YW2100智能電力測控儀（以下簡稱：YW2100）是一種具有可編程功能、遙測、遙信、遙控、自動控制、電能累加、實時時鐘、LCD顯示、數(shù)字通訊等功能為一體的智能三相綜合電力測控儀表，它集數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化于一身，使測量過程及數(shù)據(jù)分析處理實現(xiàn)自動化，減少人為失誤，能夠全面替代電量變送器、電度表、數(shù)顯儀表、數(shù)據(jù)采集器、記錄分析儀等儀器，是組成電氣自動化系統(tǒng)的理想產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)緊湊、電路*、功能強大，是對傳統(tǒng)儀表的革命性設(shè)計。
YW2100可廣泛應(yīng)用于電力、郵電、石油、煤炭、冶金、鐵道、市政、智能大廈等行業(yè)、部門的電氣裝置、自動控制以及調(diào)度系統(tǒng)。
一. 功能和特點
w 測量功能多，精度高
YW2100功能強大，它集合了電量變送器、數(shù)字式電度表、數(shù)顯表、數(shù)據(jù)采集器、記錄分析儀、RTU等儀器的部分或全部功能。測量功能包括：一條三相四線回路或其它任何線制的全部相/線電壓（V）、電流（I）、功率（P、Q、S）、電能（Wh、Qh）、功率因數(shù)（COS），頻率（F）及零序電流（I0）等。
作為顯示儀表使用時可以代替：三相電流表、三相電壓表、三相視在功率表、三相有功功率表、三相無功功率表、三相功率因數(shù)表、三相有功電能表、三相無功電能表、頻率表、零序電流表等。
在自動化系統(tǒng)中用作數(shù)據(jù)采集時可以代替：三相電流變送器、三相電壓變送器、三相視在功率變送器、三相有功功率變送器、三相無功功率變送器、三相功率因數(shù)變送器、頻率變送器、零序電流變送器等以及數(shù)據(jù)采集模塊、RTU等。
作為電能計量儀表時可以代替：三相有功電能表、三相無功電能表等。
儀表采用高精度高穩(wěn)定的模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器件，功率、電度精度可達0.5級，其它參數(shù)可達0.2級。
w 三遙與自動控制
YW2100具有六路（空結(jié)點）遙信輸入，三路繼電器（每路均為常開和常閉雙觸點）遙控輸出，加上遙測及通訊功能組成完備的三遙功能。三路繼電器還可由用戶設(shè)定為自動出口控制，如過流、欠壓、斷相等條件下出口繼電器動作等。
w 中、英文顯示
YW2100采用LCD大屏幕液晶顯示，中、英文兩套界面可轉(zhuǎn)換，非常適合中國國情。顯示器采用人的眼睛感覺比較自然舒適的藍背光，體現(xiàn)了人文關(guān)懷的理念。同時可顯示多達4個參數(shù)，并能通過手動或自動設(shè)定，按順序讀出超過30個參數(shù)。
w 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約、輕松組網(wǎng)
YW2100為了滿足未來測量儀表的環(huán)境，配有RS-485和RS-232C串行口，允許連接開放式結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)絡(luò)。
應(yīng)用Modbus （RTU和ASCII兩種模式） 通訊規(guī)約，通過在PC機或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上運行的軟件，能提供一個對于工廠、電廠、工業(yè)或建筑物的服務(wù)的簡單、實用的電量管理方案。
w 自動穩(wěn)零
具有自動校準(zhǔn)零點，克服零點隨時間和溫度的漂移。實現(xiàn)所有參數(shù)的零點免調(diào)，提高了儀表的整體測量精度，提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，簡化了校準(zhǔn)流程。
