三相多功能电力采集表

1、BR-812三相多功能电力采集表用户手册江苏百瑞自动化科技有限公司2015/3目 录一、产品介绍51.1 产品概述51.2 引用标准51.3 监测指标精度71.4电气性能81.4.1 工作电源81.4.2 交流电流输入81.4.3 交流电压输入81.4.4 开关量输入81.4.5 开关量输出81.4.6 通讯接口91.4.7 环境91.4.8 安全性能91.4.9 电磁兼容性能101.4.10 机械性能101.5产品特点101.6 技术参数11二、安装及接线122.1 产品外观及尺寸122.2 三相系统的接线方法132.2.1三相四线接线：132.2.2三相三线接线：132.2.3单相接线：1

2、42.3 端子示意图15三、界面显示及操作163.1 菜单介绍和操作163.2电量基本参数操作163.3三相交流向量图173.4谐波基本参数183.5 分次谐波参数193.6开关量I/O203.7 参数设置20四、通 讯214.1 MODBUS-RTU 协议214.2 通讯报文举例24 前言感谢您选择江苏百瑞自动化科技有限公司研发的BR-812三相多功能电力采集表，该产品可以广泛应用于电力系统、楼宇电气、低压配电等自动化领域。请您在使用本产品前，详细阅读本使用手册。本手册主要介绍了终端系统的硬件特性、安装、配置、维护的使用说明。在安装和使用电力测量仪表之前及过程中，为避免可能出现的设备损坏和人

3、身伤害，请仔细阅读本说明书。本书还采用各种醒目标志来表示在操作过程中应该特别注意的地方，这些标志的意义如下： 注意：l 非专业人员请勿打开箱体进行操作，以防引起设备损坏或人身事故。l 提供给该装置的电参数需在额定范围内。l 当仪表工作时，请勿接触端子。l 只有合格的人员才能安装、操作、服务本公司的相关电气设备。由于不遵守本手册而产生的任何后果，本公司不承担任何责任。 本公司保留对本手册描述之产品规格进行修改的权利，恕不另行通知。订货前，请垂询本公司或代理商以获悉本产品的最新规格。一、产品介绍1.1 产品概述BR-812三相多功能电力采集表是用数字处理测量集成电路和微处理器组成的测量机构，同高清

4、晰大屏幕LCD彩屏组成功能强大，显示清楚，体积小巧的智能型仪表。是一种用于电力质量监测的理想设备。该仪表具有对电网中电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、电能、功率因数、频率、谐波，遥信量（开关）等参数进行同时测量的功能，并具有8 路继电器报警输出以及4 路继电器信号输入。适用于变压器、发电机组、电容器组、开关柜和电动机等的分布式检测，电力电网、自动化控制系统的现场监测显示。也可应用于工厂自动化和建筑物自动化。它能高精度测量三相电网中的所有常用电量参数，可方便地应用于各种量程的交流开关和工业供电分布式测控系统的测量和数据记录。仪表的 RS485 通讯接口可同 PC 机或工控机连接，通过中央

5、通讯主控显示软件，就可建立一套监控系统。该表具有很高的性价比，可以直接取代常规测量指示仪表、电能计量表、谐波测量仪表以及相关的辅助单元。作为一种先进的智能化、数字化的电网前端采集元件，该仪表可以应用于各种控制系统，能源管理系统，变电站自动化，配电网自动化，小区电力监控，工业自动化，智能建筑，智能配电盘，开关柜中，具有安装方便，接线简单，维护方便，工程量小，现场可编程输入参数的特点。能够完成业界不同PLC， 工业控制计算机通信软件的组网。1.2 引用标准标 准 号标 准 内 容GB 4208-1993外壳防护等级（IP35代码）（IEC 60529：1989 MOD）GB/T 7261-2000

