zxdn3561便携式三相电能质量分析仪使用说明书.docx
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zxdn3561便携式三相电能质量分析仪使用说明书
ZXDN-3561
便携式三相电能质量分析仪
使
用
说
明
书
武汉国电中星电力设备有限公司
目录
一、概述
1.1用途
ZXDN-3561便携式三相电能质量分析仪是对电能质量参数进行检测及分析的专用便携式产品，电能质量参数包括频率，电压/电流的幅值、谐波、间谐波、不平衡，电压闪变、电压骤升骤降和中断、瞬态，电流浪涌，功率、功率因数等。
能够对电网运行进行长时间的数据采集监测。
同时配备电能质量数据分析软件，对上传至计算机的测量数据进行各种分析。
使用仪表前，请认真阅读此说明书，了解相关注意事项！
1.2特点
●一种电能质量检测及分析的专用仪表。
●使用ARM和DSP以及16M字节的存储器。
●本表使用触摸屏，使操作更简单、方便。
●可进行测量，并保存数据，将其上传到PC机进行分析。
●模块化结构，设计合理，运行可靠。
●中/英文菜单操作，简单易操作。
●可使用USB盘更新仪表软件，软件升级简单、方便。
●在PC机上用电能质量数据分析软件对测量数据进行详细分析。
1.3技术指标
1.3.1仪表基本功能及技术指标
表3-1仪表检测功能一览表
序号
项目
描述
1
电压/电流/频率
可测量三相电压、零线电压、三相电流、零线电流、频率，可显示有效值、峰值、波/峰比以及波形图、趋势图等
2
谐波测量
可测量电压及电流的基波及2~50次谐波，测量结果包括谐波效值、谐波含量、谐波含有率、总谐波畸变率（THD）；可显示柱状图、趋势图等
3
间谐波测量
可测量电压及电流的0.1~19.9次间谐波，测量结果包括间谐波分量及子集的有效值、间谐波含有率等；可显示柱状图、趋势图等
4
功率/电能测量
可测量三相四线/三相三线视在功率（电能）、有功功率（电能）、无功功率（电能）、功率因数等，可显示趋势图
5
三相不平衡测量
可测量三相四线/三相三线电系统电压及电流的正序分量、负序分量、零序分量、负序不平衡度、零序不平衡度；可显示三相电压及电流的相角、矢量图、趋势图
6
闪变
1分钟闪变、10分钟短时闪变、2小时长时闪变测量
7
电压骤升/骤降/中断
可检测并记录电压骤升、骤降和中断事件
8
浪涌电流
可检测并记录浪涌电流事件
9
谐波功率
可检测2~30次谐波功率，可显示柱状图、趋势图等
10
功率波
可按设定的时长（1~5分钟），测量功率的快速变化（有功、无功、视在功率）
11
瞬变
可检测时长20微秒以上的电压瞬变事件
12
监测记录
可长时间记录稳态电能质量参数，包括电压/电流/频率、谐波、功率、三相不平衡、波动/闪变，记录时间间隔从3秒到30分钟可调。
13
数字示波器
可用于查看电压/电流信号波形
表3-2各项检测功能准确度指标
项目
可测量范围
测量精确度
说明
电压/电流/频率
三相电压：
1000V（真有效值）
零线电压：
70V（真有效值）
三相电流：
6000A（真有效值，选配相应量程电流传感器）
零线电流：
25A（真有效值，选配相应量程电流传感器）
频率：
40~70Hz
电压：
0.1%rdg ±0.05%f.s
电流：
0.2%rdg ±0.05%f.s
频率：
±0.01Hz
此处以A相电压频率作为测量频率
谐波测量
电压谐波：
THD+基波+2~50次谐波
电流谐波：
THD+基波+2~50次谐波
电压谐波：
Uh≥1%UN时，±5%Uh；
Uh＜1%UN时，±0.05%UN；
电流谐波：
Ih≥3%IN时，±5%Ih；
Ih＜3%IN时，±0.15%IN；
间谐波测量
电压谐波：
0.1~19.9次间谐波
