• 概述

隨著電力電子裝置的廣泛使用，非線性負荷不斷增加，電網中的諧波含量也不斷上升，諧波污染對電力系統安全、穩定、經濟運行構成潛在威脅，給周圍電氣環境帶來極大影響。如：消耗電力系統的無功儲備；增加輸電線損耗；增加了電機的附加諧波損耗，使其發熱，縮短使用壽命；使電能測量產生較大誤差；造成重要的和敏感的自動控制和保護裝置工作紊亂，誤動和拒動的現象增加，導致可靠性下降等。

HS-HM2000諧波在線監測裝置是我公司新一代產品，能夠實時監測和分析電網中母線及線路的電壓和電流的基波及2～21次諧波，可對諧波越限給出報警，并通過RS485或RS232通信接口將數據上傳至后臺監控系統，滿足用戶對電能質量的監測要求。

本裝置廣泛適用于380V至220kV各電壓等級的發電廠、變電站、石油、煤礦、鋼鐵、冶金、化工等大型廠礦企業的供電系統。

• 功能及特點
• 采用先進的工業級中央處理器，運算速度快、工作狀態穩定、抗干擾性能強。
• 裝置采用頻率自動鎖定技術，當系統頻率發生變化后，裝置仍能得出正確的分析結果。
• 基于快速傅里葉變換原理，運算結果快速準確，可對電力線路的基波及2至21次諧波電壓、電流、總諧波畸變率進行日常監測。
• 監測方式靈活，可通過設定采樣間隔和連續越限次數來避開暫態越限。
• 報警條件可根據實際需要選擇總諧波畸變率越限報警、電壓和電流的某次諧波值越限報警，限值可修改。
• 越限時自動打印相關信息，并通過通信接口上傳數據。
• 人機界面友好，漢字顯示，操作簡單、直觀。
• 裝置可記錄30條越限記錄。

• 技術參數

3.1 環境要求

• 戶內使用，通風應良好 。
• 環境溫度：-10℃ ～ +50℃
• 相對濕度：小于90%，表面無凝露 。
• 大氣壓力：80 ～ 110Kpa 。
• 海拔高度：< 2000m 。
• 周圍介質無導電塵埃與導致金屬或使絕緣損壞的腐蝕性氣體、霉菌等。

3.2 技術參數

• 工作電源：AC/DC220V（如有特殊要求請在訂貨時說明），功耗≤20W。
• 信號的測量范圍：電壓：5~120V；PT回路功耗  0.5VA/相。電流：0.25 A ~5 A；CT回路功耗  0.5VA/相。
• 報警節點容量：AC250V，5A；DC30V，5A。
• 通信接口：RS232/485（任選其一，請在訂貨時說明），波特率1200～9600bps。
• 通信規約：內置三種通信規約CM90、CDT、MODBUS。

• 硬件原理框圖

圖1  裝置硬件原理框圖

• 面板說明

HS-HM2000裝置面板示意圖見圖2所示：

• 液晶顯示器：128×64圖形點陣液晶，全中文顯示。
• 指示燈：指示系統當前運行狀態
• 運行：裝置工作正常時，“運行”燈有規律的閃爍。
• 電源：裝置工作電源指示。
• 電壓越限：當電壓諧波越限后點亮。
• 電流越限：當電流諧波越限后點亮。
• 裝置故障：裝置內部發生故障時點亮。
• 按鍵：用于設定參數、查看信息等操作。
• 打印機：打印越限數據。
• 操作說明

