DPA系列功角監(jiān)測(cè)儀主要型號(hào)為：DPA-2功角監(jiān)測(cè)儀；DPA-3功角監(jiān)測(cè)儀；DPA-4功角監(jiān)測(cè)儀

DPA-2功角監(jiān)測(cè)儀用戶手冊(cè)

一、簡(jiǎn)介

DPA-2，是一種具有LED顯示、變送輸出、數(shù)字通訊等功能的智能功角監(jiān)測(cè)儀。DPA-2具備以下特點(diǎn)：

1.接入轉(zhuǎn)速信號(hào)、定子電壓，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功角

2.兼容1:1、1:60兩種轉(zhuǎn)速信號(hào)

3.功角變送輸出（4-20mA）;功角過(guò)限報(bào)警輸出

4.監(jiān)測(cè)定子電壓、定子電流、有功功率、無(wú)功功率等發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)

5.RS-485（MODBUS）通訊

6.現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法接入轉(zhuǎn)速信號(hào)時(shí)，可啟用計(jì)算功角

DPA-2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功角，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)不具備實(shí)測(cè)功角條件時(shí)，可以顯示計(jì)算功角。功角的模擬量輸出4-20mA信號(hào)可以接入現(xiàn)場(chǎng)RTU，通過(guò)RTU進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。也可通過(guò)MODBUS協(xié)議向其他系統(tǒng)提過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

DPA-2還實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)定子電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等參數(shù)。

二、技術(shù)參數(shù)

2.1 測(cè)量參量

2.2 準(zhǔn)確度

2.3 輸入

注*：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)CT的二次值，確定電流通道的標(biāo)稱輸入，AC5A或AC1A。取標(biāo)稱輸入的1.2倍為量程。

2.4 報(bào)警節(jié)點(diǎn)

12A,125VAC;

2.5 電壓信號(hào)接線方式

三相三線制

2.6 通訊 

串行口：RS-485，MODBUS協(xié)議

2.7 顯示方式

4位LED數(shù)碼顯示

2.8 絕緣強(qiáng)度（在輸入／機(jī)殼 / 電源之間）

引用標(biāo)準(zhǔn)：IEC688－1992

試驗(yàn)方法：AC2kV 1分鐘 漏電流2mA

2.9 穩(wěn)定性

溫度范圍：－10～＋50℃

溫度影響：100ppm/℃

長(zhǎng)期穩(wěn)定性：＜0.2％/年

2.10 工作條件

溫度：－10～＋50℃

濕度：20～95％ 無(wú)凝露

2.11 儲(chǔ)藏條件

溫度：－25～＋75℃

濕度：20～95％ 無(wú)凝露

2.12 工作電源

電源電壓：AC 198～242V 40～70Hz；DC110-220V

整機(jī)功耗：＜ 5W

2.13 重量

凈重：1.5kg

2.14 外形尺寸

外形尺寸(mm)：160(長(zhǎng))×84(寬)×320(深)

安裝開(kāi)孔尺寸(mm)：150×75

三、外型、端子定義及安裝開(kāi)孔尺寸

外形尺寸圖

推薦安裝開(kāi)孔尺寸

后面板端子示意圖

I_A+/I_A-：A相電流輸入端

I_B+/I_B-：B相電流輸入端

I_C+/I_C-：C相電流輸入端

U_A/U_B/U_C：A相、B相、C相電壓輸入端，電壓為“△”接法。

U_d+/U_d-：轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端

G/N/L：設(shè)備工作電源輸入端

RS485-A/B：485信號(hào)輸出端

1/60：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)生的脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)。詳情請(qǐng)參見(jiàn)第5章

允許/禁止：參數(shù)設(shè)置的允許或者禁止開(kāi)關(guān)。具體設(shè)置方法請(qǐng)參見(jiàn)4.3。

T1+ / T1- ：變送輸出（4-20mA），對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)功角(4 mA對(duì)應(yīng)0°,20 mA對(duì)應(yīng)90°) 。

K1+ / K1- ：報(bào)警輸出（繼電器節(jié)點(diǎn)），對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)功角。

四、操作說(shuō)明

4.1 前面板說(shuō)明

    主 LED：4位，顯示被測(cè)參量值；設(shè)置時(shí)顯示設(shè)置值

    輔 LED：2位，設(shè)置時(shí)顯示設(shè)置項(xiàng)序號(hào)

    參量指示燈：指示當(dāng)前主LED、光柱顯示的參量

    按鍵 ：操作見(jiàn)本手冊(cè)后續(xù)部分

4.2 切換顯示參量

主LED窗口顯示參量值，指示燈指示當(dāng)前顯示參量。顯示刷新頻率1Hz-10Hz可設(shè)，顯示方式可設(shè)置為固定方式或巡顯方式，詳見(jiàn)5.3.2。

