1、概 述
KD系列数显电力仪表是针对电力系统、工矿企业、公用设施、智能大厦的电力监控需求而设计的。它可以高精度的测量所有的常用电力参数；采用可视度高的LED或LCD来显示仪表测量参数信息。仪表面板带有编程按键，用户可以现场方便地实现显示切换、参数设置、使用灵活方便。可以直接代替常规电力变送器等辅助单元，作为一种先进的智能化数字化电网前端采集元件，广泛应用于各种控制系统、变电自动化系统、配电自动化系统中，具有安装方便、接线简单、维护方便、工程量小等特点，能够完成业界不同PLC、工业控制计算机通讯软件组网。
2、技术参数
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项目 |
参数 |
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信号输入 |
接线 |
三相四线N3.4/三相三线N3.3 |
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电压 |
量程 |
400V/100V |
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过载 |
持续：1.2倍 瞬时：2倍 |
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功耗 |
＜1VA(每相) |
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阻抗 |
＞500K |
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精度 |
RMS测量，精度等级0.5级 |
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电流 |
量程 |
5A/1A |
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过载 |
持续：1.2倍 瞬时：2倍 |
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功耗 |
＜0.4VA（每相） |
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阻抗 |
＜20mΩ |
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精度 |
RMS测量，精度等级0.5级 |
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频率 |
45-65Hz，精度0.1Hz |
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|
功率 |
有功、无功，视在功率，精度0.5级 |
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电能 |
正反向有功电能，精度1.0级； 正反向无功电能，精度2.0级 |
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电源 |
范围 |
AC220V±10% |
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功耗 |
＜5VA |
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显示 |
LED数码屏或LCD液晶屏 |
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通讯 |
RS485通讯接口，MODBUS-RTU协议（多功能有） |
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使用环境 |
工作温度：-10-55℃，储存温度:-20-75℃ |
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安全 |
绝缘电阻：输入、输出、电源，对机壳＞5MΩ |
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耐压：输入/电源＞2KV,输入/输出＞2KV，输出/电源＞2KV |
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3、安装与接线
3.1仪表尺寸
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外形尺寸mm（LxH） |
壳体尺寸mm（AxB） |
开孔尺寸mm (SxY) |
总长mm (N) |
深度mm (M) |
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96x96 |
90x90 |
91x91 |
74 |
63 |
|
80x80 |
75x75 |
76x76 |
74 |
63 |
|
72x72 |
67x67 |
68x68 |
74 |
63 |
3.2安装方法：
3.3接线端子功能说明
3.3.1端子功能编号
对应端子功能编号如下：（具体以实物为准）
3.3.2信号输入接线方式 --三相多功能表
3.3.4接线端子背视图(供参考，以实物为准)
3.4接线注意事项
3.4.1输入信号：
采用每个测量通道单独采集的计算方式，保证了使用时完全一致对称，其具有多种接线方式。适用于不同的负载形式。
A. 电压输入：输入电压应不高于产品的额定输入电压（100V或400V）,否则应考虑使用PT，在电压输入端须安装1A保险丝。
B. 电流输入：标准额定输入电流为5A，大于5A的情况应使用外部CT。如果使用的CT上连有其它仪表，接线应采用串接方式，去除产品的电流输入连线之前，一定要先断开CT一次回路或者短接二次回路。
C. 要确保输入电压、电流相对应，顺序一致，进线和出线方向一致；否则会出现数值和符号错误！（功率和电能）
D、仪表输入网络的配置根据系统的CT个数决定，在2个CT的情况下，选择三相三线两元件方式；在3个CT的情况下，选择三相四线三元件方式。仪表接线、仪表编程中设置的输入网络NET应该同所测量负载的接线方式一致，不然会导致仪表测量的电压或功率不正确。其中在三相三线中，电压测量和显示的为线电压；而在三相四线中，电压测量和显示为电网的相电压。
3.4.2辅助电源:
本产品辅助电源输入接口为AC220V±10%，请保证所提供的电源适用于该系列的产品，以防止损坏产品。使用时，建仪在火线一侧安装1A保险丝。电力品质较差时，建议在电源回路安装电源滤波器，浪涌抑制器等装置，以防止损坏产品。
4、编程操作说明
4.1面板显示信息说明
