兰吉尔电度表ZQ中文用户手册H.doc
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Landis+GyrQualigrid
兰吉尔ZMQ202/ZFQ202
高精度电子关口表
用户手册
修订情况
索引
日期
备注
A
2002年12月20日
首次发布，供官方批准。
B
2003年1月7日
新排版
C
2003年3月7日
更新第2章，更改如下：
危险符号、封条、LP存储器、初始负载。
D
2003年3月19日
对第6.3节中的错误进行小更改。
E
2003年6月30日
根据安全评估（初版）进行更新。
F
2003年12月19日
根据固件H00版产品风险分析进行更新。
G
2004年3月31日
根据固件H01版功能进行更新
兰吉尔有限公司
Feldstrasse1
CH-6301Zug
瑞士
电话：
+41417244141
目录
1 安全 7
1.1 安全信息 7
1.2 责任 7
1.3 安全规则 8
2 单元概述 10
2.1 应用 10
2.2 特性 10
2.3 型号说明 11
2.4 方框图 12
2.5 测量系统 13
2.5.1 输入信号 13
2.5.2 输入电路 14
2.5.3 模数转换器 14
2.5.4 信号处理器 14
2.6 微处理器 16
2.6.1 微处理器提供的数据 16
2.6.2 测量参数的计算 18
2.7 费率控制 19
2.8 日历钟 20
2.8.1 同步和时间设置 20
2.8.2 通过同步脉冲使日历钟同步 21
2.8.3 通过通信使日历钟同步 23
2.8.4 时间设置 23
2.8.5 处理偏差 23
2.9 寄存器 24
2.10 存储器 24
2.10.1 负荷曲线 24
2.10.2 事件日志 25
2.11 供电 25
2.12 辅助电源 25
2.13 传送接点模块 25
2.14 通信单元（可选择） 26
2.15 软件工具 26
3 结构描述 28
3.1 厂家铅封 29
3.2 校验铅封 29
3.3 用户铅封 30
3.4 面板f6 32
3.5 信息板f6 32
3.6 端子接线图f6 33
3.7 面板和信息板f9 33
3.8 接线图f9 33
3.9 尺寸图f6 34
3.10 尺寸图f9 35
3.10.1 支架安装 35
3.10.2 机架 36
3.10.3 嵌入式安装型 38
3.11 安装f6 39
4 安装/拆卸 40
4.1 前提 40
4.2 连接f6 41
4.2.1 端子接线图 41
4.2.2 端子布局图 41
4.2.3 程序 42
4.3 连接f9 45
4.3.1 插头连接图 45
4.3.2 端子布局图 45
4.3.3 程序 46
4.4 安装检查 46
4.4.1 检查程序 47
4.4.2 设置时间和日期 48
4.4.3 设置电池量低指示器 49
4.5 封用户铅封 49
4.6 拆卸f6 49
4.6.1 程序 49
4.7 拆卸f9 51
4.7.1 程序 51
5 操作 52
5.1 操作的基本要素 52
5.1.1 显示器 53
5.1.2 LCD显示箭头指示 54
5.1.3 显示按钮 54
5.1.4 光接口 55
5.1.5 光测试输出二极管（LED） 55
5.1.6 报警发光二极管（LED） 55
5.2 显示菜单 56
5.2.1 选择显示菜单 57
5.2.2 显示列表 57
5.2.3 负荷曲线 58
5.2.4 事件日志 59
5.2.5 寄存器冻结 60
5.2.6 损耗 60
5.2.7 电网诊断 61
5.3 系统中的电表操作 61
5.3.1 在电能生产领域进行远程抄表 61
5.3.2 通信类型 61
5.3.3 通信单元 61
5.3.4 MAP120服务软件 62
6 服务 64
6.1 复位按钮 64
6.2 服务菜单 64
6.2.1 选择服务菜单 65
6.2.2 服务列表 65
6.2.3 安装诊断列表 66
6.2.4 测试模式 66
6.2.5 设置电池量低指示器 67
