多功能電力儀表中文名稱：多功能電力儀表 英文名稱：Multi function power meter 定義：多功能電力儀表是自主研發(fā)是一種具有可編程測量、顯示、數(shù)字通訊和電能脈沖變送輸出等多功能智能電參數(shù)儀表，能夠完成電量測量、電能計量、數(shù)據(jù)顯示、采集及傳輸，多功能電力儀表廣泛應(yīng)用變電站自動化、配電自動化、智能建筑、企業(yè)內(nèi)部的電能測量、管理、考核。測量精度為0.5級，實現(xiàn)LED或LCD現(xiàn)場顯示和遠(yuǎn)程RS-485數(shù)字接口通訊，采用通訊協(xié)議。
多功能電力儀表概述
多功能電力儀表是一種具有可編程測量、顯示、數(shù)字通訊和電能脈沖變送輸出等多功能智能儀表，能夠完成電量測量、電能計量、數(shù)據(jù)顯示、采集及傳輸，多功能電力儀表廣泛應(yīng)用變電站自動化、配電自動化、智能建筑、企業(yè)內(nèi)部的電能測量、管理、考核。測量精度為0.5級，有可實現(xiàn)LED或LCD現(xiàn)場顯示和遠(yuǎn)程RS-485數(shù)字接口通訊，采用MODBUS-RTU協(xié)議。適用于配電柜、智能樓宇。
多功能電力儀表技術(shù)參數(shù)
基本參數(shù)
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性能 |
參數(shù) |
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輸入測電壓顯示 |
網(wǎng)絡(luò) |
三相三線、三相四線 |
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電 壓 |
額定值 |
AC100V、450V（訂貨時請說明） |
? |
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過負(fù)荷 |
持續(xù)：1.2倍 瞬時：2倍/10s |
? |
? |
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功耗 |
〈1VA（每相） |
? |
? |
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阻抗 |
〉300kΩ |
? |
? |
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精度 |
RMS測量，精度等級0.5 |
? |
? |
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電 流 |
額定值 |
AC1A、5A |
? |
|
過負(fù)荷 |
持續(xù)：1.2倍 瞬時：2倍/10s |
? |
? |
|
功耗 |
〈0．4VA（每相） |
? |
? |
|
阻抗 |
〈20MΩ |
? |
? |
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精度 |
RMS測量，精度等級0.5 |
? |
? |
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頻率 |
40~60Hz,精度0.1Hz |
? |
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功能 |
有功、無功、視在功率，精度0.5級 |
? |
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電能 |
四相限計量，有功精度0.5級，無功精度1級 |
? |
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顯示 |
可編程、切換、循環(huán)LED或LCD顯示 |
? |
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電源 |
工作范圍 |
AC、DC 80~270V |
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功耗 |
≤5VA |
? |
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輸出 |
數(shù)字接口 |
RS-485、MODBUS-RTU協(xié)議 |
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脈沖輸出 |
2路電能脈沖輸出，光耦隔離 |
? |
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環(huán)境 |
工作環(huán)境 |
-10~55℃ |
|
儲存環(huán)境 |