6、继电器及装置基本试验方法GB/T 2423.9-2001恒定湿热试验GB/T 11287-2000振动耐久能力试验GB/T 17626.2-1998电磁兼容性 试验和测量技术 静电放电抗扰度性试验（idt IEC 61000-4-2：1995）GB/T 17626.3-1998电磁兼容性 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）GB/T 17626.4-1998电磁兼容性 试验和测量技术 快速瞬变电脉冲群抗扰度试验（idt IEC 61000-4-4：1995）GB/T 17626.5-1998电磁兼容性 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验（

7、idt IEC 61000-4-5：1995）GB/T 17626.7-1998电磁兼容性 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GB/T 17626.11-1999电磁兼容性 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GB/T 19520.3-2004电子设备机械结构 482.6mm（19in）系列机械结构尺寸 第3部分：插箱及其插件（idt IEC 60297-3：1984）GB/T 19862-2005电能质量监测设备通用要求GB/T 14549-1993电能质量 公用电网谐波GB/T 12325-2008电能质量 供电电压偏差GB 12326-

8、2008电能质量 电压波动和闪变GB/T 15543-2008电能质量 三相电压不平衡度GB/T 15945-2008电能质量 电力系统频率偏差GB/T 18481-2001电能质量 暂时过电压和瞬态过电压GB/T 24337-2009电能质量 公用电网间谐波Q/GDW-20国网公司电能质量监测终端技术规范IEC 61000-4-30电磁兼容 试验和测量技术电能质量测量方法（2008）DL/T 860.6 / IEC 61850-6变电站通信网络和系统 第6 部分：与变电站有关的IED 的通信配置描述语言DL/T 860.71 / IEC 61850-7-1变电站通信网络和系统第7-1 部分：

9、变电站和馈线wiki设备/wiki的基本通信结构 原理和模型DL/T860.72 / IEC 61850-7-2变电站通信网络和系统第7-2 部分：变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 抽象通信服务接口（ACSI）DL/T860.73 / IEC 61850-7-3变电站通信网络和系统第7-3 部分：变电站和馈线设备的基本通信结构 公用数据类DL/T 860.74 / IEC 61850-7-4变电站通信网络和系统第7-4 部分：变电站和馈线设备基本通信结构 兼容逻辑节点类和数据类DL/T 860.81 / IEC 61870-8-1变电站通信网络和系统第8-1 部分： 特定通信服务映射（S

10、CSM） 映射到制造报文规范MMS（ISO 9506-1 和ISO 9506-2）和ISO8802-3 的映射DL/T 860.91 / IEC 61850-9-1变电站通信网络和系统第9-1 部分：特定通信服务映射（SCSM）通过单向多路点对点串行通信链路的采样值DL/T 860.92 / IEC 61850-9-2变电站通信网络和系统第9-2 部分：特定通信服务映射（SCSM）通过ISO/IEC 8802-3 的采样值IEEE Std C37.111-1999IEEE Standard Common Format for Transient Data Exchange （COMTRADE）

11、 for Power Systems1.3 监测指标精度1） 电压、电流：0.1%；2） 功率、功率因数：0.2%；3） 频率偏差：0.005Hz；4） 电压偏差：0.1%；5） 三相电压不平衡：0.2%；6） 三相电流不平衡：0.5%；7） 谐波：符合GB/T 14549-1993中附录D中的A级要求；8） 间谐波：符合GB/T 24337-2009中附录D中对谐波要求的A级；9） 闪变：2；10)电压波动：211)暂态测量持续时间：误差10ms或1%；深度：误差0.5%；波形记录时间：最长70秒。1.4电气性能1.4.1 工作电源额定值：AC/DC 80240V允许偏差：2015；功率消耗

12、：不大于15W；1.4.2 交流电流输入输入方式：电流互感器输入；额定值In：5A；测量范围：02In；功率消耗：不大于0.5VA/路；过载能力：2In连续工作； 40In允许1s。1.4.3 交流电压输入输入方式：电阻分压输入；额定值Un：57.7V/100V或220V；测量范围：010Un；功率消耗：不大于0.5VA/路；过载能力：2Un连续工作； 2.4 Un允许1s。1.4.4 开关量输入工作电压：DC24V；输入方式：空接点；隔离方式：光电隔离，隔离电压2500V。1.4.5 开关量输出工作电压：DC24V；输出方式：继电器；隔离方式：光电隔离，隔离电压2500V。1.4.6通讯接口