仪表各种测量信息采用分页显示，可用手动或自动切换。手动切换时，每按一次左键“
”或右键“
”切换一次页面，依次为：三相相电压，线电压，三相电流，总有功功率、总无功功率、总视在功率，分相有功功率，分相无功功率，分相视在功率，分相功率因数，频率，总有功电能电能，正向有功电能，反向有功电能，总无功电能，正向无功电能，反向无功电能，共16页（不同类型的仪表，显示内容会有所不同）显示，自动切换时大约每隔3秒切换一次页面。显示页面说明见下表
三相多功能LED屏显示
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页面 |
内容 |
说明 |
页面 |
内容 |
说明 |
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第 一 页
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显示三相相电压，单位V，若K灯点亮表示KV
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第 二 页 |
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显示三相线电压，单位V，若K灯点亮表示KV
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第 三 页 |
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显示三相电流，单位A，若K灯点亮表示KA
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第 四 页 |
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显示三相总有功功率W、无功功率Var、视在功率VA，K灯点亮分别代表KW、KVar、KVA |
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第 五 页 |
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显示a、b、c分相有功功率，单位W，若K灯点亮表示KW
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第 六 页 |
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显示a、b、c分相无功功率，单位Var，若K灯点亮表示KVar
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第 七 页 |
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显示a、b、c分相视在功率，单位VA，若K灯点亮表示KVA
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第 八 页 |
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显示a、b、c分相功率因数，L代表感性，C代表容性
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第 九 页 |
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显示a、b、c分相频率，单位Hz
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第 十 页 |
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显示总有功电能，单位KWH |
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第 十 一 页 |
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显示正向有功电能，单位KWH |
第 十 二 页 |
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显示反向有功电能，单位KWH，在显示第十一页时，按回车 |
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第 十 三 页 |
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显示总无功电能，单位KVarH |
第 十 四 页 |
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显示正向无功电能，位KVarH |
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第 十 五 页 |
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显示反向无功电能，单位KVarH在显示第十四页时，按回车 |
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三相多功能LCD屏显示
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页面 |
内容 |
说明 |
页面 |
内容 |
说明 |
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第 一 页
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显示三相相电压，单位V或KV，正向有功电能，单位KWH
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第 二 页 |
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显示三相线电压，单位V或KV,反向有功电能，单位KWH
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第 三 页 |
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显示三相电流，单位A或KA,总有功电能，单位KWH
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第 四 页 |