电流谐波：
0.1~19.9次间谐波
电压间谐波：
Uih≥1%UN时，5%Uih；
Uih＜1%UN时，0.05%UN；
电流间谐波：
Iih≥3%IN时，5%Iih；
Iih＜3%IN时，0.15%IN；
功率/电能
有功：
700kW
视在：
700kVA
无功：
700kVAR
功率因数：
0.00~1.00
有功电能：
10000kWh
视在电能：
10000kVAh
无功电能：
10000kVARh
平均功率因数：
0.00~1.00
有功：
读数±0.5%
视在：
读数±0.5%
无功：
读数±0.5%
功率因数：
±0.005
三相不平衡
基波电压：
1000V（真有效值）
基波电流：
6000A（真有效值）
基波频率：
40~70Hz
相角：
0~360o
不平衡度：
0.0%~100%
电压：
0.1%rdg ±0.05%f.s
电流：
0.2%rdg ±0.05%f.s
频率：
±0.01Hz
相角：
±0.3o
电压不平衡度：
±0.2%
电流不平衡度：
±0.2%
此处以A相电压频率作为测量频率
电压闪变
1分钟闪变、短时闪变、长时闪变
1min闪变：
±5.5%
10min短时闪变：
±5%
2h长时闪变：
±5%
电压骤升、骤降和中断
监测并记录单相/多相电压骤升、电压骤降和暂时断电
半波有效值，起始时间，持续时间，终结时间时间误差±10ms
最多可记录40个事件
项目
可测量范围
测量精确度
说明
浪涌电流
监测并记录单相/多相浪涌电流
半波有效值，起始时间，持续时间，终结时间时间误差±10ms
捕捉到一次事件就停止测量
谐波功率
总谐波功率次数：
1~30th
谐波总有功功率：
∑P
谐波总无功功率：
∑Q
正谐波总有功功率：
+∑P
负谐波总有功功率：
-∑P
正谐波总无功功率：
+∑Q
负谐波总无功功率：
-∑Q
谐波功率读数：
±0.5%
功率波
可检测1、3、5分钟时间长度有功、无功、视在半波功率值，记录功率变化趋势
半波功率读数：
±0.5%
瞬变
基于标称值120%以上的电压瞬变值
可测事件最小周期20微妙以上
事件捕捉概率98.7%
一次测量可存储20个事件
监测记录
可记录参数：
电压、电流、频率；电压/电流谐波（THD+1~25次谐波）；三相不平衡；有功/无功/视在功率、功率因数；波动/闪变
数据保存间隔：
3s~30min
间隔时间为3s，可累计监测16h；
间隔时间为30min，可累计监测960h；
数字示波器
三相电压、三相电流、零线电压和零线电流瞬时波形
最大采样频率：
200kHz
最小采样频率：
100Hz
1.3.2其他技术指标
电压信号输入回路：
直接接入，输入阻抗：
1MΩ，20pF
测量范围：
电压真有效值 700V（有效值）
功率消耗：
小于0.5VA/相
电流输入回路：
间接接入.
测量范围：
电流真有效值 1A，5A，10A，100A，500A，1000A，3000A（选择相应电流传感器）
功率消耗：
小于0.5VA/相
测量信号频率范围：
40Hz～70Hz
显示屏：
5.7吋640×480彩色图形LCD+触摸屏
内存容量：
128MbitFLASH
外部存储接口：
USB（可插接U盘）
工作电源：
可充电锂电池，充满可工作5~6小时
外接电源：
AC100~240V/DC16.8V-1A电源适配器/充电器
二、仪器结构
2.1整体结构
仪表的整机配件如图2-1所示：
图2-1整机结构图（图中组件以实物为准）
2.2主要部件
2.2.1主机
用于在现场测试，进行操作、计算、显示测试结果、存储等用途。
2.2.2电流传感器
三个电流传感器用于测试电流用。
在使用中，用电流传感器把需测量电流的导线夹住，应尽量使导线垂直穿过电流传感器的夹合孔。
（数量：
