三相电子式多功能电能表调试

三相电子式多功能电能表调试
摘要：本文通过对DTSD341 -9D型三相电子式多功能电能表工作原理详细阐述，详细介绍了整个电能表系统调试的过程。

关键词：电能表原理通讯调试
0 概述
2009年为了适应我厂电力系统的需求，引进了DTSD341 -9D型三相电子式多功能电能表，该表具有高精度、长寿命计量、高速率、实时测量、开放式高速率通信技术等优点，彻底解决了以前精度低，通讯时常中断的现象，把我厂的电能计量系统推向了一个新的高度。

1 改造前电能表系统分析
（改造前的电能表系统）
（调试后的电能表系统）
从图中可以看出，我厂的电能表系统是由485线连接组成的。

485通信线由两根双绞线组成，它是通过两根通信线之间的电压差的方式来传递信号；在同一个网络系统中，使用同一种电缆，尽量减少线路中的接点，否则会影响到485的通信。

从对比图可以看出，原先电能表系统只有一路485，到我厂电力控制系统（ECS）和供电的数据都是通过这一路485传送，有时候会产生反射信号，对通讯产生较强的干扰，时常发生数据干扰和通讯中断的现象。

调试后的电能表（DTSD341 -9D）系统具有两路485通讯接口，第一路485接入我厂ECS系统，第二路485接口接入供电采集器系统，这样的话，两路485分别在两个网络系统中，数据传送过程中信号不会受到影响，通讯也不会发生时常中断现象。

2 DTSD341 -9D型三相电子式多功能电能表的技术分析
2.1 工作原理：
DTSD341 -9D型电能表采用DSP＋管理MCU，其基本工作原理如下：16位A/D转换器和DSP高速数据处理器对各相电流、电压进行采样。

通过相应的数学计算，由DSP部分完成对电参量测量、电能累计及电能计算等工作。

计算数据通过高速通信接口与管理MCU进行数据交换；管理部分采用一款16位MCU，主要完成显示、数据统计、存储、通信、电表功能选择以及初始化数据设定等工作。

其整表硬件原理框图如图1所示。

DTSD341 –9D 型表面板说明，详见图2所示
2.2 相关的技术参数
项 目
技 术 参 数
图2 DSSD331/ DTSD341 –9D 型表面
调制型红外接口 运行指示灯 事件指示灯
液晶显示屏
吸附式红外接口
脉冲输出指示
取消键
确认键
下移键
数据备份卡 （上表盖内侧） 条码张贴处 接线端盖铅封处
上表盖铅封处
图 1 DSSD331/DTSD341 –9D 原理框图
2.3 功能介绍
2.3.1 测量计量功能
该表可以计量总及6个费率的输入/输出有功、输入/输出无功及四象限无功电能，有功准确度等级为0.2S级，无功准确度等级为1级. 该表能测量各相/各元件的电压（显示分辨率：0.01V）、电流（显示分辨率：0.001A），测量总及各相/各元件的有功功率、无功功率、功率因数及电网频率。

根据需要也可计算出三相三线制时各线对虚拟中点的电参量值。

该表除给出当前有、无功总及分时电能、最大需量及最大需量发生时间外，还给出了上1月到上12月的相应历史数据。

2.3.2 谐波分析
DSP对电流和电压信号实时进行256点FFT变换处理，可给出2~32次电压、电流谐波分量的幅值、相位等测量值，谐波幅值精度为2%（2~21次谐波），相位精度为±1～2度，所有的谐波信息可以通过液晶显示屏显示，也可通过通信口将相关的谐波数据读出。

2.3.3 负荷曲线记录功能
电表可通过任意一个通信接口（两个RS485接口或红外接口）对“负荷曲线记录模式”及“负荷曲线记录起始时间”进行设定，以选择八类数据中的几项或全部进行同时或不同定时的记录，以便用户绘制负荷曲线进行相应分析。

2.3.4 事件记录功能
该表具有掉电，断相，失压，无负荷，断流，电压过压，电压不平衡，电流不平衡，电流不对称，电压不对称，电压逆相序，上电，复位，清需量等事件记录。

2.4 通信方式
电表有两路独立的RS485和一路独立的接触式或调制型光学通信接口。

两路RS485接口在辅助端子上的排列序号如下，具体接线端子示意图详见下图
第一路：1＃（A）、2＃（B）、3＃（GND）；
第二路：4＃（A）、5＃（B）、6＃（GND）；
辅助端子
通信接线端子脉冲输出端子
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
A B G A B G C E C E C E C E
1#RS485 2#RS485
输入有功输出有功输入无功输出无功
辅助端子
时钟输
出
费率切换负荷控制
15 16 17 18 19 20
C E C E
时钟输出费率/需量切
换
图3：通讯方式
两路端口可以采用不同的通信地址及不同的通信速率，通信速率为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps可选（掉电后保留最近一次的通信速率）。

通信协议为部颁DL/T645（威胜公司对此协议有扩展）。

其中：吸附式红外：波特率1200bps，用于校表，抄表或设置参数；
调制型红外：波特率1200bps，用于抄表或设置参数；
串行通讯口：2个独立的RS485，用于抄表、校表和设置参数；
3 电能表的接入
3.1 电能表的通讯接入
1
......
1314......
表1
1
......
1314......
表2
......
1
......
1314
......
表n
(n<32)
120Ω
120Ω
通信设备
A A
RS-485通信接口接线图
根据调试后的电能表系统的标识，第一路485线接入我厂电力控制系统（ECS ），通信设备的两根通信线A 、A 线与电度表通信接口RS-485的A 、A 线对应联接。

第二路485接口接入供电，接入的过程中注意正负极不要接反。

3.2 电能表的通讯规约
该表的通讯接口是RS-485和直接光学接口（调试），采用的规约是原电力部部颁DL/T645-1997协议,通讯方式：串行异步半双工；字符格式：字符格式；1位起始位，1位停止位，8位数据位偶校验； 3.3 电能表的设置
电表进行通讯前，（以test485软件为例）必须进行如下设置：通讯端口、数据位、停止位、波特率、校验方式等。

1) 进入软件(TEST485)后,进通讯功能→端口设置(下图设置)→确定
上图的端口对应的是计算机的通讯口，可从计算机的硬件管理查看；数据位是8位；停止位1；光电通讯和红外通讯的波特率都是1200，而RS485则可以选择各种波特率，我厂采用1200常用的波特率，其它波特率经我们测试也能正常使用；校验方式为偶校验。

2）通讯功能→选项设置(下图设置)→确定
3）通讯功能→从站设置(如下图,设备地址就是要设置表的地址，我们设置表的地址为35,密码都是000000) →确定
4）基本命令→按住表的2号键后,写设备地址→成功(写表地址)
5）表操作→可以读电量，读最大需量等等
电表的整个通讯设置已经结束，最后就是测试，备份相关的数据。

4 结论
改造后的电能计量更加精确，大大提高了我厂的经济效益；通讯没有再发生中断的现象；使得电厂的电量指标得到进一步的完善。

参考文献：
[1] 王运全. 新建0．01级三相电能表标准装置的特点及改进[J]电测与仪表, 1996,(07) .
[2] 卢运培,李东江,刘水. 国产化0.01级三相电能表智能检定装置[J]电测与仪表,
1999,(05) .
[3] 长沙威胜电子有限公司，DSSD331/DTSD341 -9D型三相电子式多功能电能表说明书。

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。