w 極寬的動態(tài)輸入范圍
YW2100采用量程自動切換技術(shù)，提供5~120V/600V的電壓輸入量程，0~1A/5A電流輸入量程，能自動適用于各種測量系統(tǒng)，無需任何硬件和軟件的調(diào)整。
w 內(nèi)部實時時鐘（RTC）
YW2100提供內(nèi)部的RTC（實時時鐘），精確記錄系統(tǒng)時間。
w 可編程狀態(tài)設(shè)定
YW2100允許用戶對其工作狀態(tài)“測量系統(tǒng)選擇”、“CT、PT變比”、“顯示內(nèi)容”、 “通訊”、“時鐘”、“電能累加復(fù)位”、“繼電器自動控制出口條件”等進行更改設(shè)定。
w 記憶
YW2100在電源掉電時，能夠記憶所有的當(dāng)前工作狀態(tài)或設(shè)定值、電能累加數(shù)值、時間、PT變比、CT變比。
w 多種接線方式
適用于多種接線方式：三相四線、三相四線平衡負(fù)載、三相三線、三相三線平衡負(fù)載、一相二線和一相三線。
w 數(shù)字化整定
所有參數(shù)均采用數(shù)字化校準(zhǔn)，在校準(zhǔn)調(diào)試軟件控制下自動進行，減少了人為因素帶來的偏差。摒棄了常規(guī)采用電位器的模擬調(diào)整方法，簡化了硬件電路，提高了整機的可靠性和穩(wěn)定性。
w 故障自動診斷
具有故障自動判斷功能，并將結(jié)果顯示在屏幕上或通過串行口輸出。
w 抗電磁*力強
完善的電磁兼容性設(shè)計，具有*的抗電磁*力，符合IEC61000-4標(biāo)準(zhǔn)，適合在強電磁干擾的復(fù)雜環(huán)境中使用。
w 安裝方便
YW2*大的功能使系統(tǒng)現(xiàn)場安裝、布線的復(fù)雜程度和材料的綜合成本降低了。
采用盤面安裝方式，外形尺寸符合馬賽克屏開孔標(biāo)準(zhǔn)（開孔尺寸為175×125㎜），便于安裝。
二. 主要技術(shù)指標(biāo)
1、 準(zhǔn)確度、顯示位數(shù)及模式
| 參數(shù) | 位數(shù) | 顯示（zui大） | 準(zhǔn)確度 |
| 電壓VX | 5 | 9.9.9.9.9.V/kV | 0.2%RD |
| 電流I Xx | 5 | 9.9.9.9.9.A/kA | 0.2%RD |
| 有功功率P | 5 | 9.9.9.9.9.W/kW/MW/GW | 0.5%RD |
| 無功功率Q | 5 | 9.9.9.9.9.var/kvar/Mvar/Gvar | 0.5%RD |
| 視在功率S | 5 | 9.9.9.9.9.VA/kVA/MVA/GVA | 0.5%RD |
| 功率因數(shù)PF | 5 | 1.0000 | 0.5%RG |
| 有功電能Wh | 8 | 9.9.9.9.9.9.9.9.Wh/kWh/MWh | 0.5%RD |
| 無功電能Qh | 8 | 9.9.9.9.9.9.9.9.varh/kvarh/Mvarh | 0.5%RD |
| 零序電流I0 | 5 | 9.9.9.9.9.A/kA | 0.2%RG |
| 頻率Hz | 5 | 70.000 Hz | 0.2%RG |
各相參數(shù)顯示符號：
| | | 1相 | 2相 | 3相 | 合相 | |||
| | 電壓VX | V1 V12 | V2 V23 | V3 V31 | Ve0 Ve | |||
| | 電流I X | I1 | I2 | I3 | Ie | |||
| | 有功功率P | P1 | P2 | P3 | P | |||
| | 無功功率Q | Q1 | Q2 | Q3 | Q | |||
| | 視在功率S | S1 | S2 | S3 | S | |||
| | 功率因數(shù)PF | PF1 | PF2 | PF3 | PF | |||
| | 有功電能Wh | | | | Wh | |||