3个）。
2.2.3电压测试线
电压测试线有黄色、绿色、红色、蓝色、黑色共五条。
用于连接主机与电压测试探头。
使用中，电压测试线与主机连接时，颜色要求一一对应，以避免测试时发生错误。
（数量：
5条）。
2.2.4电流测试线
电流测试线为一分三电缆线，其中七芯插头连接主机，三个三芯头分别连接三个电流传感器。
线上有标识，表示分别对应电流测试通道。
测试时应保证各相序的正确性，否则会得到错误的测量结果。
（数量：
1条）。
2.2.5鳄鱼夹
大号鳄鱼夹用于测试电压信号用。
黄色、绿色、红色、黑色、蓝色共五个。
使用时,电压测试线连接一端，颜色要求一致；连接测试端一侧，黄色、绿色、红色分别接A相、B相、C相电压线，黑色鳄鱼夹接零线。
蓝色鳄鱼夹接地线。
（数量：
5个）。
2.2.6工业鳄鱼夹（选配件）
工业用鳄鱼夹用于测试电压信号用。
黄色、绿色、红色、黑色、蓝色共五个。
使用时,电压测试线连接一端，颜色要求一致；连接测试端一侧，黄色、绿色、红色分别接A相、B相、C相电压线，黑色鳄鱼夹接零线。
蓝色鳄鱼夹接地线。
（数量：
5个）。
2.2.7测试表笔
测试表笔用于测试电压信号用。
红色一个，黑色一个，共两个。
使用时,电压测试线连接一端。
（数量：
2个）。
2.2.8电源适配器
电源适配器用于给主机电池充电和供电用。
数量一个。
使用时,将适配器输入插头接于220V电源上，输出端接于主机电源输入端即可。
（数量：
1个）。
注意：
建议一般情况下进行测量，不要使用适配器代替电池供电，有一定的噪声干扰。
2.2.9使用说明书
使用说明书详细介绍了仪表的使用功能和操作方法。
用户在使用仪表测量前应仔细阅读。
（数量：
1册）。
U盘
U盘内附有电能质量数据分析软件。
通过该软件，可对仪表进行升级、数据上传等操作，
同时可对上传的数据进行管理和进一步的分析。
U盘内还附有使用说明书的电子文档。
（数量：
1个）。
铝合金仪器箱
便携式仪器箱是仪表整套设备的包装箱。
主机及所有配件均装在仪器箱内。
用户在使用完后，请及时把设备装入仪器箱，以免设备受到损坏或缺失。
（数量：
1个）。
三、测量连接
使用本仪表进行电压测量，首先需把电压测试线与主机电压接口连接，然后根据测试需要选择合适的电压测试探头；测量电流时先在主机电流接口接入电流传感器，然后把电流传感器钳在需测量电流的导线上，尽量使导线垂直穿过电流传感器的夹合孔。
如图3-2所示。
图3-1仪表前后面板接线说明
图3-2仪表测量连线示意图
仪表有三相三线、三相四线两种线制模式，如需测量单相电参数，选择“三相四线”接线模式，并将电压和电流信号接入到“A相”对应位置。
连接测试探头与测试源时，注意安全，防止触电和短路的发生！
仪表测量连线分为三相三线及三相四线，测量是需正确连接，否则测量结果不正确，严重时可能导致仪表损毁。
在进行连接时需特别注意电压测试线的颜色与主机插座的颜色必须一致。
同样，电压测试探头的颜色也应相互配合。
四、功能操作
仪表开机/关机
仪表面板上有一个按键，位于LCD屏右下方，此按键为仪表开关键，如图4-1所示。
在仪表处于关机状态时，按下此开关键，当仪表屏幕有显示，开关键旁的小灯亮起时，表示仪表启动完成。
当仪表处于开机状态时，指示灯闪烁。
按下开关按键几秒钟时间，即可关机。
图4-1开关键
主菜单
图4-2（a）主菜单图4-2（b）主菜单
仪表主菜单如上图4-2所示，屏幕右下方红色显示的为仪表当前日期和时间。
右上角显示的为仪表电池电量。
左上角的图标
表示仪表当前有正确插接U盘，被连续点击三次，可将仪表当前屏幕显示以bmp文件格式保存到仪表当前正确插接好的U盘中；当拔出优盘或者优盘没有正确插接好，该图标会变灰色。
最右侧为滚动条，拉动滚动条可以上下滚动显示菜单所有项目。