在固定顯示方式時(shí)，按或鍵，可以切換顯示的參量。

在固定顯示方式時(shí)，按鍵，進(jìn)入巡顯方式，按設(shè)定的周期自動(dòng)切換顯示參量，循環(huán)顯示；處于巡顯方式時(shí)，按鍵，則退出巡顯方式。

儀器在開(kāi)機(jī)后即進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)（處于非設(shè)置狀態(tài)時(shí)，詳見(jiàn)5.3.1），按上次關(guān)機(jī)前的方式顯示，如上次關(guān)機(jī)時(shí)儀器處于巡顯方式，則開(kāi)機(jī)后就進(jìn)入巡顯方式。

4.3 參數(shù)設(shè)置

4.3.1 設(shè)置方法

儀器內(nèi)部保存了運(yùn)行所需的參數(shù)，這些參數(shù)是斷電保護(hù)的。儀器提供了通過(guò)前面板設(shè)置這些參數(shù)的方法。

首先將后面板“設(shè)置”開(kāi)關(guān)撥至“允許”位，然后按前面板鍵，此時(shí)儀器進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。

在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)，輔LED顯示設(shè)置項(xiàng)的序號(hào)，序號(hào)與設(shè)置項(xiàng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系請(qǐng)參照5.3.2；主LED窗口顯示設(shè)置項(xiàng)的值，閃動(dòng)位指示光標(biāo)所在位。

在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)，按鍵的操作定義如下：

 切換設(shè)置項(xiàng)到下一項(xiàng)

 右移光標(biāo)

 左移光標(biāo)

光標(biāo)所在位的值增1

光標(biāo)所在位的值減1

設(shè)置完成后，將后面板“設(shè)置”開(kāi)關(guān)撥至“禁止”位，然后按前面板鍵，儀器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。

注意：

1. 一個(gè)設(shè)置項(xiàng)的值被改變后，必須按一次鍵，將設(shè)置項(xiàng)切換，才能覆寫(xiě)該設(shè)置項(xiàng)的內(nèi)部參數(shù)，使得設(shè)置生效。

2. 運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)使后面板“設(shè)置開(kāi)關(guān)”處于“禁止”位，否則儀器開(kāi)機(jī)后將進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。

3. 設(shè)置項(xiàng)是儀器運(yùn)行的重要參數(shù)，請(qǐng)?jiān)O(shè)置后注意檢查。

4.3.2 設(shè)置項(xiàng)

注：

地址：儀表的MODBUS通訊地址，同一總線上的儀表，地址不能重復(fù)。出廠時(shí)設(shè)定的地址見(jiàn)調(diào)試報(bào)告。

小數(shù)位數(shù)：用于確定參量顯示時(shí)取小數(shù)的位數(shù)，這個(gè)設(shè)置值應(yīng)不使得顯示位數(shù)過(guò)限（儀表LED的位數(shù)）。

變比：儀表外接PT、CT的變比。為簡(jiǎn)化輸入，此處的輸入值取PT、CT變比的一次值；約定分別取100V、5A/1A作為變比的二次值。

如，對(duì)于定子電壓，輸入15，則其含義是外接PT的變比為15kV/100V。

又如，對(duì)于標(biāo)稱輸入為AC1A的DPA-2，如果定子電流變比輸入28，則其含義是外接CT的變比為28kA/1A。

又如，對(duì)于標(biāo)稱輸入為AC5A的DPA-2，如果定子電流變比輸入12，則其含義是外接CT的變比為12kA/5A。

當(dāng)實(shí)際的CT二次值不符合DPA-2的標(biāo)稱輸入值時(shí)，此處的輸入值應(yīng)換算得出：

輸入值 = （變比一次值 / 變比二次值）× 標(biāo)稱輸入值

如，標(biāo)稱輸入為AC5A的DPA-2，外接的CT的變比為12kA/1A，則交流電流變比值應(yīng)輸入（12/1）* 5 = 60。

特別地，如果沒(méi)有外接CT，或者要求儀表顯示二次值，則變比值應(yīng)輸入儀表的標(biāo)稱輸入值，5/1(A)。

4.4 功角初始角

為了準(zhǔn)確測(cè)量功角，應(yīng)在一定條件下確定功角的初始角。確定初始角的條件：

1. 用于測(cè)量功角的定子電壓、轉(zhuǎn)速信號(hào)已正確接線

2. 儀器顯示的轉(zhuǎn)速、實(shí)測(cè)功角值穩(wěn)定、有效（無(wú)效時(shí)儀器顯示值為"F"）

3. 發(fā)電機(jī)已定速、未并網(wǎng)，定子電壓在額定值范圍內(nèi)