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显示三相总有功功率W或KW、无功功Var或KVar、视在功率VA或KVA，正向无功电能KVarH |
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第 五 页 |
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显示a、b、c分相有功功率，单位W或KW,反向无功电能KVarH |
第 六 页 |
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显示a、b、c分相无功功率，单位Var或KVar，总无功电能KVarH |
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第 七 页 |
|
显示a、b、c分相视在功率，单位VA或KVA
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第 八 页 |
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显示a、b、c分相功率因数，L代表感性，C代表容性
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第 九 页 |
|
显示a、b、c分相频率，单位Hz
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三相电压表 |
三相电流表 |
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LED屏显示三相电压，若K灯点亮，代表KV。 |
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LED屏显示三相电流。 |
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LCD屏显示三相电压 |
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LCD屏显示三相电流 |
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单相电压表 |
单相电流表 |
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|
显示单相电压，单位V。
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显示单相电流，单位A。
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4.2编程操作
4.2.1编程操作中按键的作用
“
”左键：测量状态时查看上一显示页面，编程菜单中同层菜单上一选项的切换，修改参数时对闪烁字符移位。
“
”右键：测量状态时查看下一显示页面，编程菜单中同层菜单下一选项的切换，修改数字时对数字量进行加操作（0-9循环）。
“
”菜单键：用于进入编程菜单，编程操作中起回退作用。
“
”回车键：用于进入下层菜单或修改参数后的确认。
4.2.2显示菜单的组织结构
在编程状态下，仪表提供了：设置（SET）、输入（INPT）、通讯（CONN）三大类输入设置菜单项目（进入菜单的密码CODE,为0001）。
显示界面采用分层菜单结构管理方式，
第1排LED或LCD显示第一层菜单信息；
第2排LED或LCD显示第二层菜单信息；
第3排LED或LCD提供第三层菜单信息。
如图所示，第一层INPT信号输入，
第二层CT电流变比，
第三层0001为电流变比值。
数显界面菜单组织结构如下，可根据现场的实际使用情况，设置适当的参数
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第一层 |
第二层 |
第三层 |
描述 |
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系统设置SET
|
页面显示设置DISP
|
U、UL、I、PqS、P、q、S、PF、F、 EPS、EP、EqS、Eq、DIO、ALL |
可设置为优先显示某一页或循环显示，ALL为所有页面循环显示，默认显示电压页面U- |
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清电能CLR.E
|
NO |
不清零 |
|
|
YES |
电能清零 |
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背光设置
|
0-100 |
1-100秒延时，0为常亮，默认为10秒延时(液晶表专用) |
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信号输入设置INPT
|
网络NET
|
N.3.4，N.3.3 |
选择测量信号的输入网络，三相四线和三相三线 |
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电压范围 USCL
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400V，100V |
选择测量电压信号的量程 |
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电流范围 ISL
|
5A，1A |
选择测量电流信号的量程 |
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电压变比 PT
|
范围0001-500.0 |
设置电压信号变比，互感器1次电压/2次电压，例：10KV/100V=100 |
|
|
电流变比 CT
|
范围0001-5000 |
设置电流信号变比，互感器1次电流/2次电流，例：200A/5A=40 |
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通讯参数设置CONN
|
仪表地址 SN
|
0001-0254 |
仪表地址范围1-254 |
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通讯速率BAUD
|
1200-9600 |
波特率1200、2400、4800、9600默认为：9600 |
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数据格式 DATA
|
N81，E81，O81 |
默认为N81：8位数据位，1位停止位，无校验位 |
注：以上菜单项为所有功能俱全时的菜单项，如果用户使用过程中发现某些功能少了或者不起作用，表示所选的产品不支持该功能。