连续两次点击同一个菜单项即可执行该菜单功能。
各检测功能分别说明如下。
开始检测前，先检查仪表参数设置是否正确（见【系统设置】下的仪表参数设置）。
4.1电压/电流/频率（基本测量）
电压/电流/频率可测量电压频率，A、B、C三相及零线电压/电流的有效值和峰值。
使用的按钮如下：
参考：
_93_13.html
返回：
返回上一级菜单。
列表：
以列表方式显示基本测量结果。
图4-3。
详细：
显示三相电压/三相电流最大、最小、平均值。
图4-4。
趋势：
显示当前测量时间段内A相电压频率、三相电压电流有效值的变化趋势。
图4-5。
瞬态：
显示A、B、C三相及零线电压/电流的瞬态波形。
图4-6。
暂停：
暂停测量结果显示。
保存：
保存当前测量结果。
：
保存当前屏幕（如仪表插有U盘则，保存到U盘，否则保存到仪表中）
图4-3中2014-04-2516：
05：
11为此次测量的起始日期和时间，00：
00：
08为此次测量持续的时间，下同。
图4-3基本测量结果列表图4-4基本测量详细列表
图4-5基本测量C相趋势图图4-6基本测量B相瞬态波形
（1）列表显示
点击列表键，以列表方式显示结果，如图4-3。
从上到下，依次为三相电压有效值、峰值、波峰比（峰值与有效值的比值）、A相电压频率、三相电流的有效值、峰值、波峰比。
从左到右，依次为A相、B相、C相、零线测量值。
（2）详细列表显示
点击详细键，显示在测量过程中的电压、电流、频率的当前值、最大值、最小值、平均值，如图4-4。
（3）趋势显示
点击趋势键，以趋势图方式显示结果，如图4-5。
在左上角的列表框中，点击上/下箭头键，可切换显示频率、A相、B相、C相、零线、电压（V）、电流（A）、电压波峰比、电流波峰比。
趋势图曲线从左向右侧逐步形成，趋势图中上方的读数与曲线所绘制的纵轴最新数值相对应。
趋势图低部横轴为时间轴。
电压趋势图中，同时显示A、B、C三相及零线电压变化趋势；
电流趋势图中，同时显示A、B、C三相及零线电流变化趋势；
A相趋势图中，同时显示A相电压、电流变化趋势；B相、C相及零线与此相同；
电压波峰比趋势图中，同时显示A、B、C三相及零线电压波峰比变化趋势；
电流波峰比趋势图中，同时显示A、B、C三相及零线电流波峰比变化趋势；
频率趋势图中，显示A相电压频率变化趋势；
（4）瞬态
点击瞬态键，查看基本测量瞬态波形，如图4-6。
在左上角的选择框框中，点击上/下箭头键，可切换显示A相、B相、C相、零线、电压、电流波形。
A相瞬态图中，同时显示A相电压、电流瞬态波形；B相、C相及零线与此相同；
电压瞬态图中，同时显示A、B、C三相及零线电压瞬态波形；
电流瞬态图中，同时显示A、B、C三相及零线电流瞬态波形；
（5）暂停。
点击暂停键，暂停当前测量,界面停留在暂停时刻的结果显示。
（6）保存数据。
点击保存键，弹出图4-7所示的界面，可选择保存数据或保存仪表屏幕。
基本测量数据都保存在BAS00001.PQD中。
图4-7基本测量数据保存
（7）保存屏幕
在插入U盘，主机检测到有U盘插入时，图标由灰色变为黑色
，当前无对U盘的操作时，点击屏幕左上角的
图标，将当前屏幕保存到U盘。
屏幕文件名称为ddhhmmss.bmp。
dd为当前日期，hh为当前小时，mm为当前分钟,ss为当前秒。
如果没有插入U盘或者U盘接入不良，
和“保存屏幕”按钮会变成灰色，就无法操作。
本软件以下所有保存功能操作都是与之相同。
4.2谐波测量
谐波指其频率与基波频率之比为整数的信号成分。
谐波频率=基波频率×谐波次数，如以基波50Hz为例，2次谐波的频率为100Hz，3次谐波的频率为150Hz，以此类推。
谐波测量功能可测量三相四线、三相三线电系统的各相电压、电流的1~50次谐波。
