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一、电能质量简介

随着我国国民经济的高速发展，电力电子技术广泛应用，电力电子转流设备、电气化铁路、电弧炉、以及其他非线性设备大量涌入电力系统，使得电力系统的电能质量日益恶化。高次谐波、电压波动、闪变 、不平衡度日趋严重。引起变压器过热、网损增加、计量仪表误差、通讯干扰，不但引起供用电设备本身安全性降低，而且严重威胁着电力系统的安全和经济运行。为了保护电力系统的运行安全，目前各国都十分重视电能质量的管理，并制定了相关标准。我国也已先后颁布了涉及电能质量六个方面的国家标准，有关部门也制定了相应的«电能质量管理办法»。

《电能质量 公用电网谐波》          GB/T14549—93；

《电能质量 电压波动和闪变》        GB/12326—2000；

《电能质量 三相电压允许不平衡度》  GB/T15543—95；

《电能质量 供电电压允许批偏差》    GB/T12325—90；

《电能质量 电力系统频率允许偏差》  GB/T15945—95；

二、HSPQ电能质量监测仪简介

我公司经过对电能质量测控方面充分的调研，认真分析了国内外同类产品的现状，跟踪国际同行的先进水平，成功地研制出新一代HSPQ型电能质量监测仪，适用于220KV、110KV和35KV变电站、电厂及用电大户。经国家电力公司电力设备及仪表质量检验测试中心检测，达到或超过国标技术要求。

HSPQ型电能质量监测系统，是一个高速数字处理（DSP）的、高精度的、多功能的高端电能质量监测产品。功能如下：

2.1、测量功能

三相电压基波有效值 、三相电流基波有效值 、相角、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数

电压、电流谐波00-50次（00代表总畸变率）

频率、频率偏差、电压偏差

三相电压和电流不平衡度、正负零序分量

电压波动和闪变Pst和Plt

实时数据接收三相电压、电流波形和谐波频谱

2.2、硬件功能

该仪器采用新电力专用32位DSP数字信号处理器TMS3207F28XX，16位六通道高精度A/D转换器。内置1G电子存储器，可对测量结果进行存储。内置RS-232、RS-485、和以太网接口可选。采用软件锁相环电路，每周波采样256点，计算精度高，抗干扰设计，不受环影响，运行稳定。