13、RS-485接口；接口速率：120019200bps；支持modbus标准。1.4.7 环境正常工作温度：-10+55；极限工作温度：-20+60；相对湿度：595；大气压力：86kPa106kPa；海拔：可达4000 米；防护等级：IP50。1.4.8 安全性能1） 绝缘强度装置能承受有效值为2kV、频率为50Hz、历时1min 的绝缘强度试验，而无击穿和闪络现象。2） 绝缘电阻用开路电压为500V 的兆欧表测量装置的绝缘电阻值，正常试验大气条件下各等级的各回路绝缘电阻不小于20M。3） 冲击电压 在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地以及回路之间能承受1.

14、2/50s 的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。 4） 耐湿热性能 装置应能承受GB/T 2423.9-2001规定的恒定湿热试验。试验温度402、相对湿度（933），试验时间为48小时，在试验结束前2小时内，用500V直流兆欧表，测量各外引带电回路部分外露非带电金属部分及外壳之间、以及电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻应不小于1.5M；介质耐压强度不低于表1规定的介质强度试验电压幅值的75。 1.4.9 电磁兼容性能 1） 静电放电抗扰度 通过GB/T 17626.2-1998规定的严酷等级为IV级的静电放电抗扰度试验。 2） 射频电磁场辐射抗扰度 通过GB/T 17626.

15、3-1998规定的严酷等级为III级的射频电磁场辐射抗扰度试验。 3） 快速瞬变脉冲群抗扰度 通过GB/T 17626.4-1998规定的严酷等级为IV级的快速瞬变脉冲群抗扰度试验。 4） 脉冲群抗扰度 通过GB/T 17626.12-1998规定频率为100kHz和1MHz严酷等级为III级的脉冲群抗扰度试验。5） 浪涌（冲击）抗扰度 通过GB/T 17626.5-1998规定1.2/50us严酷等级为III级的浪涌抗扰度试验。 1.4.10 机械性能 1） 振动 装置能承受 GB/T 11287-2000 中3.2.1及3.2.2规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验。 2） 冲击 装置能

16、承受GB/T145371993中4.2.1及4.2.2规定的严酷等级为I级的冲击响应试验。 3） 碰撞 装置能承受GB/T14537-93中4.3规定的严酷等级为I级的碰撞试验。1.5产品特点 大屏幕点阵液晶中文显示，操作简单方便，界面信息量大； 测量电力网络的U、I、P、Q、S、PF、Hz 等全部电量参数； 测量电力网络中电压、电流的250 次谐波含有率、总谐波畸变率THD，显示谐波棒图； 测量电力网络的电压、电流正序，负序，零序，不平衡度等电网质量参数； 提供开关量输入功能，采用干节点电阻信号输入方式； 提供继电器（250V/5A ）的开关量输出功能：可用于各种场所下的越限报警指示，保护控

17、制输出功能； 通讯接口，工业标准ModBus 通讯协议； 可以在线实时显示电压、电流波形，观察电网实时情况，可实现电压、电流的相序判断，断相检测等功能；1.6 技术参数参数指标精度等级电流、电压0.2S，频率0.02Hz功率0.5S，电度0.5S信号输入电压量程100V/220V/380V过载持续：1.2倍，瞬时电压2倍/1秒功耗1VA电流量程1A/5A过载持续：1.2倍，瞬时电流10倍/1秒功耗1VA频率35Hz65Hz谐波分析显示2-50次谐波分量开关量220VAC25%，220VDC25%可编程关联报警输出电源AC/DC 80V270V、50M 耐压：2KV电磁兼容快速瞬变脉冲群抗扰度4