裝置的菜單結構如下圖所示：

圖3 菜單結構圖

裝置開機后主界面顯示如圖4所示，按“確認”鍵進入功能主菜單界面，如圖5所示：

圖4 主界面                                            圖5 主菜單

反白顯示的行為光標當前位置，按方向鍵選擇菜單項，按“確認”鍵進入相應子菜單，按“取消”鍵返回到主界面。

6.1 信息瀏覽

信息瀏覽子菜單用于查看各相諧波信息、畸變率信息及諧波越限追憶信息：

圖6 信息瀏覽菜單

6.1.1 諧波信息

諧波信息菜單顯示各相的基波以及2至21次諧波信息，顯示界面如圖8所示：

圖7 諧波信息菜單                             圖8 諧波信息顯示界面

每屏顯示三條諧波信息，按方向鍵切換其他的諧波信息，電壓單位V，電流單位A。

6.1.2 畸變率信息

本菜單顯示三相電壓、電流的總諧波畸變率，單位：%，顯示界面如圖9所示：

圖9 畸變率顯示界面

6.1.3 事件追憶

顯示近三十次歷史越限記錄信息，顯示界面如圖11所示：

在圖11中，第一行的含義是：第一條越限信息，越限類型是A相電壓總諧波畸變率越

限；第二行是越限時的基波電壓值；第三行是越限時的電壓總諧波畸變率；第四行是越限發

生的時間。

按方向鍵查看其他越限信息，信息的序號越小，越限發生的時間越近。

6.2 參數設置

本菜單用于設定各種參數及定值。

圖12 參數設置菜單

注：進入參數設置菜單后，裝置將停止運行，參數設定后應及時返回主菜單。

6.2.1監測方式

采樣間隔：設定測量計算的間隔時間。

連續越限：為避開干擾和暫態的諧波越限，當諧波越限的連續次數大于等于設定值時，

測量結果才作為是否越限的判據。

圖13  監測方式子菜單

按下方向鍵移動光標，上方向鍵修改數值，下同。

6.2.2報警設置

本菜單用于設定相關的報警參數。

• 報警使能：顯示界面見圖15，設置基波或諧波越限時，是否允許報警接點輸出。
• 報警方式：選擇總諧波畸變率越限報警或諧波值越限報警，見圖16所示。
• 報警限值：見圖17所示。
• 監測啟動值：當相電壓大于設定值時，裝置啟動諧波監測功能。
• 諧波值上限：設置電壓、電流的基波及各次諧波的上限值，見圖19。

• 畸變率上限：設定A、B、C三相的電壓、電流總諧波畸變率上限值，見圖20。

6.2.3通信參數

本菜單設置通信相關參數。

圖21 通信設置菜單

6.3 時間校準

本菜單設置裝置的時間。

• 通信
• 本裝置可提供RS232/485通信接口，用戶任選一種，請在訂貨時說明。
• 波特率可設為1200、2400、4800、9600。
• 內置三種通信規約：南瑞CM90，循環遠動CDT，MODBUS。
• 通訊方式：8位數據位，1位起始位，1位停止位，無校驗，異步半雙工。

7.1 CM90規約

報文格式如下表所示：

0EBH	同步字符
90H
0EBH
90H
STX（02H）	起始符
ADDR	裝置地址
CODE	特征碼
Group Num（01h）	分組數
Group No(01h)	分組序號
Length	報文長度
。 。 。	報文內容
Sum L	代碼和
Sum H
ETX（03H）	結束符

• 報文長度指特征碼，分組數，分組序號，報文長度字節數，報文內容長度之和。
• 代碼和為地址碼、特征碼、分組數，分組序號，報文長度，報文內容總和的低16位值（單字節相加）。
• 分組序號為1。

7.1.1網絡對時

系統下發命令：EB  90  EB  90  02  裝置地址  5A  01  01  0A  年  月  日  時

分  秒  代碼和（L） 代碼和（H）  03。

注：時間數據格式為BCD碼。

7.1.2信號復歸

用于復歸裝置報警信號。

系統下發命令：EB  90  EB  90  02  裝置地址號  5F  01  01  04  代碼和（L）代碼和（H）  03。

7.1.3狀態查詢

系統下發命令：EB  90  EB  90  02  裝置地址號  50  01  01  04  代碼和（L）

代碼和（H）  03。

• 若裝置無動作則回復   EB  90  EB  90  02  裝置地址號  06  01  01  04  代碼和（L） 代碼和（H）  03。
• 若發生諧波越限則回復     EB  90  EB  90  02  裝置地址號  55  01  01  0E  年 月 日  時  分  秒  通道號  諧波次數  越限值L  越限值H  代碼和（L） 代碼和（H）  03。
• 動作時間數據格式為BCD碼。
• 通道號：0—Ua，1—Ub，2—Uc，3—Ia，4—Ib，5—Ic。
• 諧波次數：0—畸變率越限；1—基波越限；2～21—越限的諧波次數。
• 越限值：電壓越限時，越限值為實際電壓值（V）的100倍；電流越限時，越限值為實際電流值（A）的1萬倍；畸變率越限時，越限值為實際THD（%）的100倍。

