1 概述

 WPQ1000 型電能質量監測儀是一種網絡式、多通道、高性能、高精度、數字和模擬采 樣兼容的在線式電能質量監測裝置。它具有自動測量、計量、彩色液晶圖形、表格數據、 波形圖、矢量圖、柱型圖等顯示、智能統計分析、多事件報警及記錄、大容量監測數據存 儲和網絡數據通信功能,是融合了監測、控制、計量，服務一體化的新型數字化在線監測 裝置。

 裝置采用 CPU 多核架構，并采用模塊化設計，可同時監測 8 條回路信號，數字采樣可 接入最高 256 點/周波采樣的合并單元輸出，模擬采樣最高可達 1024 點/周波。每條回路 支持最大 16G 的超大容量數據存儲，并且支持雙數據備份。裝置充分考慮了數字化變電站 的需求，從軟件、硬件上均滿足 IEC 61850 標準的要求。雙以太網設計，采用本地組網方 式實現了多主站的要求。

2 主要功能及技術參數

 2.1 工作原理 

電能質量監測儀采用層次清晰的模塊化設計方案：背板高速 USB HUB 總線連接方式 組成的多測控系統+主控系統，將 DSP 高速數字信號處理功能和嵌入式系統穩定可靠的管 理功能完善結合；數字測量單元通過光纖采集合并單元信號，由 DSP 完成對基本電參量、 諧波、閃變、事件判斷、數據統計、遙信遙控等的測量與分析工作。計算數據通過高速 USB 通信接口以組網方式和管理單元進行數據交換；管理層采用先進的 32 位嵌入式處理 器和穩定的 LINUX 嵌入式操作系統組成，主要完成顯示、存儲、對時、通信以及板間軟同 步等工作。

2.2 系統結構

WPQ1000 型電能質量監測儀原理框圖如圖所示。

按照印制板的分布來講系統分為 5 大功能單元：數字化測量單元、模擬測量單元、主控單元、背板接口單元、電源單元。

 2.3 主要功能

 2.3.1 多種采樣率 數字化采樣兼容 3 種采樣點計算，分別是每周波 80 點、200 點和 256 點，根據設置 選擇相應的采樣點工作模式。 模擬采樣兼容 3 種采樣點，分別是每周波 256 點，512 點和 1024 點。 2.3.2 計量功能 計量分相及總的正反向有功和無功電量；另正向無功電量可選擇象限Ⅰ＋Ⅱ或Ⅰ＋Ⅳ 方式。

 2.3.3 電能質量監測 ? 電能質量 5 項國標監測

WPQ1000 提供對電壓偏差，頻率偏差，諧波，三相不平衡度以及波動閃變 5 項指標進 行監測。

電壓、電流、頻率和功率測量 WPQ1000 提供各相電壓、電流的測量，總及各相有功功率、無功功率、功率因數、視 在功率、無功象限及電網頻率。根據需要也可以計算出三相三線制時各線對虛擬中點的電 參量值。有功功率和無功功率的數據顯示精度為四位整數和三位小數。

 ? 諧波分析 電流和電壓信號實時進行 FFT 變換處理，可給出 2~63 次電壓、電流諧波分量的幅值、 相位等測量值以及對應的分辨率為 5HZ 的間諧波，諧波精度達到 A 級標準，所有的諧波 信息可以通過液晶顯示屏進行顯示，也可通過通信口將相關的諧波數據讀出，同時，電壓 與電流諧波還可分別以數值表與柱方圖的方式進行展示。諧波數據符合 GB/T 14549-93《電 能質量 公用電網諧波》要求。

 ? 事件 WPQ1000 對監測線路監測包括穩態事件和暫態事件兩大類事件。穩態包括長期停電， 電壓偏差越限、頻率偏差越限、諧波電壓含有率越限，諧波電流含量越限，電壓諧波總畸 變率，電壓不平衡度越限，長時閃變越限和長期停電事件進行監測。 WPQ1000 提供對監測線路的電壓短時中斷、電壓驟升、和電壓驟降等暫態事件和瞬 態事件的分析。 當發現其中的一項或多項事件發生時，監測儀面板上的事件報警燈閃爍，并根據用 戶設置來決定是否輸出事件報警，且可以從監測儀端的 LCD 顯示界面的事件查詢菜單項查 詢當前正在發生的事件。當事件結束時，事件將被存儲。其中，穩態事件總覽如下表：