-20~75℃ |
? |
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安全 |
耐壓 |
輸入和電源>2kV,輸入和輸出>2kV,電源和輸出>1kV |
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絕緣 |
輸入、輸出、電源對機殼>5MΩ |
? |
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外形 |
尺寸 |
120×120×80, 96×96×80（長、寬、深） |
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重量 |
0．6kg |
? |
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多功能電力儀表測量功能
高精度測量三相電網(wǎng)系統(tǒng)中所有常用的電量參數(shù)：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率、有功電能、無功電能，并帶有通訊接口和電能脈沖輸出功能。采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議，實現(xiàn)LED或LCD現(xiàn)場顯示和遠(yuǎn)程RS-485數(shù)字通訊。具有安裝方便、接線簡單、維護(hù)便利、工程量小、現(xiàn)場可編程設(shè)置輸入?yún)?shù)等特點，并且能夠完成與業(yè)界不同PLC，工控計算機的組網(wǎng)通信。
多功能電力儀表特性
測量：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能
計量：正反向有功電能，感性容性無功電能
顯示：三排LED數(shù)碼管顯示，或LCD液晶屏顯示，可視度高
通訊：RS485通訊，MODBUS-RTU協(xié)議
輸出：2路電能脈沖輸出(脈沖常數(shù)10000imp/kwh)
擴展：可直接從電流、電壓互感器接入信號，現(xiàn)場可編程設(shè)置輸入?yún)?shù)變比
配選：可附加模擬量4-20mA變送輸出，開關(guān)量數(shù)量、開關(guān)量輸出，上下限越限報警功能
用途：適用于各種進(jìn)線回路、大容量配出電回路中電參數(shù)的完整監(jiān)測和管理
多功能電力儀表安裝方法
1）.在固定的配電柜上，選擇合適的地方開一個開孔尺寸的安裝孔。
2）.取出儀表，松開定位螺絲，取下固定夾。
3）.將儀表安裝插入配電柜的儀表孔中。
4）.插入儀表的固定夾，固定定位螺絲。
注：L-N為輔助電源 請按儀表外殼接線圖正確接線！
多功能電力儀表輔助電源
多功能電力儀表具備通用的（AC/DC）開關(guān)電源輸入接口，若不作特殊聲明，提供的是220V(AC/DC)或110V（AC/DC）電源接口的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，儀表極限的工作電源電壓為AC/DC：80-270V，請保證所提供的電源適用于該系列產(chǎn)品，以上防止損壞產(chǎn)品。
A． 采用交流電源建議在火線一側(cè)安裝1A的保險絲。
B． 對于電力品質(zhì)較差的地區(qū)中，建議在電源回路安裝浪涌抑制器防止雷擊，以及快速脈沖群抑制器。
多功能電力儀表輸入信號
產(chǎn)品采用了每個測量通道單獨采集的計算方式，保證了使用時完全一致、對稱，其具有多種接線方式，適用于不同的負(fù)載形式。
說明：
A。 電壓輸入：輸入電壓應(yīng)不高于產(chǎn)品的額定輸入電壓（100V或400V），否則應(yīng)考慮使用PT，在電壓輸入端須安裝1A 保險絲。
B．電流輸入：標(biāo)準(zhǔn)額定輸入電流為5A,大于5A的情況應(yīng)使用外部CT。如果使用的CT上連有其它儀表，接線應(yīng)采用串接方式，去除產(chǎn)品的電流輸入連線之前，一定要先斷開CT一次回路或者短接二次回路。建議使用接線排，不要直接接CT，以便于拆裝。
C。要確保輸入電壓、電流相對應(yīng)，相序一致，方向一致；否則會出現(xiàn)數(shù)值和符號錯誤?。。üβ屎碗娔埽?br />
D。 儀表輸入網(wǎng)絡(luò)的配置根據(jù)系統(tǒng)的CT個數(shù)決定，在2個CT的情況下，選擇三相三線兩元件方式；在3個CT的情況下，選擇三相四線三元件方式。儀表接線、儀表編程中設(shè)置的輸入網(wǎng)絡(luò)NET應(yīng)該同所測量的負(fù)載的接線方式一致，不然會導(dǎo)致儀表測量的電壓或功率不正確。其中在三相三線中，電壓測量和顯示的為線電壓；而在三相四線中，電壓測量顯示的為相電壓。
多功能電力儀表編程和使用
測量顯示