18、级浪涌冲击抗扰度4级静放电抗扰度4级显示方式大字体高清晰LCD彩屏显示二、安装及接线2.1 产品外观及尺寸图2-1 机械尺寸图2.2 三相系统的接线方法2.2.1三相四线接线：2.2.2三相三线接线：3CT：2CT：2.2.3单相接线：2.3 端子示意图接线注意问题1) 输入电压不要高于产品的额定输入电压（100V 、220V 或380V），否则应考虑使用PT，为了便于维护，建议使用接线排。2) 标准额定输入电流为5A 或1A，大于5A 的情况应使用外部CT。如果使用的CT 上连有其它仪表，接线应采用串接方式，去除产品的电流输入连线之前，一定要先断开CT 一次回路或者短接二次回路，为便于维护，

19、建议使用接线排。3）要确保输入电压、电流相对应，相序一致，方向一致，否则会出现功率和电能等的数值和符号错误。4）仪表可以工作在三相四线方式或者三相三线方式，用户应根据现场使用情况选择相应的接线方式。一般在没有中心线的情况下使用三相三线方式，在有中心线的情况下使用三相四线方式。需要注意的是现场的接线方式必须与表内设置的接线方式一致，否则仪表的测量数据不正确。三、界面显示及操作3.1 菜单介绍和操作BR-812三相多功能电力采集表共有六个按键：“向左键”（），“向上键”（ ），“向下键”（ ），“确认键”，“返回键”。如图3-1 所示。图3-1 按键示意图仪表上电后，先显示logo 界面，如图3-

20、2 所示，在主界面下，通过“ ”或“ ”可以移动光标，选择相应的菜单，按确认可以进入光标所在的界面。下面对“电量基本参数”，“三相交流向量图” “谐波基本参数”，“分次谐波参数”，“开关量I/O”，“参数设置”这6个菜单进行介绍。由于选择的接线方式不同会造成界面有些不一样，以下均按三线四线的情况说明。注：界面可能因为软件版本不同而不同，具体以仪表显示为准，但操作基本一致图3-2 主界面3.2电量基本参数操作在主界面，光标移到“电量基本参数”菜单后，按“SET”进入电量基本参数显示界面。如图3-3所示。图3-4 电量基本参数该界面显示的参数有：A相的电压有效值、电流有效值、功率因数、有功功率、无

21、功功率、视在功率；B相的电压有效值、电流有效值、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率；C相的电压有效值、电流有效值、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率；电网的频率。：红色报警提示。3.3三相交流向量图在主界面，光标移到“三相交流向量图”菜单后，按“Enter”进入三相交流向量图显示界面。如图3-3所示。图3-3三相交流向量图该界面显示三相电压及电流的相序图。并以指针的形式显示在旁边的角度平面图上，让用户直观查看个相序。其中：显示A相电压的有效值和相位角度；：显示B相电压的有效值和相位角度；：显示C相电压的有效值和相位角度；：显示A相电流的有效值和相位角度；：显示B相电流的有效值和相位角度

22、；：显示C相电流的有效值和相位角度；3.4谐波基本参数在主界面，光标移到“谐波基本参数”菜单后，按“Enter”进入谐波基本参数显示界面。如图3-4所示。图3-4 谐波基本参数该界面显示各相（A相、B相、C相）的电压偏差、频率偏差、电压直流分量、电流直流分量、电压谐波总畸变率、电流谐波总畸变率。3.5 分次谐波参数在主界面，光标移到“分次谐波参数”菜单后，按“Enter”进入分次谐波参数显示界面。如图3-5所示。 图3-5分次谐波参数（一） 图3-5分次谐波参数（二）在分次谐波参数菜单下有二屏数据界面。每屏数据含义如下：第一屏数据显示个次谐波的有效值、相位角及该次谐波的含有率。（其中相位角是电