| | 無功電能Qh | | | | Qh | |||
| | 零序電流I0 | | | | I0 | |||
| | 頻率Hz | F | ||||||
| 注： | | | ||||||
| l V1/V2/V3/Ve0：相電壓 | V12/V23/V31/Ve：線電壓 | | ||||||
| l PF1/PF2/PF3：對應(yīng)于測量元件 | PF：對應(yīng)于全部測量元件 | | ||||||
| l Io：零序電流（僅三相四線系統(tǒng)） | | | ||||||
| l 電能／功率因數(shù)準(zhǔn)確度范圍 | 功率因數(shù) | COS 0.5~1.0（有功電能） | | |||||
| SIN 0.5~1.0（無功電能） | | |||||||
| 電壓 | ＞50V | | ||||||
| 電流 | ＞0.5A | | ||||||
| l RD 讀值／相對誤差 | RG 范圍／滿度誤差（對每一段自動量程范圍） | | ||||||
| | | | | | | | | |
2、 輸入
2.1 量程
| 電壓： | 5~120V/600V（zui大600V） 自動量程切換 |
| 電流： | 0~1A/5A（zui大6A） 自動量程切換 |
2.2 吸收功耗
| 電壓： | ＜0.2VA/600V ＜0.01VA/150V |
| 電流： | ＜0.1VA/5A |
2.3 過載能力
| 電壓： | 750V連續(xù) 1000V 10秒 1200V 3秒 |
| 電流： | 2倍額定連續(xù) 10倍額定30秒 25倍額定2秒 50倍額定1秒 |
2.4 開關(guān)量輸入（遙信）/輸出（遙控）
| 開關(guān)量輸入 （遙信）： | 六路空接點輸入 響應(yīng)時間50ms |
| 開關(guān)量輸出 （遙控/自控）： | 三路繼電器輸出 常開/常閉雙觸點輸出 觸點負(fù)載能力：5A*通電 出口延時和返回時間可設(shè)定 通訊方式遙控輸出或按設(shè)定條件自動出口 |
2.5 測量系統(tǒng)接線方式
三相四線/三相三線/一相二線或三線/三相平衡，通過鍵盤及串行口軟件設(shè)定選擇。
3 、可編程設(shè)定
| 編程模式： | （口令） |
| 測量系統(tǒng)選擇： | 三相四線/三相三線/一相二線/一相三線/三相平衡 |
| CT，PT變比： | 1~59999 |
| 顯示內(nèi)容： | 換頁時間/畫面選擇 |
| 開關(guān)量輸出（遙控） | （過流、欠壓、斷相）定值、延時時間和返回時間 |
| 通訊： | 波特率：300/600/1200/2400/4800/9600/19200 數(shù)據(jù)位：8或7 校驗位：奇／偶／無校驗位 停止位：1或2 地 址：1~247 通訊規(guī)約：Modbus RTU/Modbus ASCII RS-485／RS232C，在同一時間只能用其中之一 |
| 時鐘： | 年、月、日、時、分、秒、星期 時鐘誤差：0.5秒/24小時 |
| 電能累加復(fù)位： | （口令） |
| 校準(zhǔn)： | （口令） |
4 、絕緣強度
| 對象： | 在輸入／輸出／電源之間 |
| 引用標(biāo)準(zhǔn)： | IEC688－1992 |
| 試驗方法： | AC2KV 1分鐘 漏電流2mA |
5、 電磁兼容
5.1 1.2/50-8/20uS浪涌
| 對象： | 電源、I/O線 |
| 引用標(biāo)準(zhǔn)： | IEC61000－4－5 /IEC61000－4－11 |
| 試驗方法： | 4KV（1.2×50uS） |
5.2 快速瞬變脈沖串
| 對象： | 電源、I/O線 |
| 引用標(biāo)準(zhǔn)： | IEC61000－4－4 |
| 試驗方法： | 電源： 4KV2.5KHz I/O線：2KV 5KHz |
5.3 靜電放電
| 對象： | 電源、I/O線 |
