谐波测量

装置内部配置有高精度12通道同步AD 芯片，并通过FPGA 控制进行高速采样，采样密度为每周波128点。一般情况下，装置可最多配置六个电压和六个电流同步采样通道。通过对每通道（电压或电流）每次连续8个周波的FFT 运算，实时计算出各通道基波和2~50次谐波分量，以及0.125~49.875次间谐波分量。并利用各次谐波分量，进一步计算各次谐波含有率和总畸变率。在维护软件的配合下，装置将同时提供1~50次谐波柱状分析图,从而对各次谐波的含有量分配有一个非常感性的认识。

电压波动和闪变测量

电压波动

电压幅值在一定范围内(通常为额定值的90%～110%) 有规律或随机地变化, 称为电压波动。电

压波动值为电压均方根值的两个相邻的极值之差、常以其额定电压N U 的百分数表示其相对百分值，即

max min ()/*100%N V U U U ?=-

按国标要求每10分钟保存一个电压波动记录，取10分钟内电压波动(装置内部0.5s 计算一次电压波动值)的95%概率大值连同该10分钟时间段结束的时刻构成一条完整的电压波动记录；

电压闪变

电压闪变的衡量指标主要短时间闪变严重度st P 和长时间闪变严重度lt P ，分别定义为：

50

10311.008.028.00657.00525.00314.0P P P P P P st ++++=

式中

1.0P ,1P ,3P ,10P ,50P 分别为瞬时闪变视感度S(t)超过0.1%,1%,3%,10%,50%时间比的k P 值。

S(t)：瞬时闪变视感度，闪变强弱的瞬时值随时间变化的一系列值。

k P ： 某一瞬时视感度S(t)值在整个检测时间段内所占比

3

1

3

,1∑==N k k st lt P N P

式中k st P

,:为第k 次所测量的st P

值 N :2小时每隔10分钟所测的st P 值的个数。

装置可在线直接测量评估瞬时闪变、短时闪变和长时间闪变。

数据统计和电能质量分析

装置通过实时采集到的电压有效值，频率，正序电压，负序电压等数据，进一步计算电压偏差，频率偏差，电压不平衡度等瞬时数据，然后对这些数据进行类似闪变测量一样的数据统计分析，得到电能质量考核指标中的电压偏差，频率偏差，电压不平衡度等测量值。

电压偏差

(%)100?系统额定电压

压

实测电压－系统额定电电压偏差（％）＝

装置实时计算三相相电压和线电压的有效值, 具有对电压偏差越限的统计、记录功能。可设置电压偏差越限值(4.9.1)，实时检测电压偏差是否越限，在发生电压偏差越限时，会给出告警指示灯和遥信状态显示并记录有关事件数据。

频率偏差

F F ?＝F（实测）－（额定）

具有记录、统计功能。可设置频率偏差越限值(4.9.1)，实时检测频率偏差是否越限，在发生频率偏差越限时，会给出告警指示灯和遥信状态显示并记录有关事件数据。

电压不平衡度

指三相电力系统中三相不平衡的程度，用电压负序分量与正序分量的方均根值百分比表示。

电压不平衡度用

U ε表示。

(%)1001

2

?=

U U U ε

其中：U1 三相电压的正序分量方均根值；

U2 三相电压的负序分量方均根值

装置根据计算的三相电压，通过软件计算出正序、负序电压，从而计算电压的不平衡度，具有对不平衡度越限的统计、记录功能。可设置电压不平衡度越限值(4.9.1)，实时检测电压不平衡度是否越限，在发生电压不平衡度越限时，会给出告警指示灯和遥信状态显示并记录有关事件数据。

电压频率的高速采样和记录

频率异常和电压的偏差的带来危害是非常严重的，首先频率对发电机的寿命造成直接危害，而电压对电动机和灯光照明带来了很大影响；其次可能造成电网频率或电压的崩溃，最后它还危及用户的电气设备。为确保电网频率和电压的合格，电网中储备了大量的旋转备用容量和水电站等调峰机组，也投入了众多的电压无功调节设备。进一步地，当这些措施失效时，系统还配备了大量的低周低压减载等自动装置来确保电网的频率稳定。但是在配备了如此多的自动控制设备的同时，我们对电网的关键指标---频率和电压的监视却一直停留在稳态低速（秒级）阶段，而对其的实时记录更是停留在分钟级阶段。当一次电网频率发生异常时，系统如何考核调度员的应变速度，如何考核调峰机组的响应能力，如何考核低周低压减载等自动装置和系统稳控装置的动作行为，如何考核这些自动装置的每轮定值和负荷配置等是否合理。这一系列的问题都有待电网运行管理者去解决。进一步地，当系统发生功率扰动时，系统如何通过科学的手段去把握电网电压和频率的时间和空间特性，这一切，目前的电网也尚无采取有效的措施来解决。

本装置的电压频率高速采样和记录解决了这一切问题。在系统稳态时，它提供了极高精度的频率和电压的测量，尤其是频率，较传统的RTU 或监控装置的频率测量精度提高一个数量级，达到了0.002Hz 。而高速的实时记录（记录间隔0.1s ）又为众多电能质量检测仪对频率异常记录的准确性提供了评判依据。在系统频率或电压波动的暂态或亚稳态过程中，本装置又提供了频率和电压测量精度和深度远高于故障录波器的全程动态监视。这些动态监视能确保将电压或频率异常的持续时间精确到0.1秒，而这些带时标的频率记录量，既可方便的统计出电压或频率异常到调度命