23、压和电流的相位角）。并以柱状图的形式显示各相电压及电流的1-25次谐波。通过上下按键跳界面。第二屏数据显示个次谐波的有效值、相位角及该次谐波的含有率。（其中相位角是电压和电流的相位角）。并以柱状图的形式显示各相电压及电流的26-51次谐波。3.6开关量I/O在主界面，光标移到“开关量I/O”菜单后，按“Enter”进入开关量I/O显示界面。如图3-6所示。图3-6开关量I/O该表具有8路继电器输出和4路继电器输入端口，可灵活与外部设备连接。3.7 参数设置在主界面，光标移到“参数设置”菜单后，按“Enter”进入参数设置显示界面。如图3-7所示。图3-7参数设置在主界面，光标移到“参数设置”菜

24、单后，按“Enter”进入参数设置显示界面。如图3-7所示。其中，装置地址可设置“0”“255”；串口波特率设置“1”“5”分别对应波特率“2400”、“4800”、“9600”；接线方式可设置三相三线和三相四线制；PT和CT互感器变比设置每次整十加减，设置电压和电流互感器变比；时间和日期设置，设置系统时间。四、通 讯4.1 MODBUS-RTU 协议BR-812三相多功能电力采集表供串列异步半双工RS485 通讯接口，采用MODBUS-RTU 协议，各种数据讯息均可在通讯线路上传送。在一条线路上可以同时连接多达32 个网络电力仪表，每个网络电力仪表均可设定其通讯地址（Address No.）

25、，不同系列仪表的通讯接线端子号码不同，通讯连接应使用带有铜网的屏蔽双绞线，线径不小于0.5mm2 。布线时应使通讯线远离强电电缆或其他强电场环境，推荐采用T 型网络的连接方式1，不建议采用星形或其他的连接方式。图4-1 通讯示意图MODBUS_RTU 通讯协议：MODBUS 协议在一根通讯线上采用主从应答方式的通讯连接方式。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一地址的终端设备（从机），然后，终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机，即：在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输所有的通讯数据流（半双工的工作模式）。MODBUS 协议只允许在主机（PC，PLC 等）和终端设备之间通讯，而不允

26、许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。主机查询：查询消息帧包括设备地址、功能代码、数据信息码、校准码。地址码表明要选中的从机设备；功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能，例如功能代码04 是要求从设备读寄存器并返回它们的内容；数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息，如在读命令中，数据段的附加信息有从何寄存器开始读及要读的寄存器数量；校验码用来检验一帧信息的正确性，从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法，它采用CRC16 的校准规则。从机响应：如果从设备产生一正常的回应，在回应消息中有从机地址码、功能代码、数据信息

27、码和CRC16 校验码。数据信息码则包括了从设备收集的数据：如寄存器值或状态。如果有错误发生，我们约定是从机不进行响应。图4-2 查询应答示意图传输方式是指一个数据帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则，下面定义了与MODBUS 协议 RTU 方式相兼容的传输方式。每个数据帧包括1 个起始位、1 个功能位、8 个数据位，（奇偶校验位）、1 个停止位（无校验时）/2 个位（有校验时）。数据帧的结构：即：报文格式。地址码功能码数据码校验码1 个BYTE 1 个BYTE N 个BYTE 2 个BYTE 地址码在帧的开始部分，由一个字节（8 位二进制码）组成，十进制为0255 ，在我们的系

28、统中只使用1254 ，其它地址保留。这些位标明了用户指定的终端设备的地址，该设备将接收来自与之相连的主机数据。每个终端设备的地址必须是唯一的，仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询。当终端发送回一个响应，响应中的从机地址数据便告诉了主机哪台终端正与之进行通信。功能码告诉了被寻址到的终端执行何种功能。下表列出BR-812 所支持的的功能码，以及它们的意义和功能。数据码包含了终端执行特定功能所需要的数据或者终端响应查询时采集到的数据。这些数据的内容可能是数值、参考地址或者设置值。例如：功能域码告诉终端读取一个寄存器，数据域则需要指明从哪个寄存器开始及读取多少个数据，而丛机数据码回送内容则包含了

