GX103三相电参数采集器使用说明书.docx

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GX103三相电参数采集器使用说明书

GX-103

三相电参数采集器

用户手册

深圳市共济科技有限公司

2015年10月

一、安全使用须知

本说明书用于描述GX-103三相电参数采集器。

在任何安装、操作或维护本产品之前，请仔细阅读本说明以熟悉产品。

本说明书假定您已具备电气工程领域的基本知识。

本产品在安装、使用过程中输入端子可能带有危险电压，因此在对本产品进行任何内部或外部操作前，必须切断输入信号和电源。

以下特殊信息可能出现在本说明书或产品上，用来警示潜在的危险或对于安全操作的提醒注意。

任何安装、维护工作必须由专业人员执行。

危险

指出潜在的危险情形，如果不遵守，可能导致死亡或者严重的伤害。

警告

指出潜在的危险情形，如果不遵守，可能导致设备的损坏。

注意

提供其它的没有在危险和警告中提到的帮助信息。

注意

●产品为一体化结构，内部部件配套标定，不可拆卸交换。

●请勿损坏或修改产品的标签、标志，请勿拆卸或改装产品；

●本产品在废弃时，不可回收利用。

请交有资质的回收部门处理。

警告

本说明不适合未经培训的人员作为操作参考。

在其正常使用范围之外所引起的问题，本公司将尽力配合解决但不承担相关安全责任。

第1章.二、产品介绍

1.1概述

GX-103三相电参数采集器可以监测电网的电压、电流、有无功功率、视在功率、功率因数、频率等参数及错相、断相等电网运行状态；可计量正反向有无功电能、四象限无功电能、时段电能、月度电能；可分析电压电流2-31次谐波含量及总谐波含量（THD）、电压电流不平衡度及正序，负序、零序分量、电流K系数、电压波峰系数等；可进行平均相电流、有无功功率、视在功率最大需量统计。

使用本产品时须通过RS-485接口并按指定协议进行通讯，获取所需的数字式电参量值。

作为一种先进的智能化、数字化的电网前端采集元件，该产品可以应用于各种控制系统、能源管理系统、变电自动化、配电自动化、工业自动化、智能配电盘、小区电力监控、智能建筑、开关柜等。

具有安装方便、接线简单、维护方便、工程量小、可编程的特点。

1.2产品特点

●真有效值测量，全参数测量，输出参数可配置；

●严格的EMC与安全防护设计，可靠性更高；

●高输入阻抗的电压采样方案（>2MΩ），采样功耗小；

●响应速度快（<100ms），适用于电机等负载起动过程的监测；

●冗余的辅助电源及通讯接线端子设计，方便产品级联；

●可卡装式标准导轨安装、也可螺钉固定,安装拆卸方便；

●默认MODBUS_RTU通讯协议，可定制DL/T645-1997（2007）通讯协议，通讯地址及

通讯波特率可现场拨码设置。

第2章.三、结构特征与工作原理

本采集器采用卡装式结构设计，适合于NS35/型、NS35/15型或欧洲EN50022型标准导轨，也可螺钉固定，安装拆卸方便，通用性强。

本采集器电压采样采用高阻分压原理，电流采样采用电磁隔离原理，辅助电源、输入、输出三隔离。

MCU对输入电压、电流信号进行交流采样并进行实时数据处理，得到电网各类电量参数及电能数据，通过RS485接口与上位机进行通讯，实现数据交换。

第3章.四、主要技术指标

采集器的主要技术指标见表1。

表1主要技术指标

技术参数

指标

输

入

测量网络

三相四线、三相三线、单相

电压

额定值

AC0～500V（直接接入），具体见产品标签

过载

持续倍、瞬时2倍/5s

功耗

＜（每相，输入电阻＞2MΩ）

电流

额定值

1A、5A（直接接入）

10A～400A，具体见产品标签

过载

持续倍、瞬时10倍/5s

功耗

＜（每相）

频率

45Hz～65Hz

测量准确度

电压

级

电流

额定电流为AC:

1A、5A时，级；其他取决于互感器精度指标

有功功率、无功功率、视在功率

级

频率

Hz

有功电能

1级

无功电能

2级

谐波

B级（GB/T14549-93），2～31次

输

出

响应时间

＜100ms

通讯方式

RS485通讯接口，MODBUS-RTU通讯协议

可定制DL/T645-1997（2007）协议

脉冲输出

1路光耦集电极开路输出

脉冲常数：

最高20000imp/kWh（kvarh），默认为3200

其

他

辅助电源

+12V或+24V，具体见产品标签

静态电流:

＜100mA

工作环境

温度：

-25℃～+70℃

湿度：

≤93%RH，不结露，无腐蚀性气体

海拔：

≤2500m

安全性

输入、输出、辅助电源、外壳之间DC，1min

电磁兼容

静电放电：

端子接触放电6kV；

浪涌：

电压端口6kV，电源及通讯端口4kV；

电快速瞬变脉冲群：

2kV/5kHz；

传导抗扰度：

3V，150kHz～80MHz；

辐射抗扰度：

10V/m，模拟干扰80MHz～1GHz；数字干扰800MHz～9600MHz、～。

第4章.五、外形尺寸

采集器外形尺寸见图1，重量约0.25kg。

图1采集器外形尺寸图

第5章.六、安装与使用

5.1安装

本型号采集器采用卡装式结构，安装方便，适合于NS35/型、NS35/15型或欧洲EN50022型标准导轨。

安装步骤如下：

●把传感器固定卡槽一侧勾在安装导轨上；

●向下牵动弹簧销；

●旋转传感器。

5.2接线

5.36.2.1端子定义

采集器接线端子位置见图2，接线端子定义见表2。

端子为插拔式压接端子，要求所有外部接线的最大线径不大于2.5mm2。

图2接线端子图

表2接线端子定义

端口名称

标号

定义

辅助电源端

+E

辅助电源正端

G

辅助电源地端

交流电压检测端

Ua、Ub、Uc

A、B、C三相电压进线端

Un

公共零线

NC

不接线

交流电流检测端

Ia+、Ia-

A相电流进线和出线端

Ib+、Ib-

B相电流进线和出线端

Ic+、Ic-

C相电流进线和出线端

RS485接口

A

RS485A

B

RS485B

脉冲输出端

P+

脉冲输出+

P-

脉冲输出-

5.4

警告

采集器需外加辅助电源（规格见产品标牌）才能正常工作，请保证所提供的电源适用于该系列产品，以防止产品损坏。

6.2.2辅助电源接线

图3电源接线图

5.5

6.2.3通讯接线

图4通讯接线图

注意

我们推荐使用双绞线。

若使用低质量的线缆，总线就会有高的接触阻抗或者其它不利因素，造成通信总线配线的最大长度可能达不到。

降低波特率有可能解决问题。

5.66.2.4输入接线

三相四线（3Ph4W）三相三线（3Ph3W）单相（1Ph2W）

图5输入接线图

警告

●额定输入电压不要高于采集器的额定输入电压，否则应考虑使用电压互感器，电压互感器次级应一端接地，为了维护方便，建议使用接线排，电压输入端建议安装1A保险丝；

●额定输入电流在不高于采集器的额定输入电流时，可以直接接入；若使用电流互感器，则工作中在断开互感器的二次侧之前，确认互感器是短接的；

●若采用的是低压低电流互感器，如我公司标配的电流互感器，则互感器次级不能接地

，否则有可能造成漏电或仪表损坏。

注意

●采集器可配置为三相四线、三相三线、单相接线方式，现场接线方式必须与

产品配置一致，且要确保输入电压、电流的相序与接线图一致，否则测量数

据不正确。

5.76.2.5脉冲输出接线

图6脉冲采集接线图

5.8使用

5.96.3.1波特率设置

采集器的设置窗口处有一个8位拨码开关（K1～K8）,拨码开关置于ON表示0，置于OFF表示1，如图7所示，打开采集器透明窗盖即可设置。

其中K1、K2用于设置采集器的通讯波特率，具体设置见表3。

图7拨码开关位置图

表3波特率设置（低波特率不使能）

K1

K2

波特率（bps）

低波特率未使能

低波特率使能

ON

ON

2400

300

ON

OFF

4800

600

OFF

ON

9600

1200

OFF

OFF

19200

2400

5.106.3.2地址设置

拨码开关的K3～K8用于设置采集器的通讯地址，具体设置见表4。

表4地址设置

K3

K4

K5

K6

K7

K8

地址

ON

ON

ON

ON

ON

OFF

1

ON

ON

ON

ON

OFF

ON

2

ON

ON

ON

ON

OFF

OFF

3

…

…

…

…

…

…

…

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

31

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

63

5.116.3.3LED指示灯

LED指示灯排列见图2，各LED灯的功能如下：

PWR：

电源指示灯，绿色，上电后常亮；

RUN：

运行指示灯，绿色，正常工作时以周期闪烁；

TXD：

发送指示灯，绿色，采集器向总线发送数据时随总线数据闪烁；

RXD：

接收指示灯，绿色，采集器接收到总线数据时随总线数据闪烁；

ALM：

告警指示灯，红色，电压、电流相序错误时以周期闪烁，故障恢复

后熄灭。

5.126.3.4脉冲输出

采集器提供1路有功电能或无功电能脉冲输出，并可采用脉冲输出的方式进行电能准确度的检验（标准表的脉冲误差比较方法）。

脉冲常数：

4000imp/kWh（kvarh）（除AC100V1A量程外），20000imp/kWh（AC100V1A量程），脉冲速度最快不超过200ms。

其意义为：

当仪表累积1kWh（1kvarh）的输出脉冲个数为4000（20000）个。

5.136.3.5参数配置

采集器具有极好的可编程性，具体配置的参数见表5，在正式使用采集器之前，我们建议用户根据实际需要进行配置，也可联系我司技术人员索取配置软件配置软件。

表5配置数据寄存器表

序

号

寄存器

名字

数据

类型

说明

默认

设置

1

0x0100

备用

UINT16

保留

2

0x0101

年、月

UINT16

高8位年，低8位月

3

0x0102

日、时

UINT16

高8位日，低8位时

4

0x0103

分、秒

UINT16

高8位分，低8位秒

5

0x0104

时段1的起始时、分

UINT16

高8位时，低8位分

0x0100

6

0x0105

时段1的费率号

UINT16

数据范围：

1-4

1

7

0x0106

时段2的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0700

8

0x0107

时段2的费率号

UINT16

同时段1

2

9

0x0108

时段3的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0d00

10

0x0109

时段3的费率号

UINT16

同时段1

3

11

0x010A

时段4的起始时、分

UINT16

同时段1

0x1300

12

0x010B

时段4的费率号

UINT16

同时段1

4

13

0x010C

自动抄表日的日、时

UINT16

高8位日，低8位时

0x0100

14

0x010D

校验方式

UINT16

0：

无校验2停止位，

1：

奇校验1停止位，

2：

偶校验1停止位，

3：

无校验1停止位

3

15

0x010E

脉冲输出方式

UINT16

0：

有功脉冲输出，1：

无功脉冲输出

0

16

0x010F

脉冲常数

UINT16

100-20000：

100V，1A，

100-4000：

100V，1A除外，

步进：

100

3200

17

0x0110

启动电流

UINT16

用百分号表示，计算因子:

%

10

18

0x0111

接线模式

UINT16

0：

三相四线，1：

三相三线，2：

单相

0

19

0x0112

电压变比PT

UINT16

范围：

1-5000

1

20

0x0113

电流变比CT

UINT16

范围：

1-9999

1

21

0x0114

CT个数

UINT16

0：

2CT，1：

3CT（仅三相三线时有效）

0

22

0x0115

谐波计算方式

UINT16

0：

RMS，1：

FUND

0

23

0x0116

低通讯波特率使能

UINT16

0xAA55使能，其它不使能。

0x00

24

0x0117

过压限值

UINT16

百分比表示，计算因子%

1250

25

0x0118

欠压限值

UINT16

百分比表示，计算因子%

700

26

0x0119

断相限值

UINT16

百分比表示，计算因子%

500

27

0x011A

过压、欠压、断相回差

UINT16

百分比表示，计算因子%

50

28

0x011B

计算需量方式

UINT16

0：

固定滑块，1：

滑差式

0x00

29

0x011C

UINT16

备用

30

0x011D

UINT16

备用

31

0x011E

费率数

UINT16

1-4

4

32

0x011F

时段数

UINT16

1-12

4

33

0x0120

时段5的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0000

34

0x0121

时段5的费率号

UINT16

同时段1

0x00

35

0x0122

时段6的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0000

36

0x0123

时段6的费率号

UINT16

同时段1

0x00

37

0x0124

时段7的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0000

38

0x0125

时段7的费率号

UINT16

同时段1

0x00

39

0x0126

时段8的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0000

40

0x0127

时段8的费率号

UINT16

同时段1

0x00

41

0x0128

时段9的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0000

42

0x0129

时段9的费率号

UINT16

同时段1

0x00

43

0x012A

时段10的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0000

44

0x012B

时段10的费率号

UINT16

同时段1

0x00

45

0x012C

时段11的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0000

46

0x012D

时段11的费率号

UINT16

同时段1

0x00

47

0x012E

时段12的起始时、分

UINT16

同时段1

0x0000

48

0x012F

时段12的费率号

UINT16

同时段1

0x00

5.146.3.6电量清零

执行表6列出的命令，可清除电能数据需量数据。

表6清零寄存器表

序号

寄存器

名字

说明

1

0x0200

清电能命令

清电能命令0xAA55

2

0x0201

清需量命令

清电能命令0xAA55

注意

数据清除后将无法恢复，请务必谨慎执行。

5.156.3.7数据输出

实时测量数据寄存器见表7，谐波及电流K系数寄存器见表8。

表7实时测量数据寄存器表

序号

寄存器

名字

数据

类型

计算

因子

说明

0

0x0000

总有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

1

0x0001

总有功电能（低）

2

0x0002

第一时段有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

3

0x0003

第一时段有功电能（低）

4

0x0004

第二时段有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

5

0x0005

第二时段有功电能（低）

6

0x0006

第三时段有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

7

0x0007

第三时段有功电能（低）

8

0x0008

第四时段有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

9

0x0009

第四时段有功电能（低）

10

0x000A

1月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

11

0x000B

1月份有功电能（低）

12

0x000C

2月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

13

0x000D

2月份有功电能（低）

14

0x000E

3月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

15

0x000F

3月份有功电能（低）

16

0x0010

4月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

17

0x0011

4月份有功电能（低）

18

0x0012

5月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