錄波功能

WPQ1000 提供 4 種錄波功能，分別是暫態錄波、瞬態錄波、召喚錄波、開關變位觸 發錄波。暫態事件的發生將觸發監測儀對半波有效值和采樣點數據進行錄波。瞬態事件觸 發對采樣點數據進行錄波。召喚錄波需要主動設置錄波起始時間和持續時間。開關變位錄 波是根據 IO 的狀態檢測判斷是否錄波。監測儀通過網絡將這四種錄波數據上報至主臺。 主臺可將錄波數據抄至主臺端分析，錄波格式為 comtrade 格式。  

錄波時間 暫態事件和瞬態事件可以對事件前、后的周波個數進行設置。瞬態持續時長不會超過 1 個周波。暫態事件含半波有效值與采樣點兩部分，默認情形下，半波有效值進行事件錄 制，采樣點錄制從事件前 5 個周波開始一直到事件后 5 個周波（前后可設置最大 20 個周 波），最長可錄制一分鐘的采樣點數據，也可以根據需要只錄事件兩頭的采樣點。

2.3.4 數據通信與 IO ? Modbus 協議通訊 主臺軟件通過管理單元后面板的 9 針 RS232 接口或 RS485 接口可與監測儀建立 RS232 或者 RS485 連接，也可通過以太網通訊。該協議支持獲取監測儀的實時數據。

  串口 B 碼報文對時 主臺軟件通過管理單元后面板的 RS485 接口可與監測儀建立 RS485 連接。該協議支 持監測儀的秒級時間校準。注意：在接入時，RS485 的 A 和 B 需交換接入，從而完成正 確對時。

  報警輸出 當有新的事件產生時，監測儀通過測量單元后面板的 DO1 向外輸出報警信號。報警 信號的輸出形式可根據客戶要求進行具體定制。 事件報警并非條件輸出，可以只針對客戶關注的事件進行報警輸出。具體設置請參 考：系統設置->事件過濾設置。 監測儀同時會關注自身的工作狀態，如網絡、存儲設備、測量單元等構件出現異常 時，監測儀通過邏輯單元后面板的 DO2 向外輸出報警信號。報警信號的輸出形式可根據 客戶要求進行具體定制。

  開關量輸入 監測儀會監測外部開關信號，當開關發生變位時，可以選擇觸發開關變位錄波功能。

  指示燈 監測儀前面板擁有四個指示燈，從上往下分別是運行電源指示燈、運行指示燈、故 障指示燈、事件指示燈。 運行燈：監測儀處于運行狀態時閃爍，否則常滅。 故障燈：監測儀出現故障時閃爍，否則常滅。

事件燈：監測儀檢測到線路事件時閃爍，否則常滅。 電源燈：監測儀上電后常亮。

 2.3.5 歷史數據功能 WPQ1000 監測儀存儲的數據有：穩態事件數據，穩態平均值數據，穩態合格率數據， 穩態極值數據，穩態 95%概率值數據，暫態事件文件，暫態錄波數據，其中穩態數據存儲 時間間隔可設置。平均值數據，極大值數據，極小值數據，95%概率值數據的默認存儲時 間間隔為 3 分鐘。閃變數據的默認存儲間隔為 10 分鐘。頻率合格率數據，電壓合格率數 據的默認存儲時間間隔為 24 小時。 除此之外，監測儀還分別對各項數據進行天統計與存儲。

 2.3.6 Web 功能 WPQ1000 內嵌 Web 服務器，可通過通用瀏覽器訪問監測儀，在瀏覽器的地址欄上輸入 監測儀的 IP 地址，就能在瀏覽器端查看監測儀的基本信息，實現監測儀的參數設置，觀 察實時數據，事件查看和波形文件下載的功能。

 2.3.7 IEC61850 MMS 服務 WPQ1000 可以支持 IEC61850 MMS 服務。如果您現場通訊需要使用 WPQ1000 的 IEC61850 MMS 服務，您需要在訂貨時提出，并在合同上注明，同時提供您希望的建模要 求。否則您購買的產品是按照國網最新發布的企業標準來建模的。 IEC61850 建模規范， 請參考國網企業標準 Q/GDW1650.3-2014《電能質量監測技術規范 第 3 部分：通信協議》。