多功能電力儀表可測量電網(wǎng)中的電力參數(shù)有：Ua、Ub、Uc（相電壓）；Uab、Ubc、Uea（線電壓）Ia、Ib、Ic(電流)；Pa、Pb、Pc、Ps（每相有功功率和總有功功率）；Qa、Qb、Qc、Qs（每相無功功率和總無功功率）；PFs（總功率因數(shù)）；Ss（總視在功率）；FR（頻率）以及有功（無功）電能，所有的測量電量參數(shù)全部保存儀表內(nèi)部的電量信息表中，通過儀表的數(shù)字通訊接口可訪問采集這些數(shù)據(jù)。而對于不同的型號的儀表，其顯示內(nèi)容和方式卻可能不一致，請參考具體的說明。
多功能電力儀表RS485通訊連接
提供串行異步半工RS458通訊接口，采用MOD-BUS-RTU協(xié)議，各種數(shù)據(jù)記息均可在通訊線路上傳送。在一條線路上可以同時連接多達(dá)32個網(wǎng)絡(luò)電力儀表，每個網(wǎng)絡(luò)電力儀表均可以設(shè)定其通訊地址（Address No.），不同系列儀表的通訊接線端子號碼不同，通訊連接應(yīng)使用帶有銅網(wǎng)的屏蔽雙絞線，線徑不小于0.5mm。布線時應(yīng)使用通訊線遠(yuǎn)離強電電纜或其他強電場環(huán)境，推薦采用型網(wǎng)絡(luò)的連接方工，不建議采用星形或其他的連接方式。
MODBUS/RTU通訊協(xié)議
MODBUS協(xié)議在一根通訊線上采用主從應(yīng)答方式的通訊連接方式。首先，主計算機的信號尋址到一臺唯一地址的終端設(shè)備（從機），然后，終端設(shè)備發(fā)也的應(yīng)答信號以相反的方向傳輸給主機，即；在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸所有的通訊數(shù)據(jù)流（半雙工的工作模式）。
MODBUS協(xié)議只允許在主機（PC，PLC等）和終端設(shè)備之間通訊，而不允許獨立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這樣各終端設(shè)備不會在它們初始化時占據(jù)通訊線路，而僅限于響應(yīng)到達(dá)本機的查詢信號。
主機查詢：查詢消息幀包括設(shè)備地址碼、功能人碼、數(shù)據(jù)信息碼、校驗碼。地址碼表明要選中的從機設(shè)備；功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能，例如功能代碼03或04是要求從設(shè)備讀寄存器并返回它們的內(nèi)容；數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的其它附加信息，如在讀命令中，數(shù)據(jù)段的附加信息有從何寄存器開始讀的寄存器數(shù)量；校驗碼用來檢驗一幀信息的正確性，為從設(shè)備提供了一種驗證消息內(nèi)容是否正確的方法，它采用CRC16的校準(zhǔn)規(guī)則。
從機響應(yīng)：如果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的回應(yīng)，在回應(yīng)消息中有從機地址碼、功能代碼、數(shù)據(jù)信息碼和CRC16校驗碼。數(shù)據(jù)信息碼包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù)：如寄存器值或狀態(tài)。如果有錯誤發(fā)生，我們約定是從機不進(jìn)行響應(yīng)。
傳輸方式是指一個數(shù)據(jù)幀內(nèi)一系列獨立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及用于傳輸數(shù)據(jù)的有限規(guī)則，下面定義了與MODBUS協(xié)議-RTU方式相兼容的傳輸方式。每個字節(jié)的位：1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、（奇偶校驗位）、1個停止位（有奇偶校驗位時）或2個停止位（無奇偶校驗位時）。
數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)：即：報文格式。
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地址碼 |
功能碼 |
數(shù)據(jù)碼 |
校驗碼 |
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1個BYTE |
1個BYTE |
N個BYTE |
2個BYTE |
地址碼在幀的開始部分，由一個字節(jié)（8位二進(jìn)制碼）組成，十進(jìn)制為0~255，在我們的系統(tǒng)中只使用1~247，其它地址保留。這些位標(biāo)明了用戶指定的終端設(shè)備的地址，該設(shè)備將接收來自與之相連的主機數(shù)據(jù)。每個終端設(shè)備的地址必須是唯一的，僅僅被尋址到的終端會響應(yīng)包含了該地址的查詢。當(dāng)終端發(fā)送回一個響應(yīng)，響應(yīng)中的從機地址數(shù)據(jù)告訴了主機哪臺終端與之進(jìn)行通信。