19

0x0013

5月份有功电能（低）

20

0x0014

6月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

21

0x0015

6月份有功电能（低）

22

0x0016

7月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

23

0x0017

7月份有功电能（低）

24

0x0018

8月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

25

0x0019

8月份有功电能（低）

26

0x001A

9月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

27

0x001B

9月份有功电能（低）

28

0x001C

10月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

29

0x001D

10月份有功电能（低）

30

0x001E

11月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

31

0x001F

11月份有功电能（低）

32

0x0020

12月份有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

33

0x0021

12月份有功电能（低）

34

0x0022

有功总功率

INT16

10

单位：

瓦特

35

0x0023

A相有功功率

INT16

10

单位：

瓦特

36

0x0024

B相有功功率

INT16

10

单位：

瓦特

37

0x0025

C相有功功率

INT16

10

单位：

瓦特

38

0x0026

无功总功率

INT16

10

单位：

乏

39

0x0027

A相无功功率

INT16

10

单位：

乏

40

0x0028

B相无功功率

INT16

10

单位：

乏

41

0x0029

C相无功功率

INT16

10

单位：

乏

42

0x002A

视在总功率

UINT16

10

单位：

伏安

43

0x002B

A相视在功率

UINT16

10

单位：

伏安

44

0x002C

B相视在功率

UINT16

10

单位：

伏安

45

0x002D

C相视在功率

UINT16

10

单位：

伏安

46

0x002E

总功率因数

INT16

47

0x002F

A相功率因数

INT16

48

0x0030

B相功率因数

INT16

49

0x0031

C相功率因数

INT16

50

0x0032

频率

UINT16

单位：

赫兹

51

0x0033

A相电压

UINT16

单位：

伏特

52

0x0034

B相电压

UINT16

单位：

伏特

53

0x0035

C相电压

UINT16

单位：

伏特

54

0x0036

A相电流

UINT16

单位：

安培

55

0x0037

B相电流

UINT16

单位：

安培

56

0x0038

C相电流

UINT16

单位：

安培

57

0x0039

总无功电能（高）

UINT32

单位：

千乏时

58

0x003A

总无功电能（低）

59

0x003B

市电状态

UINT16

/

高字节恒为零；低字节=0，电网正常低字节=1，电网缺相,低字节=2，电网停电

60

0x003C

AB线电压

UINT16

单位：

伏特

61

0x003D

BC线电压

UINT16

单位：

伏特

62

0x003E

CA线电压

UINT16

单位：

伏特

63

0x003F

电网状态

UINT16

/

见注1

64

0x0040

零序电压

UINT16

单位：

伏特

65

0x0041

零序电流

UINT16

单位：

安培

66

0x0042

相电压不平衡度

UINT16

67

0x0043

线电压不平衡度

UINT16

68

0x0044

电流不平衡度

UINT16

69

0x0045

A相电压与B相电压的夹角

UINT16

度

70

0x0046

B相电压与C相电压的夹角

UINT16

度

71

0x0047

C相电压与A相电压的夹角

UINT16

度

72

0x0048

A相电压总谐波含量

UINT16

73

0x0049

B相电压总谐波含量

UINT16

74

0x004A

C相电压总谐波含量

UINT16

75

0x004B

A相电流总谐波含量

UINT16

76

0x004C

B相电流总谐波含量

UINT16

77

0x004D

C相电流总谐波含量

UINT16

78

0x004E

A相电压波峰系数

UINT16

79

0x004F

B相电压波峰系数

UINT16

80

0x0050

C相电压波峰系数

UINT16

81

0x0051

基波正序电压

UINT16

单位：

伏特

82

0x0052

基波负序电压

UINT16

单位：

伏特

83

0x0053

基波零序电压

UINT16

单位：

伏特

84

0x0054

正向总有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

85

0x0055

正向总有功电能（低）

86

0x0056

第一时段正向有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

87

0x0057

第一时段正向有功电能（低）

88

0x0058

第二时段正向有功电能（高）

UINT32

单位：

千瓦时

89

0x0059

第二时段正向有功电能（低）

90

0