CS194Z2S4复费率网络多功能仪表S说明书.docx
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CS194Z2S4复费率网络多功能仪表S说明书
CS194Z-2S4多功能复费率电能表永诺电气
一、概述
CS194Z-2S4多功能复费率电能表采用现代数字信号处理芯片和高精度的电能计量芯片，能够精确稳定地测量三相电网中的所有常用电力参数：
三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、电网频率、功率因数、电能、电压不平衡度、电流不平衡度、电压谐波、电流谐波、零序电流、有4种费率8时段功能,并带有数字通迅接口、电能脉冲输出功能。
多功能复费率电能表具有极高的性价比，可以直接取代常规测量指示仪表、电能计量仪表以及相关的辅助单元。
作为一种先进的智能化、数字化的电网前端采集单元，已广泛应用于各种控制系统、SCADA系统和能源管理系统中、变电自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、智能楼宇、智能型配电盘、开关柜中，具有安装方便、接线简单、维护方便，工程量小、现场可编程设置输入参数、能够完成与业界不同PLC、变频器、工业控制计算机等之间的组网通信。
二、技术参数
性能
参数
输
入
测
量
显
示
网络
三相三线、三相四线
电压
额定值
AC25~500v
过负荷
持续：
1.2倍瞬时：
10倍/10s
功耗
<1VA（每相）
阻抗
>500kΩ
精度
RMS测量，精度等级0.5
电流
额定值
AC0~5A
过负荷
持续：
1.2倍瞬时：
10倍/10s
功耗
<0.4VA（每相）
阻抗
<2mΩ
精度
RMS测量，精度等级0.5
频率
45~65Hz
功率
视在功率，有功精度0.5级，无功精度1.0级
电能
四象限计量，有功精度1.0级，无功精度1.5级
谐波
总谐波含量2-31次、分谐波含量15次
电源
工作范围
AC/DC85~270V
功耗
≤5VA
输出
数字接口
RS-485、MODBUS-RTU协议
脉冲输出
2路电能脉冲输出,脉冲常数：
5000imp/h
环境
工作环境
-10~55℃
储存环境
-20~75℃
安全
耐压
输入/电源>2kV，输入/输出>2kV，电源/输出>1kV
绝缘
输入、输出、电源对机壳>50MΩ
电能测量范围
有功无功电度测量范围0~99999999Mwh,超过此数值电度从0开始计数
3.2测量显示
Z3.3页面显示示意图
复费率电能表共有16个电力参数显示页面，用户可设置为自动切换显示，也可设置为手动切换。
通过“通过“
”键来完成页面切换。
页面
内容
说明
第一页面
分别显示电压Ua、Ub、Uc
（三相四线）和Uab、Ubc、
Uca（三相三线）左图中
Ua=326.70V
Ub=326.71V
Uc=326.70V
正向总有功电能：
6.020kWh
三相三线接线仪表显示线电压
三相四线接线仪表显示相电压
页面
内容
说明
第二页面
显示三相电流Ia，Ib，Ic单位为A。
左图中
Ia=18.770A
Ib=18.771A
Ic=18.770A
反向总有功电能：
0.668kWh。
第三面
显示有功功率（W）、无功功率（var）、视在功率（VA）。
左图中PS=2.4553KW
QS=4.2476KVar
SS=4.9059KVA
正向总无功电能：
5.44MVarh。
第四页面
显示视在功率因素（PF）、频率（F）。
左图中：
第1排：
功率因素为L0.5；
第2排：
频率为50.00Hz
反向总无功电能：
5MVarh
第五页面
显示A、B、C各相电压总谐波含量。
正向总尖时段有功电能：
6.020kWh
页面
内容
说明
第六页面
显示A、B、C各相电流总谐波含量。
正向总峰时段有功电能：
0.668kWh
第七页面
显示三相电压总不平衡度。
左图显示电压不平衡度：
0.15%。
正向总平时段有功电能：
5.44kWh
第八页面
显示三相电流总不平衡度。
左图显示电流不平衡度：
0.02%
正向总谷时段有功电能5Kwh
第九页面
显示漏电流或零序电流。
左图显示漏电流：
0.014A。
反向总尖时段有功电能：
6.020kWh
页面
内容
说明
第十页
显示A、B、C三相有功功率。
左图中
Pa=1.8164KW
Pb=1.8187KW