令下发所耽误的时间，也可精确的统计出每台调峰机组及班组的快速反应能力，更可作为自动装置动作行为正确与否的评判依据。从这点意义上讲，频率和电压实时监视仪就是一个大电网的系统暂态稳定控制录波器，因此重要程度甚至还高于传统故障录波器的角色。

通过在电网各点安装电压和频率的实时监视仪，系统可以轻易得到功率扰动时，电网频率和电压时间和空间分布的特性，而这个特性，将为电网管理者进一步了解掌控电网提供帮助，同样也可对安装于不同地点的低周减载等自动装置的不同动作行为作出评判。

通过对电压和频率的实时监视仪历史数据的分析处理，结合低周低压减载等自动装置的动作情况，系统可以比较真实的获得电网的负荷-频率和负荷-电压特性曲线，从而为电网的暂态稳定分析获得比较真实的负荷模型，为电网的稳定措施提供依据。有了这些特性曲线，也为低周低压减载等自动装置的定值整定（如定值点的选择，滑差闭锁的整定等），以及调整每一轮负荷切除的容量和时间提供更为科学的数据。而这一切，将为建设更加稳定可靠的现代电网提供强有力的支撑。

当配置为电压频率高速记录功能时，本装置可以提供最小记录间隔为0.1秒的三相电压幅值和频率记录功能。存储深度见3.3节的黑匣子记录。

报警方式

当系统出现故障或用户预先指定的条件成立时，装置可用遥信、指示灯等方式报警。

PT自动切换功能

装置含有最多六路电压和六路电流输入通道。因此，在双母线接线方式下，装置可通过对输入开关量回路的隔离刀闸状态的检测，自动选择每组电流输入对应的母线电压，从而计算出正确的有功功率、无功功率和功率因数等。

系统设置

定值单

1、电压软切换用于在双母线接线方式下，装置是否投入通过对输入开关量回路的隔离刀

闸状态检测，自动选择每组电流输入对应的母线电压的功能。

2、由于电压偏差、不平衡度等指标都是以额定电压为参考的，用户根据实际设置系统额

定电压和PT原、副边后，装置内部会自动进行转化计算，生成跟额定电压相关的各个指标。

3、装置可提供间隔最小为0.1秒的频率录波功能，并将数据存储在SD卡中，设置的间隔

越大，SD卡记录的数据长度越长。

当系统检测到对应的量超过用户设置的定值大小时，开始进行相应量的统计计算。其中序号1～7的值越限后会点指示灯并给出遥信状态显示。

装置可以计算1～50（包括1/8间谐波）谐波，这样总共有400个谐波计算量。通过设置该参数，用户可以选择1～50次谐波（包括间谐波）中的任意次谐波（在400个量中选n个量，n ≤50）。可以在400个谐波量中选择50个，在选择过程中，界面上面会显示“谐波选择（n 个）”括号中的n就是已经选择的谐波量个数，如果选择的谐波个数超过50，在按确认键之后界面会给出提示，任意键返回后可以接着做出选择。这样选择之后在查看数据时只显示选择的量，方便查看。执行谐波选择后装置会同步更新遥测信息库，需要复位装置更新才会生效，如果使用维护软件查看实时数据的话，需要重新上载一下参数，更新维护软件显示的遥测信息库。

当系统检测到对应的量大于用户设置的定值后，开始进行相应量的统计计算。

默认定值

参考标准：

《电力系统频率允许偏差》 GB/T15945-1995

《三项电压允许不平衡度》 GB/T15543-1995

《公用电网谐波》 GB14549-93

《供电电压允许偏差》GB12325-90

《电压波动和闪变》GB12326-2000

参考国标，不同电压等级对应设置了一套默认定值，用户在液晶上进入“默认定值”菜单，选择电压等级后，装置自动生成一套默认定值，默认定值内容如下表：

能，考虑到其特殊性，不生成谐波电流默认定值，由用户根据具体应用可以参考上述默认定值设置。

通讯参数

提供串口参数、以太网A/B参数及连接参数的查看和设定功能，具体操作参考11.6.2

系统时钟

提供显示、修改当前系统时间的功能，具体操作参考11.6.3

LED指示灯

其中，“运行”表示装置的正常运行，如果装置未通过自检，或装置CPU不能正常工作时，此指示灯熄灭，告警灯点亮。

实时数据信息表

DEP-621/HP实时数据信息表（3U3I）：

DEP-621/HP谐波信息表

可以分别实时显示UA、UB、UC、IA、IB、IC六个通道的基波、2～50次谐波（包括间谐波），每个通道400个显示量。

DEP-622/HP实时数据信息表（6U6I）：

DEP-622/HP遥测表

DEP-622/HP谐波信息表

可以分别实时显示I母UA、I母UB、I母UC、1#线IA、1#线IB、1#线IC、II母UA、II母UB、II母UC、2#线IA、2#线IB、2#线IC十二个通道的基波及2～50次谐波，每个通道50个显示量。

DEP-623/HP实时数据信息表（6U）：

DEP-623/HP谐波信息表

可以分别实时显示I母UA、I母UB、I母UC、II母UA、II母UB、II母UC六个通道的基波、2～50次谐波（包括间谐波），每个通道400个显示量。

统计数据信息表

统计数据分统计报表和监测报表，统计报表针对整个统计时段（1天、1周或1月）的数据进行统计，不区分是否越限，数据取A、B、C相最大值；监测报表针对整个统计时段（1天、1周或1月）内发生越限的数据进行统计，数据区分A、B、C相。报表包括日、周、月报表，对于日报表