6.3 错误 68
6.3.1 致命错误 68
6.3.2 报警 68
6.3.3 操作告警信号 69
6.4 维修 70
7 维护 71
7.1 电表测试 71
7.1.1 测量时间 71
7.1.2 光测试输出 71
7.1.3 测试传送接点 71
7.1.4 测试模式 71
7.1.5 无负载测试 72
7.1.6 有功电量的初始负载 73
7.1.7 无功电量的初始负载 73
7.2 设置时间和日期、ID号、电池时间 73
7.3 更换电池 75
7.3.1 何时更换电池 75
7.3.2 怎样更换电池 75
7.4 更换通信单元 78
7.4.1 何时更换通信单元 78
7.4.2 怎样更换通信单元 78
8 处置 81
8.1 元件 81
8.2 电表 81
H7102000215gen-高精度电子关口表–用户手册 兰吉尔
5/81
1 安全
这章将解析本用户手册所提到的安全信息以及责任和必须遵守的安全规定
1.1 安全信息
根据ISO指南37，每个危险警告都必须包含以下内容：
·危险等级：
危险/警告/注意。
·使用适当的符号的图示。
·危险的描述。
·说明如果未能避免危险可能造成的后果。
·必须采取什么措施，避免危险。
使用以下标识，使读者注意阅读内容：
危险
用于可能发生危险的情况，在这种情况下可能会导致严重的身体伤害或死亡。
警告
用于可能发生危险的情况，在这种情况下可能会导致较轻的身体伤害或设备损坏。
注意
用于一般的细节和其它有用的信息，以简化工作。
其他的危险等级，安全信息也会描述其类型和原因，以及其可能的后果和预防措施。
1.2 责任
电表的拥有者－通常为用户，对操作电表的人员负有以下责任：
1.操作人员通读和理解用户手册的相关部分。
2.有充分的资格以胜任工作。
3.严格遵守安全规则（详见1.3节安全规则）和每章的操作信息。
特别地，电表拥有者应当：
·保护操作人员
·预防设备损坏
·进行职员培训
兰吉尔公司提供相应的培训课程，如有兴趣请与就近的兰吉尔分公司联系。
1.3 安全规则
下面的安全规则任何都必须遵守：
危险
上电时不要打开电表
当电表连接好并上电时，电表内部有带电部分，故带电时请不要打开电表。
打开电表外壳前一定要断开电压回路和所有辅助回路
导线上存在危险电压
危险
在与电表相连接的导线上存在危险的电压。
接触带电导线，会导致严重的人身伤害或死亡。
当连接或断开与电表相连的导线时，导线不得带电。
工作期间相关回路的保险丝必须取下并放到安全地方，防止其他人在不知情的情况下将其恢复。
互感器上存在危险电压
危险
当电流互感器的次级回路断开，而初级回路有电流时，就会产生危险电压。
接触带电互感器，会导致严重的人身伤害或死亡。
产生的高压会损坏互感器。
在拆卸电表前，必须将电流互感器的次级回路短路。
互感器未接地
危险
如果中高压系统中的电压互感器的次级没有接地，次级就可能会产生危险的高压值。
电压互感器的次级通常接地。
如果电压互感器没有接地，在与电表接触时，可能会导致严重的人身伤害或死亡，还会损坏电表，且无法修复。
如果电压互感器没有接地，在操作电表时，必须采取特殊的预防措施。
危险
电气绝缘
测量回路和辅助电路（辅助电源、费率控制输入、同步输入、传送接点、通信接口）必须确保电气绝缘。
危险
电压回路必须装有保险丝
安装电表时，所有电压回路（测量电压和所有辅助电路，例如：
辅助电源和费率控制电压等）必须安装最大6安的延时保险丝。
处置时出现危险废物
警告
Z.Q表包括一个LCD（液晶显示器），还可能包括一个锂电池，它们均是危险的废物。
这些部件若处置不当，可能会污染地面或散发有毒气体，这样可能会损害环境，造成人身伤害。
必须由具有资质的人员根据当地的法律和/或法规处置这些部件。
灰尘、水、不正确清洁和操作的危害
警告
根据IEC529的规定，IP51（f6）和IP52（f9）电表的外壳结构应当能阻挡灰尘和水进入。
如果电表遭受到流动的水或高压装置的侵害，如冲洗等，电表可能会损坏。
可以用湿布清洁电表。
更换电池
警告
换上了错误型号或额定电压的电池，可能会损坏电表。