4.2.3设置菜单结构示意图如下（多功能表）：
4.3典型编程操作范例（供参考，使用时请以现场要求修改）
4.3.1多功能表系统设置：将页面设置为循环显示，默认为电压显示。
页面显示方式可设置为：相电压（U-）、线电压（UL-）、电流（I-）、总功率（PqS-）、分相有功（P-）、分相无功（q-）、分相视在功率（S-）、功率因数（P-）、频率（F-）、总有功电能（EPS-）、正向有功电能（EP-）、总无功电能（EqS-）、正向无功电能（Eq-），循环显示（ALL），也可通过左、右按键切换显示。
4.3.2多功能表 输入信号的设置：
将接线方式三相四线改为三相三线设置方法（注意：接线方式设置需要跟外部接线一致，否则会出现显示值错误）。
4.3.3多功能表 修改电流变比设置：
电流变比CT为外接电流互感器的输入输出比，例如10A/5A的互感器的变比为2。仪表的设置需要跟所连接的互感器变比一致，否则会出现电流显示值错误。
4.3.4多功能表 修改电压变比设置：
电压变比PT为外接电压互感器的输入输出比，例如10KV/100V的电压互感器变比为100。仪表的设置需要跟所连接的互感器变比一致，否则会出现电流显示错误。
4.3.5多功能表 通讯参数设置：
用户如果有用到仪表的通讯功能，一般都需要对仪表通讯参数作相应的修改，例如把通讯地址改为2，如下操作（仪表出厂默认参数设置为：地址0001，波特率9600，数据格式n.8.1无校验）。
将通讯波特率改为1200的设置方法
4.3.6多功能表 电能计数值清零设置：
清除电能计数数值，回到零。请谨慎操作，清零后数据不能恢复。
4.3.7三相电流表 修改电流变比设置：
电流变比CT为外接电流互感器的输入输出比，例如50/5A的互感器的变比为10，仪表的设置需要跟所连接的互感器变比一致，否则会出现电流显示错误
4.3.8单相电流表 设置电流比的方法：例设为50/5A，电流比为10
4.3.9三相电压表 修改电压变比设置：
电压变比PT为外接电压互感器的输入输出比，例如10KV/100V的互感器的变比为100，仪表的设置需要跟所连接的互感器变比一致，否则会出现电流显示错误
注：低压表不用修改电压变比。
注意：仪表在进入设置菜单后，如果连续1分钟没有任何按键操作，系统将自动退回到测量页面，之前的设置无效。
5、数字通讯（适用于多功能表）
5.1硬件连接
仪表提供异步半双工RS485通讯接口，与上位机或后台监控系统连接。各种数据信息均可在通讯线路上传输，一条线路上可以同时连接多达32个仪表，(实际使用时因现场的环境和使用设备差异,建议一条总线上连接不要超过24只).每个仪表均可设置其通讯地址（Sn）,通讯速率（baud）.线路连接应使用带有屏蔽网的双绞屏蔽线，线径不小于0.5mm2，线路长度不超过1000米，布线时应使通讯线远离强电电缆或其它强电电场环境。有多只仪表连接，或是连接距离较远时，应在末端仪表A、B两端加装120Ω左右匹配电阻，如图所示。
5.2通讯协议
采用MODBUS-RTU 协议,在一根通讯线上采用主从应答方式的通讯连接方式。主机的信号寻址到一台唯一地址的从机，从机发出的应答信号以相反的方向传输给主机，即：在一根单独的通讯线上，信号沿着相反两个方向传输所有的通讯数据流（半双工的工作模式）。MODBUS协议只允许在主机（PC,PLC等）和终端设备之间通讯，而不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。
5.2.1传输方式
信息传输为异步方式，以字节为单位，字节格式为：1个起始位、8个数据位、无奇偶校验位、1个停止位。
数据帧的结构：即报文格式
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地址码 |
功能码 |
数据码 |
校验码 |
|
1个BYTE |
1个BYTE |
N个BYTE |
2个BYTE |
地址码：在帧的开始部分，由一个字节（8位二进制码）组成，十进制为0-255，
在我们的系统中只使用1-254，其他地址保留，每个终端设备的地址必须是唯一的，仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询，当终端发送回一个响应，响应中的从机地址数据告诉了主机哪台终端与之进行通讯。
功能码:功能码告诉了被寻址到的终端执行何种功能.下表列出仪表所支持的功能码,以及它们的意义和功能
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功能码 |
意义 |
|
0x03 |
读数据寄存器值 |
|
0x10 |
写设置寄存器指令 |
数据码：数据码包含了终端执行特定功能所需要的数据或者终端响应查询时采集到的数据，这些数据的内容可能是数值、参考地址或者设置值。例如：功能码告诉终端读取一个寄存器，数据区则需要指明从哪个寄存器开始及读取多少个数据，而从机数据码回送内容则包含了数据长度和相应的数据。
校验码：错误校验（CRC）域占用两个字节，包含了一个16位的二进制值。CRC值由传输设备计算出来，然后附加到数据帧上，接收设备在接收数据时重新计算CRC值，然后与接收到的CRC域中的值进行比较。如果这两个值不等，就发生了错误。生成一个CRC的流程为：
1)预置一个16位寄存器为FFFFH（16进制，全1），称之为CRC寄存器。
2)把数据帧中的第一个字节的8位与CRC寄存器中的低字节进行异或运算，结果存回CRC寄存器。
3)将CRC寄存器向右移一位，最高位填以0，最低位移出并检测。
4)上一步中移出的那一位如果为0，重复第三位（下一次移出），如果最低位为1，将CRC寄存器与一个预设的固定值（0A001H）进行异或运算。
5)重复第三步和第四步直到8次移位，这样处理完一个完整的八位。
6)重复第二步到第五步来处理下一个八位，直到所有的字节处理结束。
7)最终CRC寄存器的值就是CRC的值。
5.2.2通讯报文举例：
1)读数据寄存器值（功能码0x03）
查询数据帧(主机请求)
|
从机地址 |
功能码 |
起始寄存器地址 |
寄存器个数 |
CRC16 |
|
0x01 |
0x03 |
0x00 0x00 |
0x00 0x03 |
0x05 0xCB |
响应数据帧(从机响应)
|
从机地址 |
功能码 |
寄存器字节数 |
寄存器值 |
CRC16 |
|
0x01 |
0x03 |
0x06 |
0x08B1、0x08A6、0x08AF |
0xF9 0xD8 |
说明：主机请求的寄存器地址为查询的二次电网的数据首地址，寄存器个数为查询数据的长度，上面起始寄存器地址“0x0000”表示三相相电压整型数据的首地址，寄存器个数“0x0003”表示数据长度3个Word数据。参照电量信息寄存器地址信息表。从机响应的数据“0x08B1 0x08A6 0x08AF”,转换为10进制数为2225、2214、2223，乘上系数0.1，结果为A相电压为222.5V,B相电压为221.4V,C相电压为222.3V.