Pc=1.8200KW
反向总峰时段有功电能：
0.668kWh
第十一页
显示A、B、C三相无功功率。
左图中
Qa=1.4149kvar
Qb=1.4159kvar
Qc=1.4166kvar
反向总平时段有功电能：
5.44kWh
第十二页
显示A、B、C三相功率因素。
左图中
PFa=L0.499
PFb=L0.5
PFc=L0.499
反向总谷时段有功电能：
5kWh
第十三页
显示最大电压、电流需量（每五分钟采集一次数值）。
左图中
Umax=220.5V
Imax=4.863A
正向总尖时段无功电能：
1.132kvarh
页面
内容
说明
第十四页
显示最大有功功率、无功功率需量（每五分钟采集一次数值）。
左图中
Pmax=3.174KW
Qmax=2.508Kvar
正向总峰时段无功电能：
1.362kvarh
第十五页
第一排：
通讯地址001；
第二排：
脉冲常数5000；
第三排：
波特率1200。
正向总平时段无功电能：
5.44Kvarh
第十六页
第一排显示年份；
第二排显示月份；
第三排显示日。
第四排显示时、分、秒。
左图中为2012年3月14日6时6分38秒
3.4、编程操作
采用分层结构管理的菜单的方式，图中编程项目即：
（左图所示）
第一层：
SEt（参数设置）
第二层：
nEt（接线制式）
第三层：
n.3.4（三相四线）
在编程操作下，仪表提供了：
密码验证和修改（CODE）、系统设置（SET）、显示设置（DIS）、通讯设置（CONN）四个基本菜单项目和四路模拟量设置（AO-1/2/3/4）、四路开关量输出设置（Do-1/2/3/4）共八个扩展菜单项目；使用LED显示的分层菜单结构管理方式：
第1排LCD显示第1层菜单信息；第2排LCD显示第2层菜单信息，第3排LCD提供第三层菜单信息。
键盘的编程操作采用四个按键的操作方式，即：
左右移动键“
”、“
”、菜单回退键“
”、菜单进入/确定键“
”来完成上述功能的所有操作。
：
如果当前正常显示是电压界面，按该键进入编程模式；在编程模式，按该键退回上级菜单，如果当前是第1级菜单，按该键进入参数保存界面，再按则取消保存，退回正常显示界面；
：
切换移动键，实现菜单项目的切换或者数字量的增加或减少。
：
选择/确认键，如果当前正常显示是电压界面，按该键可以切换“相电压/线电压”；在编程模式，按该键进入下一级菜单，设置时控制光标移到下一字符或者菜单中下一层选项。
在编程方式退回到测量模式的情况下，仪表会提示“SAVE-YES”，选择“
”表示不保存退出，选择“
”保存退出
3．7编程菜单结构图用户可根据实际情况选择适当的编程设置参数：
使用要求：
所有的仪表在第一次使用的时候，请检查仪表的参数同所在配电系统中需要的参数的一致性。
例如，对于AC380V、200A/5A的线路中需要配置AC380V、200A/5A的多功能电力仪表。
用户也可以根据实际需要对仪表重新进行编程设置。
同样一个表，对于400A/5A的线路中。
只需要将CT变比“CT.i”修改为80就可以了。
在一般情况下，仪表后面的标签中都标注了仪表的类型参数和出厂设置参数。
在正确配置仪表后，按照实际的要求对仪表进行正确的接线，对辅助电源、输入信号和输出信号按说明书操作说明中进行。
复费率功能说明：
复费率设置包括时区设置（2时区）和时段设置（2个时段表，每个有8个时段）。
时区设置（月、日+时段号）：
时区就是把一年分成几段，比如把一年分成3段：
5月1日前；5月1日到10月1日；10月1日之后；这样就要设置2个时区：
1、0501；2、1001；再在每个时区里面可以执行不同的时段和费率，这就要设置不同的时段表，所以在时区设置时要加上它执行的时段表号：
如时区1、050101；时区2、100102；表示时区1执行的是时段表1的时段，时区2执行的是时段表2的时段。
时段设置（时、分+费率号）：
每个时段表里面有最多8个时段设置，时段设置就是把1天分成几段，也就是设置几个时段，在不同时段里面，执行不同的费率；
如果把一天分成8段：
6:
00~8:
30，8:
30~12:
00，12:
00~13:
30，
13:
30~18:
00，18:
00~20:
00，20:
00~22:
00,22:
00~6:
00。
这样就要设置7个时段，分别是：
0600，0830,1200,1330,1800,2000,2200.