2.3、技术参数

工作电源：  AC  220V±20%   频率  45Hz～55Hz

功耗≤10W

工作环境:   安装环境         室    内

环境温度        -5℃～55℃

相对湿度        0～80%无冷凝

海拔高度        ≤1000m

地震烈度           8度

规    格:   通道数          3相电压

3相电流

可扩充至        3×3相电压  3×3相电流

显   示         320×240     液晶屏

测量范围:   电   压         0～120V      输入额定电压100V

电   流         0～6A        输入额定电流5A

测量精度:   谐波电压电流测试精度为B级

电压偏差  ≤0.5%

测频误差  ≤0.01 Hz

波动误差  ≤0.2%

闪变误差  Pst≤0.1%  Plt≤0.1%

基波电压电流相位角误差  ≤0.5º

功率偏差  ≤0.5%

三相不平衡度误差  ≤0.2%

电流不对称因数误差  ≤1%

重    量：  约2.5Kg

三、安装开孔尺寸如下图所示：

四、安装与接线

HSPQ在现场使用中应注意：

仪器应放置于稳定的平台上，环境及电源条件应满足使用要求。

4.1、电压接法

A：Y形接法

将互感器二次侧A，B，C，分别接至电压接线端子Ua，Ub，Uc

电压零线端子Ua0，Ub0，Uc0用连接线短接与互感器二次侧N相连。

在软件中将“电压接法”设置为“Y型”接法。

PT输出端->     Ua          Ub           Uc

仪器输入端->    Ua   Ua0    Ub   Ub0    Uc   Uc0

B：Δ形接法

将互感器二次侧A，B，C，分别接至电压接线端子Ua，Ub，Uc，

电压接线端子Ua与电压零线端子Uc0用连接线短接，Ub与Ua0，

Uc与Ub0短接。在软件中将“电压接法”设置为“Δ型”接法。

PT输出端 ->     Ua          Ub          Uc

仪器输入端->   Ua   Ua0    Ub     Ub0  Uc    Uc0

4.2、电流接法

将电流互感器二次侧A，B，C，分别接至电流接线端子Ia，Ib，Ic；电流互感器二次侧A0，B0，C0，分别接至电流接线端子Ia0，Ib0，Ic0。

4.3、继电器接点接法

本设备共有3组继电器常开接点，接点容量为250V/10A，各组继电器接点定义为：

K1+   K1-    第一通道报警

K2+   K2-    第一通道跳闸

K3+   K3-    第二通道报警

K4+   K4-    第二通道跳闸

K5+   K5-    第三通道报警

K6+   K6-    第三通道跳闸

继电器接点根据通道数量有所增减。

例如：如果仪器为双通道则K5+   K5-   K6+   K6- 为空接点。

4.4、注意事项

A：接线前应确认测试导线完好无损、无断路和绝缘损坏情况；

B：接线过程中，电压严禁短路，电流严禁开路；

C：HSPQ型电能质量监测系统设备机壳必须可靠接地。

五、功能说明

HSPQ型电能质量监测仪设计了便捷的键盘操作和丰富的液晶显示，为用户提供了友好的使用界面。借助该界面可以很方便地浏览测量数据、修改定值系数。

A、[ 上翻、下翻、递增、递减 ] 键四个，用于菜单的选择及参数的更改。

B、[返回]键用于退回上一次界面，当光标位于选择菜单位置时，按[返回]返回键可进行通道的切换。

C、[确认]键进入光标所在功能菜单或所选参数有效。

D、当液晶屏幕进入保护状态时，按[返回]键屏幕进入显示状态。

5.1、基本参数

当光标位于[基本参数]时，界面如下：

Ua（Uab）、Ub（Ubc）、Uc（Uca）--三相电压基波有效值；