2)预置数据（功能码0x10）
查询数据帧(主机请求)
|
从机地址 |
功能码 |
起始继电器地址 |
寄存器个数 |
数据字节数 |
写入数据 |
CRC16 |
|
0x01 |
0x10 |
0x00 0x59 |
0x00 0x01 |
0x02 |
0x00 0x64 |
0xAB 0x72 |
响应数据帧(从机响应)
|
从机地址 |
功能码 |
起始寄存器地址 |
寄存器个数 |
CRC16 |
|
0x01 |
0x10 |
0x00 0x59 |
0x00 0x01 |
0xD1 0xDA |
说明：为保证正常通讯，每执行一个主机请求，寄存器个数限制为25个。上例起始寄存器地址“0x0059”，表示电压变比设置的首地址，寄存器个数“0x0001”表示设置电压变比1个Word数据，写入数“0x0064”表示设置电压变比为100，请参照电量信息寄存器地址表。
5.3寄存器地址信息表
5.3.1电量信息寄存器地址表（只读）
|
地址 |
项目 |
数据类型 |
系数 |
说明 |
|
0x00 |
A相电压 |
int |
0.1 |
二次电压数据，单位V，转换成一次电压数据时需乘上电压变比 |
|
0x01 |
B相电压 |
|||
|
0x02 |
C相电压 |
|||
|
0x03 |
A相电流 |
int |
0.001 |
二次电流数据，单位A，转换成一次电流数据时需乘上电流变比 |
|
0x04 |
B相电流 |
|||
|
0x05 |
C相电流 |
|||
|
0x06 |
备用 |
|
|
|
|
0x07 |
总有功功率 |
int
|
1
|
二次有功功率数据，单位W，转换成一次功率数据时需乘上电流、电压变比 |
|
0x08 |
A相有功功率 |
|||
|
0x09 |
B相有功功率 |
|||
|
0x0A |
C相有功功率 |
|||
|
0x0B |
总无功功率 |
int |
1 |
二次无功功率数据，单位Var，转换成一次功率数据时需乘上电流、电压变比 |
|
0x0C |
A相无功功率 |
|||
|
0x0D |
B相无功功率 |
|||
|
0x0E |
C相无功功率 |
|||
|
0x0F |
总视在功率 |
int |
1 |
二次视在功率数据，单位VA，转换成一次功率数据时需乘上电流、电压变比 |
|
0x10 |
A相视在功率 |
|||
|
0x11 |
B相视在功率 |
|||
|
0x12 |
C相视在功率 |
|||
|
0x13 |
总功率因数 |
int |
0.001 |
|
|
0x14 |
A相功率因数 |
|||
|
0x15 |
B相功率因数 |
|||
|
0x16 |
C相功率因数 |
|||
|
0x17 |
AB线电压 |
int |
0.1 |
二次电压数据，单位V,转换成一次电压数据时需乘上电压变比 |
|
0x18 |
BC线电压 |
|||
|
0x19 |
CA线电压 |
|||
|
0x1A |
A相频率 |
int |
0.01 |
单位Hz |
|
0x1B |
B相频率 |
|||
|
0x1C |
C相频率 |
5.3.2电能信息寄存器地址表（只读）
|
地址 |
项目 |
数据类型 |
系数 |
说明 |
|
0x1D |
正向有功电能 （高16位） |
long |
0.01 |
二次有功电能数据,单位KWh,转 换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比 |
|
0x1E |
正向有功电能 （低16位） |
|||
|
0x1F |
反向有功电能 （高16位） |
long |
0.01 |
二次有功电能数据,单位KWh,转 换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比 |
|
0x20 |
反向有功电能 （低16位） |
|||
|
0x21 |
正向无功电能 （高16位） |