| 引用標(biāo)準(zhǔn)： | IEC61000－4－2 |
| 試驗方法： | 接觸放電；6KV 氣隙放電：8KV |
5.4 射頻電磁場
| 對象： | 設(shè)備本體 |
| 引用標(biāo)準(zhǔn)： | IEC61000-4-3 |
| 試驗方法： | 10V/m中等強度的電磁輻射（如距離不少于1米的手提對講機） |
6、 穩(wěn)定性
| 溫度范圍： | －10~＋50℃ |
| 溫度影響： | 100ppm/℃ |
| *穩(wěn)定性： | ＜0.2％/年 |
7、 工作條件
| 溫度： | －10~＋50℃ |
| 濕度： | 20~95％ 無凝露 |
8 、儲藏條件
| 溫度： | －25~＋75℃ |
| 濕度： | 20~95％ 無凝露 |
9、 工作電源
| 電源電壓： | AC 85~265V 40~70Hz，DC 85~330V（標(biāo)準(zhǔn)） DC 18~90V（可選） |
| 整機功耗： | ＜12W |
10、 重量
| 凈重： | 700g |
| 毛重： | - |
11、 外形尺寸
| 外形尺寸： | 201mm（長）×140mm（寬）×115mm（深） |
| 安裝開孔尺寸： | 175mm×125mm |
12 、端子定義
各端子符號說明如下表
| 編 號 | 符 號 | 意 義 | 備 注 | |||
| 1 | U1 | *路電壓輸入端（Uan或Uab） | 參見后續(xù)各種接線方式下的接線圖 | |||
| 2 | U2 | 第二路電壓輸入端（Ubn） | ||||
| 3 | U3 | 第三路電壓輸入端（Ucn或Ucb） | ||||
| 4 | U0 | 三相四線制接線中線輸入端（Un） | ||||
| 5 | I1＊ | *路電流輸入端（Ia） | 帶＊號端為電流輸入端 | |||
| 6 | I1 | |||||
| 7 | I2＊ | 第二路電流輸入端（Ib） | 帶＊號端為電流輸入端 | |||
| 8 | I2 | |||||
| 9 | I3＊ | 第三路電流輸入端（Ic） | 帶＊號端為電流輸入端 | |||
| 10 | I3 | |||||
| 11 | I0＊ | 零序電流輸入端（I0） | 帶＊號端為電流輸入端 | |||
| 12 | I0 | |||||
| 13 | K1 | *路出口 | 常開觸點 | *路繼電器轉(zhuǎn)換觸點輸出 | ||
| 14 | C1 | 公共端 | ||||
| 15 | B1 | 常閉觸點 | ||||
| 16 | K2 | 第二路出口 | 常開觸點 | 第二路繼電器轉(zhuǎn)換觸點輸出 | ||
| 17 | C2 | 公共端 | ||||
| 18 | B2 | 常閉觸點 | ||||
| 19 | K3 | 第三路出口 | 常開觸點 | 第三路繼電器轉(zhuǎn)換觸點輸出 | ||
| 20 | C3 | 公共端 | ||||
| 21 | B3 | 常閉觸點 | ||||
| 22 | Va,GS | 一路模擬電壓輸入 | -10V -- +10V | |||
| 23 | T2 | RS-232C | 發(fā)送端 | RS-232C通訊接口 | ||
| 24 | R2 | 接收端 | ||||
| 25 | G2 | 信號地 | ||||
| 26 | Power | 輔助電壓輸入（AC 85～265V） （DC 85～330V） | DC 18 – 90V可選 | |||
| 27 | ||||||
| 28 | X1 | *路 | 遙信輸入端 | 遙信以無源空接點形式輸入，接點一端接Xn,另一端連在一起接公共端 | ||
| 29 | X2 | 第二路 | ||||
| 30 | X3 | 第三路 | ||||
| 31 | X4 | 第四路 | ||||
| 32 | X5 | 第五路 | ||||
| 33 | X6 | 第六路 | ||||
| 34 | XV | 遙信輸入公共端 | 隔離+12V電源 | |||