7.2 CDT規約

當裝置的通信規約為CDT時，裝置不接收任何信息，裝置定時上傳數據。

• 裝置無動作：上傳數據格式為EB  90  EB  90  EB  90  B1  30  00  裝置地址  01  CRC。
• 發生諧波越限：上傳數據格式為EB  90  EB  90  EB  90  F1  10  03  裝置地址  01  CRC  F0  年  月  日  00  CRC  F1  時  分  秒  00  CRC  F2  通道號  諧波次數  越限值L  越限值H  CRC。

注：通道號  諧波次數  越限值L  越限值H等數據的含義與7.1.3的定義相同。

7.3 MODBUS規約

報文格式如下：

裝置地址  功能碼  數據數量  數據1……數據n   CRC（L）  CRC（H）

7.3.1網絡對時

系統下發命令：裝置地址  42  06  年  月  日  時  分  秒  CRC（L）  CRC（H）

注：時間數據格式為BCD碼。

7.3.2信號復歸

系統下發命令：裝置地址  43  04  00  00  00  1E  CRC（L）  CRC（H）

7.3.3狀態查詢

系統下發命令： 裝置地址  41  04  00  00  00  A5  CRC（L）  CRC（H）

裝置回復：

• 裝置無動作，上傳數據格式為：裝置地址  48  04  00  00  00  AA  CRC（L）  CRC（H）
• 發生諧波越限，上傳數據格式為：裝置地址  44  0A  年  月  日  時  分  秒    通道號  諧波次數  越限值L  越限值H  CRC（L）  CRC（H）。

注：通道號  諧波次數  越限值L  越限值H等數據的含義與7.1.3的定義相同。

• 安裝

8.1  外形尺寸和安裝尺寸：

• 裝置端子接線說明

X1                                  X2

1	Ua*
2	Ua
3	Ub*
4	Ub
5	Uc*
6	Uc
7	Ia*
8	Ia
9	Ib*
10	Ib
11	Ic*
12	Ic
13	空
14	空
15	空
16	空

1	越限報警
2	越限報警*
3	232R/485A
4	232T/485B
5	通信GND
6	空
7	空
8	空
9	空
10	空
11	空
12	空
13	空
14	AC220/DC＋
15	AC220/DC－
16	接地

• X1—1～12：電壓、電流輸入信號接線端子。
• X2—1、2：越限報警信號輸出節點。
• X2—3、4、5：RS232/485通信接口。
• X2—14、15：裝置工作電源。
• X2—16：屏蔽地。

9 運輸及貯存

9.1 運輸

包裝好的產品在運輸過程中的貯存溫度為-25℃～+55℃，相對濕度不大于95%。產品可承受在此環境中的短時貯存。

9.2 貯存

包裝好的產品應貯存在-10℃～+55℃、相對濕度不大于80%、周圍空氣中不含有腐蝕性、火災及爆炸性物質的室內。

10 質量保證及服務

10.1 質量保證

產品出廠后，在用戶完全遵守本產品說明書規定的運輸、貯存、安裝和使用要求的情況下，產品自出廠之日起錯誤！未找到引用源。年內，如發現產品及其配套件發生非人為損壞，制造廠負責免費修理或更換。

10.2 保修辦法

• 符合10.1條規定，在保修期內出現質量問題，制造廠負責更換或維修；
• 符合10.1條規定，超出保修期限所出現質量問題，由用戶同制造廠協商，采取有償方式進行更換或維修；
• 超出10.1條規定所出現的質量問題，用戶應同制造廠協商，采取有償方式更換或維修。

11 訂貨須知

• 產品型號、名稱及訂貨數量。
• 裝置的工作電源額定值。
• 系統的電壓等級。
• 通信接口形式。
• 其他特殊要求。