使用的按钮如下：
返回：
返回上一级菜单。
电压：
显示三相电压的谐波信息。
电流：
显示三相电流的谐波信息。
列表：
以数字列表方式显示三相电压、电流谐波测量结果。
如图4-8。
柱型图：
以柱形图方式显示三相电压、电流谐波测量结果。
如图4-9。
趋势图：
显示选择记录的的谐波值在当前测量时间段内的变化趋势。
如图4-11。
暂停：
暂停测量结果显示。
设置：
选择谐波测量结果表现形式和记录趋势的任意两次谐波（包括总谐波畸变率THD）。
如图4-10。
保存：
记录存储。
：
保存当前屏幕（如仪表插有U盘则，可保存到U盘）
图4-8（a）谐波列表—电压谐波图4-8（b）谐波列表—电流谐波图4-9谐波柱型图
（1）谐波测量设置。
（a）数据显示时间间隔设置
如图4-13所示，在主菜单点击谐波测量功能时候，先跳出如图4-13所示的窗口界面，可以设置谐波测量数据的显示间隔时间（时间窗），可选择的时间为3s、3min、10min、2h；显示数据为该时间窗内的平均值。
（b）谐波评价方式设置
如图4-8，点击屏幕左上部的设置键，可选择谐波测量结果表现形式：
%r：
以各次谐波有效值与总有效值的比值作为谐波含有率；
%f：
以各次谐波有效值与基波有效值的比值作为谐波含有率；
谐波电压/电流有效值：
显示谐波电压/谐波电流的有效值；
可以选择要记录趋势的任意两次谐波（包括总谐波畸变率THD）。
如图4-10。
点击确定键完成设置，点击取消键放弃本次操作。
（2）列表显示。
点击屏幕下部的列表键，以列表方式显示电压或电流谐波测量结果，如图4-8（a）及4-8（b）。
点击屏幕左上部的电压或电流键切换显示电压谐波列表或电流谐波列表。
从上到下依次为总谐波值、基波值H1、2次谐波值H2、3次谐波值H3、…、50次谐波值H50；
从左到右依次为A相谐波值、B相谐波值、C相谐波值；
谐波列表一屏能显示6行，可通过点击屏幕左边的滚动条，滚动显示各次谐波测量结果。
电流谐波Kf值：
如图4-8（b）中，在电流谐波列表中，上方的Kf值，是防止变压器由于电流谐波而过热的指标，Kf越高，电流谐波越严重，变压器越容易过热，完全无谐波时，Kf=1。
Kf值计算方法如下：
式中，h为谐波次数，ih是第h次电流谐波有效值。
（3）柱形图显示。
点击屏幕下部的柱型图键，以柱型图方式显示电压或电流谐波测量结果，如图4-9。
点击屏幕左上部的电压或电流键切换显示电压谐波柱型图或电流谐波柱型图。
屏幕中只可同时显示10个谐波的柱型图，可通过点击屏幕下部水平方向的滚动条，滚动显示各次谐波柱形图。
色块中显示的数值为当前对应谐波值。
（4）趋势显示。
点击屏幕下部的趋势键，以趋势图方式显示当前测量时间段内的电压/电流谐波变化趋势，如图4-11。
点击“设置”按键右边的切换键，可切换显示设置过得任意两次谐波趋势图。
趋势图曲线从左向右逐步绘制，趋势图上方数值与相同颜色曲线所绘制的最新数值相对应。
趋势图横轴为时间轴。
图4-10谐波测量设置图4-11谐波趋势图
（5）显示暂停
点击暂停键，暂停当前测量,界面停留在暂停时刻的结果显示。
（6）保存
点击保存键弹出保存选择界面，如图4-12，选择“保存数据”可保存当前测量数据；如果主机已经插接好U盘，选择“保存屏幕”可以图片保存当前显示界面到U盘。
谐波测量数据都保存在HAR00001.PQD中。
图4-12谐波数据保存图4-13数据显示间隔时间
（7）提示
谐波次数表示谐波频率与基波频率的比值，为整数。
当基波频率是工频（50Hz）时，2次谐波频率为100Hz，3次谐波频率为150Hz，以次类推。
4.3间谐波测量
间谐波次数表示谐波频率与基波频率的比值，为非整数。