只允许把电池更换为额定电压为6伏并与原电池（型号：
CR-P2）结构相同的锂电池。
如果电表与供电网长时间断开，备用功率会耗尽。
当备用功率耗尽时更换电池，可能会产生无效的时间/日期信息，但不会产生相应的错误信息。
在更换电池前，请把电表与测量电压或辅助电源相连接。
注意
校验铅封
在强制检验的国家，检验机构封上校验铅封，保证电表符合当地规定，测量性能正常。
损坏校验铅封，会导致官方验证无效。
根据通用交付条款的规定，损坏校验铅封，还会导致保修无效。
H7102000215gen-Z.Q高精度电子关口表–用户手册 兰吉尔
安全 9/81
2 单元概述
2.1 应用
Z.Q表是精度等级为0.2S高精度电子关口表，专门为以下领域电量记录而设计：
·电量生产领域
·电能传输领域
·大型工商业用户
·其他重要的结算关口
2.2 特性
优异的0.2S级测量特性
§继承了兰吉尔关口表长期稳定可靠以及高精度特点（目前全球超过78000只兰吉尔0.2S级关口表在运行）
§有功电量测量满足并优于IEC60687及2003年的IEC62056-22标准的所有要求。
§从起动功率到最大负荷双方向的电量精确测量
§可忽略功率因素小于1时对计量精度的影响
§无功测量精度达0.5级
特殊的关口计量功能
·测量运算系统比工商业用表快5倍，可保证精确测量负荷频繁交换的电量
·若计量点和计费点在一起时，可进行损耗测量
·方便的校表功能
·可与现有的处理器通讯，便于现有设备改造和扩充
·辅助电源可保证在系统停止运行时保持通讯，而且可以减少PT与电表间的压降
通讯
·标准IEC62053（DLMS）通讯规约
·模块化的通讯单元，计量系统与通讯系统完全独立
传输接点
可不选配、或配4个/8个传输接点，脉冲输出频率最高为40imps/s，可配置两个接点同时输出同一个测量值。
安装方式
有壁挂式和机架式两种，机架式支持热插拔功能，可向下兼容旧版本的机架式关口表，易于进行现有设备升级。
2.3型号说明
ZMQ202C.4Pr4f6
接线类型
ZFQ三相三线制（F型连接）
ZMQ三相四线制（M型连接）
精度等级
02有功计量符合IEC0.2S级
功能范围
C.4有功、无功测量及数据曲线记录
C.6增加损耗测量和CT/VT校正
C.8以上所有功能
选项
P电能质量监测模块
传输接点组
r44组可选脉冲宽度的切换接点（10ms~80ms，用于输出＋A、－A、＋R、－R）
r4a8个常开接点
（用于输出＋A、－A、＋Ri、－Ri、＋Rc、－Rc或用户自定义）
r4aa4×2组常开接点
（用于输出＋A、－A、＋R、－R，可两个脉冲输出同一个值）
安装方式
f6:
壁挂式
f9:
机架式
2.4 方框图
输入端
电表主要的输入端包括：
·相位电压U1、U2、U3和中性导线N
-用于测量系统处理。
-用于电表供电。
-用于电压监测。
·相位电流I1、I2、I3
-用于测量系统处理。
-用于电流监测。
·控制输入端，用于以下方面的
-选择费率（3个控制输入端：
E1、E2、E3）
-使内部日历钟保持同步（1个控制输入端：
Syn）
光电隔离器保证电气绝缘和保护电表的电路不受干扰，否则干扰会通过控制输入端进入。
·辅助电源US，在测量电压中断时确保电表运行。
·操作按钮
-用于显示控制（2个按钮）。
-用于服务功能和报警复位（1个按钮）。
输出端
电表具有下述输出端：
·单行，8位液晶显示（LCD），带背光，用于在本地读取计费数据和负荷曲线数据以及其它信息，例如：
电量方向、电量类型、各相电压和相应的识别码。
·光测试输出（绿色发光二极管（LED）），用于有功电量和无功电量或I2和U2。
·报警输出（继电器和LED）。
·在传送接点板（静态继电器）上有最多8个传送接点，输出信号可选择。
·光接口，用于使用适当的数据采集装置（例如手提电脑）下载参数数据和进行本地数据采集。
·本地串行接口RS485，用于各电表间的菊花链连接。
·具备多种通信接口（例如：
RS485、RS232、调制解调器），用于把计费数据和负荷曲线传送到主站。
2.5 测量系统