確定初始角的操作是：首先將后面板“設(shè)置”開(kāi)關(guān)撥至“禁止”位，然后同時(shí)按前面板鍵、鍵，儀表將當(dāng)前的功角值歸零，并保存初始角。

初始角應(yīng)嚴(yán)格地在限定條件下確認(rèn)，一經(jīng)確認(rèn)不應(yīng)再操作；不應(yīng)手動(dòng)修改初始角值（設(shè)置項(xiàng)第14項(xiàng)）。確認(rèn)后不應(yīng)改變轉(zhuǎn)速信號(hào)的接線。

如果未能在正確的條件下進(jìn)行初始角的初始化操作，則在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下可以通過(guò)計(jì)算發(fā)電機(jī)功角，并手動(dòng)設(shè)置初始角。這是一種補(bǔ)救措施。具體操作請(qǐng)聯(lián)系廠家技術(shù)人員。

4.5 極對(duì)數(shù)

  對(duì)于部分水輪機(jī)組，其轉(zhuǎn)子上的測(cè)速齒輪盤(pán)的齒數(shù)與其極對(duì)數(shù)相同，此時(shí)應(yīng)將極對(duì)數(shù)輸入對(duì)應(yīng)的設(shè)置項(xiàng)（參見(jiàn)4.3.2）。

  例如，某水輪機(jī)組的極對(duì)數(shù)為28，額定轉(zhuǎn)速為107.1rpm，其安裝于轉(zhuǎn)子上的齒輪盤(pán)的齒數(shù)也是28。此時(shí)，應(yīng)將儀表的“極對(duì)數(shù)”項(xiàng)設(shè)置為28，并將儀表后面上的轉(zhuǎn)速信號(hào)類型選擇開(kāi)關(guān)撥至1:1處。在運(yùn)行時(shí)，儀表接收到的轉(zhuǎn)速信號(hào)，是每分鐘發(fā)生107.1×28 = 3000個(gè)脈沖，儀表使用極對(duì)數(shù)（28）計(jì)算：3000 / 28 = 107.1rpm，得到了機(jī)組實(shí)際的轉(zhuǎn)速。

  對(duì)于額定轉(zhuǎn)速為3000rpm的火電機(jī)組，此項(xiàng)應(yīng)設(shè)置為1，然后再選擇轉(zhuǎn)速信號(hào)的類型（1:1或1:60），參見(jiàn)第5章。設(shè)置的極對(duì)數(shù)值，不影響功角的計(jì)算。

4.6 啟用I_B計(jì)算值

在無(wú)法接入B相電流時(shí)，可以啟用I_B計(jì)算值功能，通過(guò)接入的A相電流和C相電流計(jì)算出B相電流。

五、轉(zhuǎn)速信號(hào)

儀表接入的轉(zhuǎn)速信號(hào)，需要預(yù)先確定其類型：

5.1 1:1信號(hào)

這種信號(hào)通常來(lái)自汽輪機(jī)的測(cè)速信號(hào)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)?；跍y(cè)速傳感器類型的不同，脈沖信號(hào)的特性有所區(qū)別。

5.2 1：60信號(hào)

這種信號(hào)來(lái)自60齒的齒輪盤(pán)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周發(fā)出60個(gè)正弦電壓信號(hào)。正弦電壓信號(hào)的峰峰值高于1.0V即可正常測(cè)量

在儀表的后面板，安裝有轉(zhuǎn)速信號(hào)類型選擇的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)位置應(yīng)按實(shí)際接入信號(hào)的類型。如果儀表顯示轉(zhuǎn)速值、功角異常（顯示“F”或不穩(wěn)定），則應(yīng)確認(rèn)轉(zhuǎn)速信號(hào)是否符合要求。

以上的兩種轉(zhuǎn)速信號(hào)，基本覆蓋了火電機(jī)組的情況。對(duì)于水輪機(jī)組，或不符合以上兩種情況的轉(zhuǎn)速信號(hào)，請(qǐng)參見(jiàn)4.5極對(duì)數(shù)一節(jié)。

六、計(jì)算功角原理

在無(wú)法接入轉(zhuǎn)速信號(hào)時(shí)，功角可以用計(jì)算功角替代。

   ……   (1)