每个时段号执行对应的费率，相邻时段费率必须不同，要不时段就没有意义，不相邻时段费率可能相同，也可能不同。
本表有4个费率，分别是尖、峰、平、谷，对应的费率号是：
1、2、3、4；
上面7个时段加上费率号后，如下
060003，083001,120003,133001,180002,200003,220004
060003:
表示6:
00后，8:
30前执行的是平费率；
083001：
表示8:
30后，12:
00前执行的是尖费率；
120003：
表示12:
00后，13:
30前执行的是平费率；
133001：
表示13:
30后，18:
00前执行的是尖费率；
180002：
表示18:
00后，20:
00前执行的是峰费率；
200003：
表示20:
00后，22:
00前执行的是平费率；
220004：
表示22:
00后，6:
00前执行的是谷费率；
注意相邻时段必须大于5分钟，否则也无意义。
例1：
电压变比调试（例：
10KV/100V）
例2：
电流变比调试（例：
250A/5A）
A-Hi:
2200表示220.0V对应20mA
A-Lo:
0000表示0.0V对应4mA
注：
若要设0-20mA变送输出，只将
例3：
模拟量变送输出设置（例：
设定AO1；B相电压0-220V输出模拟信号4-20mA）
例4：
报警输出设置（例：
设定DO1，B相电压高限于200V）
D-Hi:
报警门限
注：
若要设下限报警门限，只将
四、数字通讯
多功能复费率电能表提供串行异步半工RS485通讯接口，采用MOD-BUS-RTU协议，各种数据信息均可在通讯线路上传送。
在一条485总线上可以同时连接多达32个仪表，每个仪表均可以设定其通讯地址（AddressNO.），不同系列仪表的通讯接线端子号码可能不同，通讯连接应使用带有铜网的的屏蔽双绞线，线径不小于0.5mm2。
布线时应使用通讯线远离强电电缆或其他强电场环境，推荐采用T型网络的连接方式。
不建议采用星形或其他的连接方式。
MODBUS/RTU通讯协议：
MODBUS协议在一根通讯线上采用主从应答方式的通讯连接方式。
首先，主计算机的信号寻址到一台唯一地址的终端设备（从机），然后，终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机，即在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输所有的通讯数据流（半双工的工作模式）。
MODBUS协议只允许在主机（PC，PLC等）和终端设备之间通讯，而不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。
主机查询：
查询消息帧包括设备地址码、功能码、数据信息码、校验码。
地址码表明要选中的从机设备功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能，例如功能代码03或04是要求从设备读寄存器并返回它们的内容；数据段包含了从设备要执行功能的其它附加信息，如在读命令中，数据段的附加信息有从何寄存器开始读的寄存器数量；校验码用来检验一帧信息的正确性，为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法，它采用CRC16的校准规则。
从机响应：
如果从设备产生一正常的回应，在回应消息中有从机地址码、功能代码、数据信息码和CRC16校验码。
数据信息码包括了从设备收集的数据：
如寄存器值或状态。
如果有错误发生，我们约定是从机不进行响应。
传输方式是指一个数据帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则，下面定义了与MODBUS协议-RTU方式相兼容的传输方式。
每个字节的位：
1个起始位、8个数据位、（奇偶校验位）、1个停止位（无奇偶校验位时）。
数据帧的结构：
即报文格式。
地址码
功能码
数据码
校验码
一个BYTE
一个BYTE
N个BYTE
2个BYTE
地址码：
是帧开始的部分，由一个字节（8位二进制码）组成，十进制为0~255，在我们的系统只使用1~247，其它地址保留。
这些位标明了用户指定的终端设备的地址，该设备将接受来自与之相连的主机数据。
每个终端设备的地址必须是唯一的，仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询，当终端发送回一个响应，响应中的从机地址数据告诉了主机那台终端与之进行通信
4.2电能脉冲
本公司多功能电力仪表提供双向有功、无功电能计量，2路电能脉冲输出功能和RS485的数字接口来完成电能数据的显示和远传。