当采用三相四线设定时仪器显示Ua、Ub、Uc；

当采用三相三线设定时仪器显示Uab、Ubc、Uca。

按[ 下翻 ] 键显示下一屏电流波形。

Ia、Ib、Ic--三相电流基波有效值。

按 [ 下翻 ] 键显示下一屏其他参数。

Freq--被测信号频率。

Uab、Ubc、Uca--三相电压基波有效值。

Ia、Ib、Ic--三相电流基波有效值。

∠Uab、∠Ubc、∠Uca--电压相角，正确接线相角显示：0°、120°、240°。

∠Ia、∠Ib、∠Ic--电流相角，电流相角显示为电流与电压的夹角，一般不大于30°。

P--三相基波总有功功率。

Q--三相基波总无功功率。

COS&--功率因数。

U0、U1、U2、U2/ U1--分别表示基波电压零序、正序、负序值及不对称因数。

I0、I1、I2、I2/ I1--分别表示基波电流零序、正序、负序值及不对称因数。

＆Ua、＆Ub、＆Uc--三相电压偏差。

d(a)、d(b)、d(c)--分别表示三相电压变动值。

Psta、Pstb、Pstc--分别表示三相电压短时间闪变值（按国标规定，每10分钟可得到一组测量值）。

Plta、Pltb、Pltc--分别表示三相电压长时间闪变值（按国标规定，每2小时可得一组数据）。

5.2、谐波电压

当光标位于[谐波电压]时，出现界面如下：

THDu--谐波电压总畸变率。

HRU02--2次谐波电压含有率。

HRU03--3次谐波电压含有率   以下依此类推。

从左至右每列依次为A相、B相、C相。

5.3、谐波电流

当光标位于[谐波电流]时，出现界面如下：

THDi--谐波电流总畸变率。

HRi02--2次谐波电流有效值。

HRi03--3次谐波电流有效值   以下依此类推。

从左至右每列依次为A相、B相、C相。

5.4、参数设置

当光标位于[参数设定]时，出现界面如下

按[确定]键光标跳至系统时间选项

按[上翻 、下翻 ] 键用于光标的移动，[递增  、递减] 键用于参数的更改。

A、系统时间：用于修改系统时钟。

B、仪器地址：1～254

C、波 特 率：115200、57600、56000、43000、38400、19200、9600、4800、2400、1200、600、300十二种选择方式。

用于设置串口通讯速率，根据通讯网络质量选择与后台机相同的波特率。

D、网波特率：115200、57600、56000、43000、38400、19200、9600、4800、2400、1200、600、300十二种选择方式。

用于设置串口转网卡通讯速率，根据通讯网络质量选择与后台机相同的波特率，通常选择19200。

E、屏保时间：0～900秒之间；设置为0时屏保不起作用。

F、通道数：1～6，此选项用于通道数量的设置，应设置为与实际仪器通道数一致。

按[ 下翻 ]键进入下一界面

显示通道1～6通道参数设定，按返回键进行通道切换。

A、测量方式：三相三线、三相四线两种选择。

B、三秒平均：“Y” 表示进行三秒平均测量，即在3秒钟内对信号进行6次等间隔采样，利用FFT分析出这6次采样的测量结果，然后进行方均根处理，这样可以区分暂态现象和谐波。“N”表示进行单周波测量, 这种方法适用于对快速变动的信号源进行测量。

C、电压变比、电流变比： 调节范围1～5000。  按[上翻 ] [ 下翻 ]键可进行调节，连续按住不放可进行快速调节。按住[ 上翻 ]键，同时按[ 下翻 ]键可进行百位递增调节，按住[ 递减 ]键同时按[ 下翻 ]键可进行十位递增调节。

D、额定电压：57.7V 、100V两种选择。

E、报警输出：用于对外部继电器的控制，[Y] 当出现越限时除仪器内部记录越限数据，越限LED灯亮，还对外部报警、跳闸继电器输出。[N] 当出现越限时仪器只进行内部越限数据记录，越限LED灯不亮，对外部报警、跳闸继电器不输出。