long |
0.01 |
二次无功电能数据,单位KVarh, 转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比 |
|
0x22 |
正向无功电能（低16位） |
|||
|
0x23 |
反向无功电能（高16位） |
long |
0.01 |
二次无功电能数据,单位KVarh, 转换成一次电能数据时需乘上 电流、电压变比 |
|
0x24 |
反向无功电能（低16位） |
5.3.3设置类寄存器地址表（读/写）
|
地址 |
项目 |
数据类型 |
说明 |
|
0x50 |
编程密码 |
int |
只读 |
|
0x51 |
仪表地址 |
char |
1字节,1-254 |
|
0x52 |
波特率 |
char |
0:1200,1:2400,2:4800,3:9600 |
|
0x53 |
校验位 |
char |
0:N81,1:O81,2:E81 |
|
0x54 |
保留 |
|
|
|
0x55 |
接线方式 |
char |
0:3-3,1:3-4 |
|
0x56 |
电压量程 |
char |
0:100V,1:400V |
|
0x57 |
电流量程 |
char |
0:1A,1:5A |
|
0x58 |
保留 |
|
|
|
0x59 |
电压倍率 |
int |
PT=电压1次侧/2次侧，系数0.1 |
|
0x5A |
电流倍率 |
int |
CT=电流1次侧/2次侧(1-5000) |
6、常见问题及解决办法
6.1关于通讯，仪表没有回送数据或数据不准确
首先确保仪表通讯设置信息如从机地址、波特率、校验方式等与上位机要求一致；如果现场多块仪表通讯都没有回送数据，检测通讯总线的连接是否准确可靠，RS485转换器是否正常，如果只有单块或少数仪表通讯异常，也需要检查相应的通讯线，可以修改交换正常仪表和异常仪表从机地址来测试，排除或确认上位机软件问题，或者通过交换正常仪表和异常仪表的安装位置来测试，排除或确认仪表故障。对于数据返回不准确，请仔细阅读通讯地址表中关于数据存放的地址和数据格式的说明，并按照相应的数据格式转换。
6.2关于U、I、P等测量不准确
首先需要确保正确的电压和电流信号已经连接到仪表上，可以使用万用表来测量电压信号，必要时用钳形表来测量电流信号，其次确保信号线的连接是正确的，比如电流信号的同名端(电流进线端)，以及各相的相序是否有误。可以观察仪表功率显示页面，只有在反向送电情况下有功功率才会为负的，正常用电时如果有功功率为负的，但数值是对的就有可能是电流的进出线接反了，相序错了也会使功率显示异常功率值会不对，实际操作时可根据仪表显示的参数来判断接线是否有问题。
有功功率的简单的计算方法：三相四线接法时(不平衡负载)，总有功功率=（A相电流X A相电压X A相功率因数）+（B相电流X B相电压X B相功率因数）+（C相电流X C相电压X C相功率因数）。三相三线时（平衡负载），总有功功率=线电压X电流X 功率因数X 1.732。
另外需要注意的是仪表显示的电量为一次电网值，如果表内设置的电流变比或电压变比与实际所连接的电流互感器或电压互感器的参数不一致，也会导致仪表显示的电量参数不正确。
6.3关于电能走字不准确
仪表的电能累加是基于对功率的测量，先观测显示的功率值与实际负荷是否相符，多功能仪表支持双向电能计量，在总有功功率为负的情况下，电能会累加到反向有功电能，正向电能不累加。在现场使用出现最多的问题就是电流的进线和出现接反，可以看到分相带负号的有功功率，另外接错相同样也会使得电能走字不准。
6.4仪表不亮
确保合适的辅助电源(AC220V),已经加到仪表的辅助电源接线端子上，超过标定的电源范围可能会损坏仪表，并且不能恢复。检查接线端子是否有松动，可用万用表来测量接在辅助电源端子上面的电压，如果电压正常，仪表无任何显示，可以考虑断电再重新上电，若仪表还不能正常显示的话，说明仪表可能已经损坏。