2.5.1 输入信号
电表的测量系统采用模拟电流值I1、I2、I3和模拟电压值U1,U2,U3作为输入信号。
2.5.2 输入电路
电压输入
高阻抗分压器把施加在电表上的电压U1、U2、U3（57.7 伏至132.8 伏）成比例地降低到几毫伏（UU），进行进一步处理。
电流输入
同样，补偿电流互感器也降低施加在电表上的输入电流I1、I2、I3（0 A至2 A或0 A至7.5 A）。
这些电流互感器的次级电流提高负载电阻器的电压。
上述电压值与输入电流成比例，也是几毫伏（UI）。
可以更改电流互感器的负载电阻器，使电表量程与所需的电流范围（1安或5安）相匹配。
2.5.3 模数转换器
使用模数转换器把模拟输入信号UU和UI转换为数字值，并使用各种过滤器过滤。
接着，就可以获得所有三相的电压（U）和电流（I）的数字瞬间值，这些值用于信号处理器生成数字原始值。
2.5.4 信号处理器
每隔0.2秒，信号处理器计算一次有功电量、无功电量和视在功率以及各种瞬时量，如相电压和相电流等。
一般说来，ZMQ的测量系统和ZCQ产生单相数据，而ZFQ提供其两个测量元件相应的数据。
这些值是经过校验的原始数据，它们存储在信号处理器的输出缓冲器中，通过一个SPI接口把它们从输出缓冲器传送到微处理器中进一步运算。
单相电量计算
每相的电量计算采取两个步骤：
1.把电压U和电流I的瞬间单相值相乘，得出功率的瞬间单相值。
2.然后，在积分期内对单相的功率值进行积分。
有功电量
有功电量是电压乘以与电压平行的电流分向量Ip的积。
计算每相的
然后，在0.2秒积分期内对有功电量的瞬间值P积分，形成有功电量的数字值。
无功电量
对于无功电量的瞬间值Q，电压U和电流I的瞬间值必须在相乘之前分别旋转+45°和-45°。
无功电量是电压乘以与电压垂直的电流分向量IQ的积。
计算每相的
然后，在0.2秒积分期内对无功电量的瞬间值Q积分，形成无功电量的数字值。
2.6 微处理器
Z.Q表微处理器每0.2秒从信号处理器的输出缓冲器读取数字原始数据。
2.6.1 微处理器提供的数据
微处理器在信号处理器提供的数字原始数据的基础上，计算出下表中列出的测量参数。
根据电表的功能范围（energyC.4、netenergyC.6或enerflexC.8），可以获得多组测量参数。
Energy（C.4）
在电能（C.4）情况下，能够获得以下测量参数：
测量参数
ZMQ
ZFQ
输入有功电量
+A
总和
总和
输出有功电量
–A
总和
总和
输入无功电量
+R
总和
总和
输出无功电量
–R
总和
总和
第I象限无功电量
+Ri
总和
总和
第II象限无功电量
+Rc
总和
总和
第III象限无功电量
–Ri
总和
总和
第IV象限无功电量
–Rc
总和
总和
有功功率（瞬时值）
总和
总和
无功功率（瞬时值）
总和
总和
相电压（有效值）
一次值和二次值
U1,U2,U3
U12,U32
相电流（有效值）
I1,I2,I3
I1,I3
电网频率
fn
是
是
电压间的相位角
jU
U1-U2/U1-U3*
U12-U32**
电压与电流间的相位角
jU-I
U1-I1,U1-I2,
U1-I3*
U12-I1,U12-I3**
旋转磁场方向
是
是
缺相
是
是
骤降表格，电压跌落
DT
总和
总和
*只有电压L1存在才能显示相位角。
**只有所有电压存在才能显示相位角。
Netenergy（C.6）
在netenergy（C.6）配置下，除了可以得到在energy（C.4）配置下的测量量外，还能够得到以下测量量：
测量参数
ZMQ
ZFQ
有功铁损（变压器）
NLA
总和
总和
有功铜损（线路）
OLA
总和
总和
无功铁损（变压器）*
NLR
总和
总和
无功铜损（线路）*
OLR
总和
总和
正向总有功损耗
+TLA
总和
总和
反向总有功损耗
-TLA
总和
总和
正向总无功损耗*
+TLR
总和
总和
反向总无功损耗*
-TLR
总和
总和
净/总正向总有功电量损耗
+CA
总和
总和
净/总反向总有功电量损耗
-CA
总和
总和
净/总正向总无功电量损耗*