设置完成后按[确定]键完成设置，按[返回]键返回主菜单。

5.5、 限值设定

当光标位于[限值设定]时，出现界面如下：

按[确定]键光标跳至参数的更改选项。

仪器显示       含义            调节范围（报警  跳闸）

Freq(L)      频率下限：            40.00～50.00

Freq(H)      频率上限：            50.00～60.00

＆U（L）（%） 电压偏差下限：        0.00～10.00

＆U（H）（%） 电压偏差上限：        0.00～10.00

COSφ        功率因数：            0.00～1.00

d(%)         电压变动：            0.00～20.00

pst          短时间闪变：          0.00～10.00

plt          长时间闪变：          0.00～10.00

U2/U1（%）   三相电压不平衡度：    0.00～99.99

U0           零序电压：            0.00～99.99

U1           正序电压：            0.00～99.99

U2           负序电压：            0.00～99.99

I2/I1（%）   三相电流不平衡度：    0.00～99.99

I0           零序电压：            0.00～99.99

I1           正序电压：            0.00～99.99

I2           负序电压：            0.00～99.99

THDu（%）    谐波电压总畸变率：    0.00～10.00

THRU-E（%）  偶次谐波电压含有率：  0.00～10.00

THRU-O（%）  奇次谐波电压含有率：  0.00～10.00

HRI02（A）   2次谐波电流含量：    0.00～100.00

HRI03（A）   3次谐波电流含量：    0.00～100.00

HRI25（A）   25次谐波电流含量：   0.00～100.00

注：当仪器设置为4-6通道时，只提供报警输出，跳闸限值设置无效。

六、运行与维护

6.1、 运行人员

运行人员应具备上岗资格，具有一定电工知识，熟悉电站一、二次设备，并具有计算机基本软、硬件知识，能够进行计算机基本操作，工作态度认真，责任心强。

6.2、 厂家维护

发生用户不易解决的故障时，用户可与本公司联系，本公司派出技术服务人员前去现场处理。在保修期内，用户享受免费服务，超出保修期后，提供终身维护。

6.3、 技术培训

本公司向用户提供安装前的技术培训，现场安装调时的现场培训和举办不定期的技术培训班。本公司提供24小时咨询服务。

七、安装和运行「电能质量在线监测系统」

7.1、安装「电能质量在线监测系统」

将「电能质量在线监测系统」光盘放入CD-ROM驱动器，用鼠标双击CD-ROM驱动器，打开安装光盘窗口后，双击SETUP.EXE图标。

安装开始,出现如下界面：

单击“下一步”按钮 ，填写用户信息。

单击“下一步”，选择安装文件夹。

默认安装路径为“C:\Program Files\电能质量在线监测系统”，如果需要更改安装路径，单击“更改”。

更改安装路径后，单击“确定”，然后再单击“下一步”，安装快捷方式文件夹。

单击“下一步”，准备安装。

单击“下一步”，开始安装

单击“完成”安装。

7.2、运行「电能质量在线监测系统」

单击“开始”->“程序”->“电能质量在线监测系统” -> “电能质量在线监测系统”，运行本软件。

软件运行界面简介：

[电能质量在线监测系统」软件经专业人士精心设计，参考广大电力系统用户的宝贵意见，经过多次修改升级到现在的2.0版本。使用本软件让复杂的电能质量监督工作变得轻松愉悦起来。上面的插图显示了整个程序的综览，下面几页则对本软件的功能及使用方法进行了更为详尽的描述。

八、「电能质量在线监测系统」入门

如果您是第一次使用本软件，我们建议您从头到尾仔细阅读本软件说明，这样您就能够轻松掌握它，随着您对本软件的逐步熟悉，您就可以直接查找您所需要的帮助内容了。

菜单说明：

8.1、单击【查看工具】可以关闭或打开站点管理区功能操作区窗口，包括：【工具栏】【状态栏】【控制栏】【报文栏】【信息栏状态栏】，关闭时将数据显示窗口最大化，能够更加清晰的显示所测量的数据，打开时能够更加方便的进行各种操作。

【工具栏】 用于快速选择各功能选项（其功能和各功能菜单相同）

【控制栏】 用于站点及通道的选择

【报文栏】 用于查看通讯状态

8.2、单击查看各功能选项

8.3、单击【帮助】可获得随机的帮助信息。

九、站点管理

9.1、新建站点

如果你是第一次使用本软件，软件运行后在站点管理区内只显示[XX供电公司]，用鼠标左键单击它，[XX供电公司]变蓝处于选中状态，在站点管理区域内单击鼠标右键，出现【新建站点】用鼠标左键选中并单击它出现新建站点对话框，如下所示：

输入站点名称、入网方式、端口号、IP地址，点击保存站点，在左边控制栏中即可显示所添加的站点，如果要取消新建站点，单击【取消】即可。

入网方式选项中，如下图所示有三种入网方式，默认COM直连。

入网方式选择方法：

A：选择COM直连，如右图，需要选择与下位机相连的上位计算机的端口，用

鼠标单击端口选择右侧下拉框，从下拉框中选择所用COM口。

B：选择拨号方式，如下图所示，首先选择与下位机相连的上位计算机的端口，然后在电话号码右栏中添入电话号码（适用于在线式监测仪）。

C：选择IP方式，如右图所示，在IP地址栏中添入下位机所属IP地址。例如：192.168.1.178

注：仪器出厂IP设置为：192.168.1.178   进行数据通讯时需把通讯计算机IP设置为：192.168.1.1 ；

9.2、站点修改

在站点管理区双击站点，右侧出现“站点信息”界面，单击“站点信息”框下的【修改站点】，可修改站点名称、入网方式、端口选择，修改完成后，单击【保存修改】完成修改。

也可单击“站点信息”界面下【新建站点】来新建站点。

9.3、删除站点

删除站点，单击“站点信息”界面下【删除站点】出现如下界面

删除站点，将永久删除站点和与之关联的数据库，

确定删除单击             ，如果取消删除请单击            按钮即可。

9.4、新建通道

用鼠标左键单击某一站点，站点变蓝处于选中状态，在站点管理区域内单击鼠标右键，出现【新建通道】图所示。用鼠标左键选中并单击它出现新建通道信息设置的对话框，如下图所示：

在监测仪参数选项栏中设置额定电压、电流量程、电流输入方式、通讯波特率、接线方式等。

如下图：在通道设置选项栏中设置通道名称（即需监测的线路名称）、电压变比、电流变比、母线等级、通道编号、总畸变率限值、奇次谐波限值、偶次谐波限值、连接点方式、公共连接点最小短路容量、用户用电协议容量、公共连接点用电设备容量等参数。