仪表实现有功电能、无功电能1次测数据；集电级开路的光耦继电器的电能脉冲实现有功电能和无功电能远传，可采用远程的计算机终端、PLC、DI开关采集模块采集仪表的脉冲总数来实现电能累积计量。
所采用输出方式是电能的精度检验的方式（国家计量规程：
标准表的脉冲误差比较方法）。
（1）电气特性：
脉冲采集接口的电路示意图中VCC≤48、IZ≤50mA。
（2）脉冲常数：
5000imp/kWh（所有量程），其意义为：
当仪表累计电能
1kWh时脉冲输出个数为5000个，需要强调的是1kWh为电能的2次电能
数据，在PT、CT的情况下，5000个脉冲对应1次电能数据为1kWh×电
压变比PT×电流变比CT。
（3）应用举例：
PLC终端使用脉冲计数装置，假定在长度为t的一段时间内
采集脉冲个数为N个，仪表输入为10kV/100V、400A/5A，则该时间段
内仪表电能累积为N/5000×100×80度电能。
4.3开关量输入（选配功能）
本公司网络多功能电力仪表可选配2~4路开关量输入，具体请参阅第一页。
开关量输入模块采用干结点电阻开关信号输入方式，仪表内部配备+5V的工作电源，无需外部供电，可用于监测如故障报警节点、分合闸状态、手车位置、电容补偿柜电容投入状态等，状态信息可以通过通讯接口远传至智能监测系统等，配合遥控/报警继电器功能可方便实现自动分合闸。
4.4开关量输出（选配功能）
本公司网络多功能电力仪表可提供4路继电器开关量输出。
继电器容量：
AC250V/5A，DC30V/5A
若客户需要特殊规格的继电器容量，可以跟本公司市场部联系，特殊制定。
继电器输出模块有两种工作模式可选，电量报警方式和通讯遥控方式，每路继电器可以在编程操作中灵活地设置工作模式、报警项、报警门限；如设置“dO-1:
UA-H;d-Li:
4000”表示：
UA>400.0V时，第1路继电器输出报警；如设置“Do-2：
Ib-L;d-Li:
2000”，表示：
Ib<2.000A时,第2路继电器输出报警。
注意：
报警范围数据格式为二次电网整型数据，具体格式可参考下表---也可参照通讯地址信息中的二次电网数据格式。
开关量输出对照表
报警项目
（报警项目后跟“H”表示高报警输出，跟“L”表示低报警输出）
报警值
相应
单位
报警项目
（报警项目后跟“H”表示高报警输出，
跟“L”表示低报警输出）
报警值
相应
单位
0
关闭报警功能，
只能遥控
OFF
ms
27
qA（A相无功功率）
刻度值单位var
H
Var
28
L
1
Ua（A相电压）
刻度值单位0.1V
H
V
29
qb（B相无功功率）
刻度值单位var
H
Var
2
L
30
L
3
Ub（B相电压）
刻度值单位0.1V
H
V
31
qC（C相无功功率）
刻度值单位var
H
Var
4
L
32
L
5
Uc（C相电压）
刻度值单位0.1V
H
V
33
qs（总无功功率）
刻度值单位var
H
Var
6
L
34
L
7
Uab（AB线电压）
刻度值单位0.1V
H
V
35
SA（A相视在功率）
刻度值单位VA
H
VA
8
L
36
L
9
Ubc（BC线电压）
刻度值单位0.1V
H
V
37
Sb（B相视在功率）
刻度值单位VA
H
VA
10
L
38
L
11
Uca（CA线电压）
刻度值单位0.1V
H
V
39
SC（C相视在功率）
刻度值单位VA
H
VA
12
L
40
L
13
Ia（A相电流）
刻度值单位0.001A
H
A
41
Ss（总视在功率）
刻度值单位VA
H
VA
14
L
42
L
15
Ib（B相电流）
刻度值单位0.001A
H
A
43
PF（功率因素）
刻度值单位0.001
H
16
L
44
L
17
Ic（C相电流）
刻度值单位0.001A
H
A
45
F（频率）
刻度值单位0.01Hz
H
Hz
18
L
46
L
19
PA（A相有功功率）
刻度值单位W
H
W
47
TH.UA（A相电压谐波总含量）
0.01%
20
L
48
TH.Ub（B相电压谐波总含量）
0.01%
21
Pb（B相有功功率）
刻度值单位W
H
W
49
TH.UC（C相电压谐波总含量）
0.01%
22
L
50
TH.IA（A相电流谐波总含量）
0.01%
23
PC（C相有功功率）
刻度值单位W
H
W
51
TH.Ib（B相电流谐波总含量）
0.01%
24
L
52
TH.IC（C相电流谐波总含量）
0.01%
25
PS（总有功功率）
刻度值单位W
H
W
53
Id（漏电流或零线电流）
刻度值单位0.001A
H
A
26
L
54
L
相关说明：
1.高低报警：