| 35 | G4 | RS-485 | 信號地（需要時接信號地） | RS-485一般不需接信號地 | ||
| 36 | A+ | 正極性端 | ||||
| 37 | B- | 負(fù)極性端 | ||||
| 38 | GS | 儀表設(shè)定RS-232C | 信號地 | 廠家保留，生產(chǎn)調(diào)試用 | ||
| 39 | TS | 發(fā)送端 | ||||
| 40 | RS | 接收端 | ||||
| 41 | Ground | 接大地（有條件時將此端可靠接大地） | | |||
| | | | | | | |
三. 工作原理
1.工作原理
YW2100由測量、顯示、控制、通訊接口和電源等部分組成。
測量部分由精密小型電壓互感器、精密小型電流互感器（輸入：0~600V、0~5A）及前置信號處理電路構(gòu)成，從中獲取電壓、電流、頻率、相位等實時數(shù)據(jù)；顯示部分采用高品質(zhì)的液晶（LCD）顯示模塊，每屏可以顯示8×4個漢字（16×16）或128×64個像素的圖形；控制部分以16位高性能單片機為核心，配以多路A/D，實時時鐘，以及容錯電路等外圍芯片；接口部分采用RS-485和RS-232C接口，用于和上位機實時通信。電源部分采用高頻開關(guān)電源，使得儀器更加節(jié)能，更能適應(yīng)各種不同的電源電壓環(huán)境。
軟件主要實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)計算、開關(guān)量輸入輸出控制、參數(shù)設(shè)定、電能累加、各部分的管理、異常情況的判斷處理、人機界面等功能。由于軟件量較大、功能復(fù)雜，因此程序采用了*的編程理念：功能模塊化，結(jié)構(gòu)格式化，任務(wù)簡單化，時間多元化。具有多種優(yōu)點：程序維護簡單，流程清晰明了，事件并行處理，響應(yīng)快速有效。
為了提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，內(nèi)部裝有高穩(wěn)定度基準(zhǔn)源，溫度監(jiān)測及采用軟硬件冗余等容錯技術(shù)；為了提高整機的抗*力，采取了多項電磁兼容保護措施，確保在惡劣的工作環(huán)境下也能安全工作。
2.硬件框圖：
3. 軟件框圖：
4. 測量參數(shù)表示方法及計算公式：
4.1 電壓
| 相電壓 | V1 V2 V3 | Vn= |
| 線電壓 | V12 V23 V31 | Vij= | - | |
| 平均相電壓 | Ve | Ve= （V1+V2+V3）/3 |
| 平均線電壓 | Ve0 | Ve0= （V12+V23 +V31）/3 |
4.2 電流
| 相電流 | I1 I2 I3 I0 | In= |
| 平均相電流 | Ie | Ie= （I1+I2+I3）/3 |
4.3 有功功率
| 單相有功 | P1 P2 P3 | Pi = Vi×Ii×PFi即Vi×Ii×cosφi |
| 總有功功率 | P | P= P1+P2 +P3 |
4.4 無功功率
| 單相無功 | Q1 Q2 Q3 | Qi = Vi×Ii×sinφi |
| 總無功功率 | Q | Q= Q1+Q2 +Q3 |
4.5 視在功率
| 單相視在 | S1 S2 S3 | Sn= |
| 總有功功率 | S | S= S1+S2 +S3 |
4.6 功率因數(shù)
| 相功率因數(shù) | PF1 PF2 PF3 | 傅立葉葉變換求 cosφi和sinφi | PF的正負(fù)號 =P×Q的正負(fù)號 |
| 總功率因數(shù) | PF | PF= P/S |
4.7 電能
| 有功電能 | +Wh -Wh | Wh=∑（P×t） | t≤1mS |
| 無功電能 | +Qh -Qh | Qh=∑（Q×t） |
4.8 頻率
| 頻率 | F | F=1/T | 分辨率為0.8uS |