公式（1）是計(jì)算功角的公式。式中：

P：發(fā)電機(jī)有功功率，單位為MW

Q：發(fā)電機(jī)無(wú)功功率，單位為Mvar

U_BC:發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，單位為kV

X_q:機(jī)組飽和電抗值。如果無(wú)此參數(shù)，可按X_q = 0.9X_d取值 

啟用計(jì)算功角，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，而且X_q值需要正確寫(xiě)入。請(qǐng)參見(jiàn)4.3節(jié)參數(shù)設(shè)置。

七、報(bào)警信號(hào)

當(dāng)d_G超過(guò)設(shè)置的限值時(shí)，儀表將發(fā)出對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。限值的設(shè)置參見(jiàn)4.3節(jié)參數(shù)設(shè)置。

報(bào)警信號(hào)發(fā)出10秒后將停止，之后將阻塞10分鐘。阻塞時(shí)間之后，如果d_G依然處于過(guò)限狀態(tài)，則會(huì)再次報(bào)警。

限值設(shè)為0，則禁止了報(bào)警功能。

八、通訊說(shuō)明

  8.1 通訊功能簡(jiǎn)介：

DPA-2具備一路RS485接口。通訊采用MODBUS- RTU協(xié)議，便于現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)使用, 可與 RTU、PLC及多種工控組態(tài)軟件（組態(tài)王Synall、Intouch）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。

8.2 RS485接線方法

DPA-2儀表通訊口使用特征阻抗為120Ω的屏蔽雙絞線連接,連接到RS485網(wǎng)絡(luò)上。推薦上圖的接線方式；總線兩端應(yīng)接匹配電阻（120Ω）。最大電纜長(zhǎng)度1200米。

8.3 地址和波特率設(shè)置

  同一總線上的多臺(tái)DPA-2，應(yīng)擁有不相同的地址值。地址值范圍001~255；波特率要和主站設(shè)置的一致?？梢栽?200，2400，4800，9600，19200中選擇。如果通訊距離較長(zhǎng)，無(wú)法建立通訊，應(yīng)該降低波特率。

8.4 ModBus基本規(guī)則

RS-485通訊遵照主/從方式。數(shù)據(jù)可以在一個(gè)主站和64個(gè)子站（DPA-2）之間傳遞。

u 主站初始化和控制在RS-485通訊回路上傳遞的所有信息。

u 任何一次通訊都不能從子站開(kāi)始。

u 在RS-485回路上的所有通訊都以“信息幀”方式傳遞。

u 如果主站或子站接收到含有未知命令的信息幀，則不做響應(yīng)。

8.5 字節(jié)格式

通訊傳輸為異步方式，并以字節(jié)為單位。 在RS-485線路上傳遞的每一個(gè)字節(jié)都是10位的串行數(shù)據(jù)流：

8.6 DPA-2通訊規(guī)約

當(dāng)通訊命令發(fā)送至儀表時(shí)（下行），符合相應(yīng)的地址碼的設(shè)備接收通訊命令，讀取信息，如果沒(méi)有出錯(cuò)，則執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)；然后把執(zhí)行結(jié)果返送給發(fā)送者（上行）。

  下行幀格式：

  上行幀格式：

注* ：延時(shí)時(shí)間，按設(shè)定波特率，至少等于傳輸4個(gè)字節(jié)的時(shí)間

  地址碼（ADDR）：

主機(jī)發(fā)送的信息幀，地址碼表明目的子機(jī)；子機(jī)發(fā)送的信息幀，地址碼表明發(fā)送者的地址。

  功能碼（CS）：

主機(jī)發(fā)送的信息幀，功能碼告訴子機(jī)執(zhí)行什么動(dòng)作；子機(jī)響應(yīng)的信息幀，功能碼與主機(jī)發(fā)送來(lái)的功能碼一樣，并表明子機(jī)已響應(yīng)主機(jī)進(jìn)行操作。如果子機(jī)發(fā)送的功能碼的最高位是1（功能碼＞127），則表明子機(jī)沒(méi)有響應(yīng)或出錯(cuò)。

DPA-2功能碼：

  數(shù)據(jù)區(qū)字節(jié)數(shù)（LEN）：

僅上行幀包含此段。

  數(shù)據(jù)區(qū)（DATA）：

由主機(jī)發(fā)送的讀命令（03H）信息幀的數(shù)據(jù)區(qū)，包含需要回送的數(shù)據(jù)的信息，包括寄存器的起始地址及讀取長(zhǎng)度（寄存器個(gè)數(shù)）；子機(jī)應(yīng)答信息幀的數(shù)據(jù)區(qū)給出了寄存器的內(nèi)容。