29、数据长度和相应的数据。校验码错误校验（CRC）域占用两个字节，包含了一个16 位的二进制值。CRC 值由传输设备计算出来，然后附加到数据帧上，接收设备在接收数据时重新计算CRC 值，然后与接收到的CRC 域中的值进行比较，如果这两个值不相等，就发生了错误。使用RTU模式，消息包括了一基于CRC方法的错误检测域。CRC域检测了整个消息的内容。 CRC域是两个字节，包含一16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC，并与接收到的CRC域中的值比较，如果两值不同，则有误。 CRC是先调入一值是全“1”的16位寄存器，然后调用一过程将消息中连续的8位字节各当前寄存

30、器中的值进行处理。仅每个字符中的8Bit数据对CRC有效，起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。 CRC产生过程中，每个8位字符都单独和寄存器内容相或（OR），结果向最低有效位方向移动，最高有效位以0填充。LSB被提取出来检测，如果LSB为1，寄存器单独和预置的值或一下，如果LSB为0，则不进行。整个过程要重复8次。在最后一位（第8位）完成后，下一个8位字节又单独和寄存器的当前值相或。最终寄存器中的值，是消息中所有的字节都执行之后的CRC值。 生成一个CRC 的流程为：1、预置一个16 位寄存器为0FFFFH（全1），称之为CRC 寄存器。2、把数据帧中的第一个字节的8 位与CRC 寄存器中的低

31、字节进行异或运算，结果存回CRC 寄存器。3、将CRC 寄存器向右移一位，最高位填以0，最低位移出并检测。如果最低位为0：重复第三步（下一次移位）； 如果最低位为1：将CRC 寄存器与一个预设的固定值（0A001H ）进行异或运算。4、重复第三步和第四步直到8 次移位。这样处理完了一个完整的八位。5、重复第2 步到第5 步来处理下一个八位，直到所有的字节处理结束。6、最终CRC 寄存器的值就是CRC 的值。4.2 通讯报文举例（1）命令01H 读线圈：主机可在一次读线圈命令中任意读取线圈状态（最多80个线圈）主机请求：地址 命令 起始线圈地址 线圈个数 校验码从机回应：地址 命令 数据长度 数

32、据信息 校验码例1：主机读取1号丛机0-9号线圈主机发送：01 01 00 00 00 09 85 CC字节12345678值01010000000985CC意义地址读命令读取起始线圈高位读取起始线圈低位线圈长度高位线圈长度低位CRC校验高位CRC校验低位丛机回应：01 01 02 03 f4 85 CC字节1234567值01010203F4006C意义地址回应读命令回应数据字节长度DI8-DI9D的状态DI0-DI7的状态（）CRC校验高位CRC校验低位（2）命令05H 写单个线圈：主机在一次写指令中给一个线圈置位(请求数据域中的常量说明请求的 ON/OFF 状态。十六进制值 FF 00

33、请求输出为 ON。十六进制值00 00 请求输出为 OFF。其它所有值均是非法的，并且对输出不起作用)主机请求：地址 命令 线圈地址 线圈数据 校验码例2：主机向2号丛机的10号线圈写1主机发送：02 05 00 0A FF 00 85 CC字节12345678值0205000AFF0085CC意义地址写线圈线圈高位线圈低位线圈数据线圈数据CRC校验高位CRC校验低位从机响应后，回应相同的数据给主机。从机回应：02 05 00 0A FF 00 85 CC若从机检测数据错，不响应主机。主机做超时处理。（3）命令03H：读寄存器：主机可在一次读数命令中任意读取08号寄存器中对应长度的寄存器数据。主机请求：地址 命令 起始数据地址 数据长度 校验码 从机回应：地址 命令 数据长度 数据信息 校验码例3：主机读取1号从机0号寄存器：主机发送：01 03 00 00 00 01 85 CC字节12345678值01030000000985CC意义地址读命令读取起始寄存器高位读取起始寄存器低位读取寄存器长度高位读取寄存器长度低位CRC校验高位CRC校验低位从机回应：01 03 02 00 03 42 EB从机回应数据意义见下表字节1234567值0103120003006C意义地址回应读命令回应数据字节长度DI8-DI9D的状态DI0-DI7的状态