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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
。