+CR
总和
总和
净/总反向总无功电量损耗*
-CR
总和
总和
总有功电量损耗
TLA
总和
总和
总无功电量损耗
TLR
总和
总和
谐波有功总电量
THDA
总和/每相
总和
谐波总电压分量
THDU
总和/每相
总和
谐波总电流分量
THDI
总和/每相
总和
*考虑到与第三方产品兼容需要，可以获得无功损耗值。
但是，兰吉尔建议不要测量无功损耗。
enerflex（C.8）
在enerflex（C.8）配置下，除了可以得到在energy（C.4）和netenergy（C.6）配置下获得的测量参数外，还能够获得以下测量参数：
测量参数
ZMQ
ZFQ
输入有功电量
+A
单相
输出有功电量
–A
单相
输入无功电量
+R
单相
输出无功电量
–R
单相
第I象限无功电量
+Ri
单相
第II象限无功电量
+Rc
单相
第III象限无功电量
–Ri
单相
第IV象限无功电量
–Rc
单相
输入视在功率
+S
总和/相
总和*
输出视在功率
-S
总和/相
总和*
第I象限视在功率
+Si
总和/相
总和*
第II象限视在功率
+Sc
总和/相
总和*
第III象限视在功率
–Si
总和/相
总和*
第IV象限视在功率
–Sc
总和/相
总和*
有功电量方向
EFA
总和
总和
无功电量方向
EFR
总和
总和
*由于接线类型的差异，ZFQ不能提供单相的测量量数据。
2.6.2 测量参数的计算
通过每0.2秒扫描一次有功电量A和无功电量R的原始数据，在固定的时间间隔内运算出不断变化的电量值（Ws或vars）。
有功电量
微处理器通过对有功电量的原始值A1、A2和A3求和，计算总有功电量输入+A和总有功电量输出-A。
有功电量的
原始数据
+A（输出）
+A（输入）
测量量
无功电量
微处理器通过对无功电量的原始值R1、R2和R3求和，计算总无功电量输入+R和总无功电量输出-R。
无功电量的
原始数据
+A（输出）
+A（输入）
测量量
这些中间测量量经微处理器按照相应的电表常数（一次侧数据）运算后，就得到相应的最终测量量。
这些测量量可以通过参数设置进行选择，经选择的测量量直接送到相应的寄存器中，以记录电量。
分配到四个象限（选项）
根据A和R的符号，微处理器把无功电量分配到四个象限中。
·第I象限无功电量：
+Ri
·第II象限无功电量：
+Rc
·第III象限无功电量：
–Ri
·第IV象限无功电量：
–Rc
输出有功功率
输出无
功功率
输入无
功功率
输入有功功率
2.7 费率控制
可以使用各种信号源选择所需费率。
以下方式可以进行费率控制：
·外部由三个输入控制信号E1、E2、E3进行（控制电压范围可选择：
24伏至230伏；用户必须指定控制电压）。
·内部由日历钟和时间开关进行控制。
·利用基于监控功能阀值的事件信号进行控制，如：
频率、电压等。
还可以利用各种信号源的信号组合完成复杂的费率结构控制。
2.8 日历钟
Z.Q表的内部日历钟用于产生日期和时间，用于以下方面：
·用于日期和时间信息显示。
·用于给负荷曲线以及事件日志打上时标。
·用于控制TOU的时间切换。
·用于控制负荷曲线的积分周期
时基
日历时钟可选择使用石英或电网频率作为时基（可软件设置）。
如果电网频率足够准确，时钟可以采用网络频率（50 Hz或60 Hz）调节时钟。
在每个整波形后，即当频率为50Hz时，在20毫秒后进行调节。
如果电网频率变动超过5%，日历时钟会自动切换为内部石英时基。
精度
同步 日历时钟可以通过外部时钟输入同步信号Syn或通过主站通讯使之保持同步。
同步周期可以调节。
最大偏差不超过0.5秒每天（<6ppm），准确度符合IEC61038的规定。
时间设置
电表日历时钟可通过以下两种方式进行设置：
·在电表的服务菜单中的设置模式下进行手工设置
·通过主站通讯设置
后备电源
表内有一个超级电容，用以保持时钟。
还可以选用用一个外置锂电池作为时钟的后备电源。
·仅使用超级电容作为后备电源，不使用锂电池：
最短保持20天（在电表已挂网至少300个小时的情况下）。
·选用锂电池作为
升级会员 