各电压等级限值见下表：

公用电网谐波电压限值

电压（KV） 电压总谐波畸变率 各次谐波电压含有率

奇次 偶次

0.38 5.0 4.0 2.0

6、10 4.0 3.2 1.6

35、66 3.0 2.4 1.2

110、220 2.0 1.6 0.8

A、通道名称在该列表框中保留着以前设定的通道名称。在此列表框中可修改或键入新的通道名称。

B、母线等级：选择在下拉列表中选择母线电压等级值，系统默认0.38KV。

C、总畸变率、奇次谐波、偶次谐波：

D、额定电压：设置为二次侧的值，请参照仪器技术指标设定。

E、方式选择：

（1）、公共连接点：

（2）、单用户方式：

通道设置完成后单击【保存新建】即可。

F、也可以单击【通道信息】对话框下【新建通道】按钮新建通道。

9.5、通道修改

如果修改通道信息，单击【修改设定】。

9.6、删除通道

删除通道，双击要删除的通道，点击【删除通道】出现如下界面

单击             按钮，删除成功。如果取消删除请单击    按钮即可。

9.7、下传参数

单击【下传参数】可将【通道信息】对话框内的设置信息下传到上位机。适用于在线监测仪。

十、数据分析

数据可分为实时数据、历史数据、召唤数据

实时数据：仪器在测试过程中实时显示的数据

后台历史数据：仪器实时通讯时存储于计算机中的数据。

召唤历史数据：存储在仪器内部召唤至计算机的数据。

进行数据分析时应首先在【查看模式】中选择相应的数据类型。

快捷功能操作按钮用于实现数据分析功能，也可通过功能菜单选项实现数据分析。

能够实现： 历史数据分析。实时数据接收、实时波形显示、实时频谱显示。

10.1、历史数据

A：查看历史数据

第一步在【测量数据】菜单中选中历史数据，单击想要查看的站点及通道，在数据显示窗口出现如下界面，分别单击                       可分别显示存储在数据库中的数据、波形、频谱。

历史数据：在时间选择框中可任意选择需显示的时刻点的原始数据，可将数据以图片格式复制到剪贴板方便在WORD中进行编辑，可保存为BMP或JPG图片，也可输出至打印机，或将原始数据导出在WORD中编辑。

历史波形：在时间选择框中可任意选择需显示的时刻点的波形，可将波形复制到剪贴板，方便在WORD中进行编辑，可保存为BMP或JPG图片，也可输出至打印机。

历史频谱：在时间选择框中可任意选择需显示的时刻点的频谱图，可将波形复制到剪贴板，方便在WORD中进行编辑，可保存为BMP或JPG图片，也可输出至打印机。

B：变化曲线

点击需要显示的项目便捷按钮，例如电压总畸变率。出现如下界面，选择开始时间和结束时间，点击【查询】按钮可绘制任意时间段内的变化曲线（开始时间和结束时间内至少需要十个数据）。曲线绘制完成后，在曲线上按住鼠标左键向右拉可放大曲线细节，向左拉还原。可打印和导出曲线bmp图片

10.2、实时数据

当分析仪通过通讯线和计算机相连时，在查看模式中选择【实时数据】可在计算机上显示正在测量的数据，如果需要对实时数据进行存储则需在参数设置中选中【实时数据存盘】，否则实时数据只显示而不进行存储，存储的数据类型为“后台历史数据”。注意进行通道或站点切换时实时数据存盘将自动清除。

10.3、实时报警

当有实时报警时可以按  按钮显示越限时间、项目、越限值

10.4、历史报表

双击【历史报表】设置开始时间和结束时间后，可按要求生成数据报表。

可打印生成的历史报表，并导出历史报表为word文档或bmp图片。

10.5、历史数据接收

当分析仪通过通讯线和笔记本电脑相连时，在系统维护下拉菜单中点击【召唤历史数据】

设置开始时间和结束时间以及数据类型，点击           可接收存储在监测仪上相应时间段的数据。点击          可停止接收历史数据，此种方式接收的历史数据类型为“召唤历史”。