由主機(jī)發(fā)送的寫(xiě)開(kāi)出量命令（06H）信息幀的數(shù)據(jù)區(qū)，包含指定儀表開(kāi)出量狀態(tài)的信息；子機(jī)應(yīng)答信息幀的數(shù)據(jù)區(qū)包含同樣信息。

  錯(cuò)誤校驗(yàn)碼（CRC）：

主機(jī)或子機(jī)可用校驗(yàn)碼進(jìn)行判別接收信息是否出錯(cuò)。錯(cuò)誤校驗(yàn)碼采用冗余循環(huán)校驗(yàn)碼（CRC）。校驗(yàn)碼包含2個(gè)字節(jié)，即16位二進(jìn)制。CRC碼由發(fā)送端計(jì)算，放置于發(fā)送信息的尾部。接收端的設(shè)備再重新計(jì)算接收到信息的CRC碼，比較計(jì)算得到的CRC碼是否與接收到的相符，如果二者不相符，則表明出錯(cuò)。

  CRC碼的計(jì)算步驟為：

1、置16位寄存器為十六進(jìn)制FFFF（即全為1）。稱此寄存器為CRC寄存器。

2、把一個(gè)8位數(shù)據(jù)與16位CRC寄存器的低位相異或，把結(jié)果放于CRC寄存器。

3、把寄存器的內(nèi)容右移一位（朝低位），用0填補(bǔ)最高位，檢查最低位（移出位）。

4、如果最低位為0：重復(fù)第3步（再次移位）。

如果最低位為1：CRC寄存器與多項(xiàng)式A001（1010 0000 0000 0001）進(jìn)行異或。

5、重復(fù)步驟3和4，直到右移8次，這樣整個(gè)8位數(shù)據(jù)全部進(jìn)行了處理。

6、重復(fù)步驟2到步驟5，進(jìn)行下一個(gè)8位的處理。

7、最后得到的CRC寄存器即為CRC碼，低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。

8.7 出錯(cuò)處理

接收到的信息如有CRC錯(cuò)誤，則將被DPA-2忽略。

當(dāng)DPA-2檢測(cè)到了CRC碼出錯(cuò)以外的錯(cuò)誤時(shí)，將向主機(jī)回送信息幀。子機(jī)返送給主機(jī)的功能碼，是將錯(cuò)誤信息幀的功能碼邏輯或80H。以下的這些代碼表明有意外的錯(cuò)誤發(fā)生。

錯(cuò)誤報(bào)告信息幀格式

DPA-2定義的錯(cuò)誤碼

8.8 信息幀（03H）格式舉例：

DPA-2的模擬量寄存器以2字節(jié)為基本單位。

例如：子機(jī)地址為01，起始地址0034的3個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)為：

  主機(jī)發(fā)送：

  子機(jī)響應(yīng)：

8.9 數(shù)據(jù)變換

從DPA-2輸出的模擬量數(shù)據(jù)，都被規(guī)范成2個(gè)字節(jié)整數(shù)。

8.10 寄存器地址定義

  功能碼03H所映射的數(shù)據(jù)區(qū)：

注意：

i.讀取的數(shù)據(jù)（03H），是以“Big Endianness”形式存儲(chǔ)的，Windows平臺(tái)的應(yīng)用程序獲得這些數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ittle Endianness后再使用。

ii.電能數(shù)據(jù)占4字節(jié)。當(dāng)讀取電能數(shù)據(jù)時(shí)，或一次讀取多個(gè)數(shù)據(jù)，且起點(diǎn)或終點(diǎn)落入電能寄存器區(qū)間時(shí)，應(yīng)留意命令幀（03H）的“起始地址”、“讀取寄存器數(shù)”。對(duì)于每個(gè)電能數(shù)據(jù)，“讀取寄存器數(shù)”應(yīng)為2 ，“起始地址”應(yīng)指向項(xiàng)電能的高位字，如指向低位字，則上傳的數(shù)據(jù)無(wú)意義。

九、訂貨說(shuō)明

訂貨時(shí)，如無(wú)特殊說(shuō)明，儀表按本手冊(cè)技術(shù)參數(shù)配置；

以下參數(shù)可按用戶需求定制：

u 串口類型：RS485 或 RS232

u 通訊協(xié)議（須用戶提供詳盡資料）

u 通道類型

u 通道量程

   用戶最好能夠提供以下參數(shù)，以便減少用戶對(duì)儀表設(shè)置的工作量：

u PT變比

u CT變比

u 交流電壓、交流電流、有功功率、無(wú)功功率額定值（或標(biāo)稱值）

裝置采用紙箱包裝，內(nèi)襯防震泡沫及防水塑料袋。

裝箱資料：出廠調(diào)試報(bào)告、合格證、用戶手冊(cè)