低报警表示低于报警项目的报警阀值时，继电器开关闭合导通，高报警表示高于报警项目的报警阀值时，继电器开关闭合导通。
2.谐波报警：
谐波报警没有低报警，都是高报警，当谐波总含量超出报警项目的报警阀值时，继电器闭合导通；
3.遥控继电器
遥控继电器输出必须关闭报警功能。
可以设置继电器输出脉冲的宽度，如设置值为0100，则遥控继电器输出的脉冲宽度为100ms，如设置为0000，则遥控继电器输出为常高电平。
4.5变送输出
本公司网络多功能仪表提供最多4路变送输出，可以编程灵活设置变送量项目和变送范围，例如设置“AO-1：
UA-H;A-Hi：
2200；A-Lo：
0000”，表示第1路是A相电压变送输出，UA为0.00V~220.0V对应4~20mA。
注意：
变送范围数据格式为二次电网整型数据，具体格式可参考下表---也可以参照通讯地址信息表中的二次电网数据格式。
电气参数：
输出0/4~20mA，0~5/10V
精度等级：
0.5S
过载：
120%有效输出，最大电流24mA，电压12V
负载：
Rmax=400Ω
变送项目：
相电压、线电压、相电流、各相有功功率、总有功功率、各相无功功率、总无功功率、各相视在功率、总的视在功率、功率因素、频率、带符号的总有功功率和总无功功率等。
客户订货时可以指定几种变送模块：
0/4~20mA,0~5/10V，默认的变送模块为：
0/4~20mA，变送项目为UA，变送量范围为额定信号时输出20mA，用户可以根据实际使用需要修改变送项目和变送量范围，但不能修改电气参数0/4~20mA，0~5/10V。
客户也可以在订货时详细注明变送项目和变送量范围，仪表在出厂时会按照用户要求设置好相关参数。
详细的变送项目可参照变送输出对照表。
注意：
变送范围设置的格式为二次电网整型数量，具体格式参考下表，变送输出对照表中的该度值单位，也可参照通讯地址信息表中二次电网数据格式。
五、接线示意图（以实物接线图为准）
■42方型（外形尺寸：
120*120*90mm开孔尺寸：
107.00*107.00mm）
六、常见问题及解决方案
1、关于通讯
1）仪表没有回送数据
答：
首先确保仪表的通讯设置信息如从机地址、波特率、校验方式等与上位机要求一致：
如果现场多块仪表通讯都没有数据回送，检测现场通讯总线的连接是否准确可靠，RS485转换器是否正常。
如果只有单块或者少数仪表通讯异常，也要检查相应的通讯线，可以修改变换异常和正常仪表从机的地址来测试，排除或确认上位机软件问题，或者通过变换异常和正常仪表的安装位置来测试，排除或确认仪表故障。
2）仪表回送数据不准确
答：
复费率电能表的通讯开放给客户的数据有一次电网float型数据和二次电网int/long型数据。
请仔细阅读通讯地址表中关于数据存放地址和存放格式的说明，并确保按照相应的数据格式转换。
推荐客户去经销商索要下载MODBUS-RTU通讯协议测试软件MODSCAN，该软件遵循标准的MODBUS-RTU通讯协议，并且数据可以按照整型、浮点型、16进制等格式显示，能够直接与仪表显示数据比。
2、关于U、I、P等测量不准确
答：
首先需要确保正确的电压和电流信号已经连接到仪表上，可以使用万用表来测量电压信号，必要的时候使用钳形表来测量电流信号。
其次确保信号线的连接是正确的，比如电流信号的同名端（也就是进线端），以及各相的相序是否出错。
复费率电能表可以观察功率界面显示，只有在反向送电情况下有功功率数据有不对现象，一般使用情况下有功数据是正确的。
如果有功电能符号为负，有可能电流进出线接错，当然相序接错也会导致功率显示异常。
另外需要注意的是仪表显示的电量为一次电网值，如果表内设置的电压电流互感器的倍率与实际使用互感器倍率不一致，也会导致仪表电量显示不准确。
表内电压电流的量程出厂后不容许修改。
接线网络可以按照现场实际接法修改，但编程菜单中接线方式的设置应与实际接线方式一致，否则也将导致错误的显示信息。
3、关于电能走字不准确
答：
仪表的电能累加是基于对功率的测量，先观测仪表的功率值与实际负荷是否相符。
复费率电能表支持双向电能计量，在接线错误的情况下，总有功功率为负的情况下，电能会累加到反向有功电能，正向有功电能不累加。
在现场使用最多出现的问题是电流互感器进线和出线接反。
复费率电能均可以看到分相的带符号的有功功率，若功率为负则有可能是接线错。
另外相序接错也会引起仪表电能走字异常。
4、仪表不亮
答：
确保合适的辅助电源（AC/DC85-270V）已经加到仪表的辅助电源端子，超过规定范围的辅助电源电压可能会损坏仪表，并且不能恢复。
可以使用万用表来测量辅助电源的电压值，如
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