10.6、报表分析

在【报表分析】菜单中选择【报表分析】即可打开报表分析软件，或者在“开始”->“程序”->“电能质量在线监测系统” -> “电能质量报表”，也可以运行报表分析软件。报表分析可以自动生成电压报表和电流报表。

电压报表如下：

电流报表如下：

其中【报表】菜单内容如下：

本报表分析软件的特点是可以根据您的需要来自己设计报表，点击“设计报表”就可以进入报表设计状态，可以对当前报表进行编辑、更改。

报表设计如下：

可以根据要求修改任意参数。

新建报表

可以在[报表]下拉菜单下选择“新建报表”，也可在屏幕下方[SHEET]栏中单击右鼠标添加报表页，如下界面：

单击报表页属性可显示或更改当前报表的属性值，界面如下：

[绘制表格] 用于表格的绘制，单击此按钮可出现如下对话框：

[绘制线段] 用于绘制线段。

[添加文字] 用于在表格中添加文字，在字体设置选项中可设置文字的字体、大小、颜色、效果等。

[添加公式] 首先在公式类型中选择需要添加的公式，然后单击此按钮可进行公式的添加，如下图：

选择需要填充公式的项目，及其他参数点击确定。

[计算报表] 报表制作完成后退出设计状态，单击此按钮，选择开始和结束时间即可生成报表。

报表输出

单击【报表计算】下拉菜单[报表输出]，弹出文件另存对话框。

输入文件名单击确定即可输出word文档，方便其他用户查看报表。

注：由于软件的不断升级，说明书可能与实际仪器有些许差别，请以实际仪器为准。

十一、电能质量FAQ

11.1、我怎么无法用网线连接仪器？

答：（1）查看网线是否为普通以太网网线，如果不是更换网线，问题解决。

（2）网线正确依然无法连接仪器，查看计算机的IP设置是否正确，因为仪器出厂默认设置IP为192.168.1.178，请更改计算机的IP为192.168.1.1，问题解决。

（3）以上都没问题，依然无法连接，则查看软件连接设置是否为IP方式，IP地址是否为192.168.1.178，并且看通讯速率是否和仪器通讯速率一致，设置得当，问题解决。

11.2、我怎么无法用串口线连接仪器？

答：（1）查看串口线是否为交叉串口线，如果不是,更换串口线，问题解决。

（2）串口线正确依然无法连接仪器，则查看软件连接设置是否为COM直连，COM口选择是否正确，并且看通讯速率是否和仪器通讯速率一致，设置得当，问题解决。

11.3、为什么电流相角显示不是120度的关系？

答：因为电流角度是相对于电压来说，所以电流角度不是120度的关系，电流角度是和它相对的电压之间的夹角。

11.4、为什么我的功率因数不正确？

答：在测量当中一定要选择相应的测量方式。如果采用三相四线请选择Y型接线方式，如果采用三相三线请选择∆型接线方式。

11.5、液晶显示怎么不清晰？

答：是由于液晶对比度的原因，只要调整主板上的控制液晶对比度的电位器到合适位置即可。

11.6、什么液晶突然不显示了，指示灯指示正常工作？

答：这是由于长时间不对仪器进行按键操作，仪器进入屏幕保护程序，此时仪器正常工作，只要按[返回]键便可显示。

11.7、我怎么看其他通道的数据？

答：在屏幕右上角有通道显示，如果是单通道仪器通道显示为2，则该仪器为两通道仪器。可以在光标位于选择菜单栏时按[返回]键来进行通道切换，此时数据显示为对应通道显示的数据。

11.8、我怎么新建通道建到了别的站点上？

答：新建一个通道一定要先选择要新建通道的站点，然后在站点上右键单击选择“新建通道”。

11.9、后台历史和召唤历史有什么区别？

答：后台历史是在察看实时数据时，选择了实时数据存盘选项，每间隔5秒钟存储在本地计算机上的数据。

召唤历史是仪器本身每间隔5分钟存储在仪器上的数据，可以通过召唤历史数据将数据调至本地计算机进行数据分析。