 2.3.8 PQDIF 文件生成 WPQ1000 實現了在設備上定時按小時、按日、按周對設備歷史數據進行 PQDIF 格式 轉換并在本地生成后綴名為“.pqd”的文件，您可以通過 WPQ1000 自帶的 WEB 功能對所生 成的 PQDIF 文件進行下載，PQDIF 文件可使用第三方軟件進行解析和查看。您還可以通過 設置設備自帶的FTP 功能實現對所生成的 PQDIF 文件進行自動上傳到指定的 FTP 服務器的 指定目錄。

2.4 技術參數

3 外觀、尺寸、安裝及使用

 3.1 外形和布局 

3.1.1 面板布局

圖 3(c)WPQ1000 后面板（模擬測量）示意圖

3.2 安裝說明 WPQ1000 電能質量監測儀為 4U 標準工業機箱，可安裝在標準配電表屏上，如圖 2-1 所示，按以下步驟安裝終端。 

1〉 在電表屏上選擇易于操作的位置，拆下一個機位的擋板。

 2〉 將終端沿著導軌推入表屏，并擰緊左右兩邊的固定螺釘。 

3〉 按要求將各接線端子接入終端，詳細方法見第 2.2 節~第 2.5 節。 

4〉 監測儀上電，開始參數設置和調試工作。 

警告： 請嚴格按照電力部門的有關操作規程及本終端操作說明來安裝，并且終端不能沾水， 以免引起人員傷害或設備損毀。

注意： 根據實際安裝情況，把手和墊腳可以取掉。

 3.2.1 模擬測量單元接線圖 

(1)三相三線電壓電流接入方法 依照圖 5(a)所示接線方式進行接線。

(2) 三相四線電壓電流接入方法

 依照圖 5(b)所示接線方式進行接線

3.2.2 數字測量單元接線圖 

依照圖 6 所示接線方式進行接線

3.2.4 電源單元接線圖

3.3 開機與關機 開機：按下電源開關至“ON”位置。 關機：按下電源開關至“OFF”位置。

 3.4 設備自檢 監測儀將實時檢測網絡功能、存儲部件、各測量單元的工作狀態，若發現異常則根據 設置發送報警輸出信號，相關設置請參考參數設置之故障過濾設置。自檢信息包含兩個方 面的內容，其中

 A． DSP 自檢信息 反映了各測量單元模塊的工作狀態、程序版本及構建日期。

 B． MCU 自檢信息 反映了邏輯單元板上的硬盤容量與狀態、內存容量、網絡與文件系統狀態，同 時也顯示了 MCU 的軟件版本。

4 注意事項 4.1 WPQ1000 參數設置注意事項 WPQ1000 參數可以通過主臺軟件和監測儀進行設置。 

（1） 參數設置將導致測量單元復位，丟失兩個三秒實測值。 

（2） 隨意更改監測儀的系統時間容易導致數據存儲與統計混亂。

 （3） 隨意重啟終端有可能產生少量數據存儲冗余。 

警告： ? 必須嚴格按照電力部門的有關規定及操作說明安裝電能質量監測儀； ? 必須嚴格按照本說明書接線說明對電能質量監測儀進行接線； 

? 禁止非專業人員對電能質量監測儀進行操作； ? 禁止帶電對電能質量監測儀進行裝卸、移動等操作，以免引起人員傷害及設 備損毀；

 ? 禁止用濕手操作電能質量監測儀，以免引起觸電； 

? 建議在產品的電源輸入端以及加裝合適的空氣開關，接線示意圖如下：

4.2 使用中的注意事項 必須嚴格按照標牌上標明的電壓等級接入電壓。 應將監測儀安裝在堅固耐火、不易振動的屏柜內。 RS485 接入時，最好選用屏蔽雙絞線，并將屏蔽層與輔助端子相應的“通信地”連接， 同時將屏蔽層可靠接入大地中。

4.3 存儲、運輸中的注意事項 監測儀應存放在溫度為-40℃～80℃，濕度<95%的環境中，并且應在原包裝的條件下 放置，疊放高度不超過 5 層。監測儀在包裝拆封后不宜儲存。 監測儀運輸和拆封不應受到劇烈沖擊，應根據《儀器儀表包裝通用技術條件》 (GB/T15464－1995)的規定運輸和儲存。