当基波频率是工频（50Hz）时，0.1次间谐波频率为5Hz，0.2次间谐波频率为10Hz，…，19.9次间谐波频率为995Hz。
间谐波测量功能可测量三相四线、三相三线电系统的各相电压、电流的0.1~19.9次间谐波。
使用的按钮如下：
返回：
返回上一级菜单。
电压：
显示三相电压的间谐波值。
电流：
显示三相电流的间谐波值。
显示方式：
选择以间谐波分量或间谐波子集显示。
如图4-17。
列表：
以数字列表方式显示三相电压、电流间谐波测量结果。
如图4-14。
柱型图：
以柱形图方式显示三相电压、电流谐波测量结果。
如图4-15。
趋势图：
显示在当前测量时间段内选择记录的间谐波值的变化趋势。
如图4-19。
暂停：
点击暂停键，暂停当前测量,界面停留在暂停时刻的结果显示
设置：
选择间谐波测量结果表现形式和记录趋势的任意两次间谐波。
如图4-16。
保存：
记录存储。
：
保存当前屏幕（如仪表插有U盘则，保存到U盘，否则保存到仪表中）
图4-14间谐波列表图4-15间谐波柱型图
（1）列表显示
点击屏幕下部的列表键，以列表方式显示电压或电流间谐波测量结果，如图4-14。
点击屏幕左上部的电压或电流键切换显示电压间谐波列表或电流间谐波列表。
从上到下依次为总间谐波值、0.1次间谐波值、0.2次间谐波值、0.3次间谐波值、…、19.9次间谐波值；
从左到右依次为A相间谐波值、B相间谐波值、C相间谐波值；
间谐波列表一屏能显示6行，可通过点击屏幕左边的滚动条，滚动显示各次间谐波测量结果。
（2）柱形图显示。
点击屏幕下部的柱型图键，以柱型图方式显示电压或电流间谐波测量结果，如图4-15。
点击屏幕左上部的电压或电流键切换显示电压间谐波柱型图或电流间谐波柱型图。
屏幕中只可同时显示10个间谐波的柱型图，可通过点击屏幕下部水平方向的滚动条，滚动显示各次间谐波柱形图。
色块中显示的数值为当前对应间谐波值。
（3）间谐波测量设置。
如图4-16所示，点击屏幕下部右端的设置键，可选择间谐波测量结果表现形式：
%f：
以各次间谐波有效值与基波有效值的比值作为间谐波含有率；
间谐波电压/电流有效值：
显示间谐波电压/间谐波电流的有效值；
可以选择要记录趋势的任意两次间谐波。
如图4-16。
点击确定键完成设置，点击取消键放弃本次操作。
（4）间谐波显示方式。
如图4-17所示，点击屏幕左上部的显示方式键，可选择间谐波测量结果显示方式：
间谐波分量：
以0.1~19.9各次间谐波分量作为基本的显示方；
间谐波子集：
1~20次间谐波子集作为基本的显示方式；
图4-16间谐波测量设置图4-17间谐波显示方式
（5）间谐波子集
n次间谐波子集Cisg,n由第n次谐波与第n+1次谐波之间的间谐波分量以下述定义形成:
式中,Cisg,n----第n次间谐波子集方均根值；
Ck+2，3，4，5，6，7，8----第n次谐波频谱Ck与第n+1次谐波频谱Ck+10之间不与其直接相邻的连续7个间谐波频谱分量。
图4-18间谐波子集方均根值示意图（50Hz系统）
（6）趋势显示
点击屏幕下部的趋势键，以趋势图方式显示当前测量时间段内的电压/电流间谐波变化趋势，如图4-19。
点击“显示方式”按键右边的切换键，可切换显示设置过得任意两次间谐波趋势图。
趋势图曲线从左向右逐步绘制，趋势图上方数值与相同颜色曲线所绘制的最新数值相对应。
趋势图横轴为时间轴。
（7）暂停
点击暂停键，暂停当前测量,界面停留在暂停时刻的结果显示。
（8）保存数据
点击保存键弹出保存选择界面，如图4-20，选择“保存数据”可保存当前测量数据；选择“保存屏幕”可以图片方式保存当前显示界面。
间谐波测量数据都保存在IHAR00001.P
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