功能碼告訴了被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。下表列出所支持的功能碼，以及它們的意義和功能。
|
代碼 |
意義 |
行為 |
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03H |
讀數(shù)據(jù)寄存器 |
獲得一個或多個寄存器的當(dāng)前二進(jìn)制值 |
|
08H |
電能數(shù)據(jù)復(fù)位
（清0） |
將所操作的儀表的電能數(shù)據(jù)清0 |
|
10H |
寫預(yù)置寄存器 |
設(shè)定二進(jìn)制值到相關(guān)的寄存器中 |
數(shù)據(jù)碼包含了終端執(zhí)行特定功能所需要的數(shù)據(jù)或者終端響應(yīng)查詢時采集到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容可能是數(shù)值、參考地址或者設(shè)置值。例如：功能域碼告訴終端讀取一個寄存器，數(shù)據(jù)域則需要反映明從哪個寄存器開始及讀取多少個數(shù)據(jù)，而從機數(shù)據(jù)碼回送內(nèi)容則包含了數(shù)據(jù)長度和相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
校驗碼錯誤校驗（CRC）域占用兩個字節(jié)，包含了一個16位的二進(jìn)制值。CRC值由傳輸設(shè)備計算出來，然后附加到數(shù)據(jù)幀上，接收設(shè)備在接收數(shù)據(jù)時重新計算CRC值，然后與接收到的CRC域中的值進(jìn)行比較。如果這兩個值不相等，就發(fā)生了錯誤。
生成一個CRC的流程為：
（1）.預(yù)置一個16位寄存器為OFFFFH（16進(jìn)制，全1）,稱之為CRC寄存器。
（2）.把數(shù)據(jù)幀中的第一個字節(jié)的8位與CRC寄存器中的低字節(jié)進(jìn)行異或運算，結(jié)果存回CRC寄存器。
（3）.將CRC寄存器向右移一位，最高位填以0，最低位移出并檢測。
（4）.上一步中被移出的那一位如果為0：重復(fù)第三步（下一次移位）；為1：將CRC寄存器與一個預(yù)設(shè)的固定值（0A001H）進(jìn)行異或運算。
（5）.重復(fù)第三點和第四步直到8次移位。這樣處理完了一個完整的八位。
（6）.重復(fù)第2步到第5步來處理下一個八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。
（7）.最終CRC寄存器的值就是CRC的值。
通訊報文舉例：1.讀數(shù)據(jù)（功能碼：03/04）：這個功能可使用戶獲得終端設(shè)備采集、記錄的數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)參數(shù)。主機一次請求采集的數(shù)據(jù)個數(shù)沒有限制，但不能超出定義的地址范圍。下面的例子是從終端設(shè)備地址為12（0CH）的從機上，讀取3個數(shù)據(jù)Ia、Ib、Ic(數(shù)據(jù)幀中數(shù)據(jù)每個地址占用2個字，Ia的字地址為18（12H）開始，數(shù)據(jù)長度為6（06H）個字。字通訊方式。）查詢數(shù)據(jù)幀（主機）
|
地址 |
命令 |
起始寄存器地址
（高位） |
起始寄存器地址
（低位） |
寄存器個數(shù)
（高位） |
寄存器個數(shù)
（低位） |
CRC16
低位 |
CEC16
高位 |
|
0CH |
03H |
00H |
12H |
00H |
06H |
64H |
D0H |
響應(yīng)數(shù)據(jù)幀（從機）
|
地址 |
命令 |
數(shù)據(jù)長度 |
數(shù)據(jù)1~12 |
CRC16
低位 |
CRC16
低位 |
|
0CH |
03H |
0CH |
43556680H、43203040H、
42DDCC80H |
78H |
DEH |
表明Ia=43556680H(213.4A)、Ib=43203040H（160.1A）、Ic=42DDCC80(110.8A).
預(yù)置數(shù)據(jù)（功能碼：16）：此功能允許用戶改變多個寄存器的內(nèi)容（需要強調(diào)的是所寫入的數(shù)據(jù)為可寫屬性參數(shù)。個數(shù)不超過地址范圍，下面的例子是寫入電流變比為400A/5A=80通訊方式。
預(yù)置數(shù)據(jù)幀（主機）
|
地址 |
命令 |
起始寄存器地址
（高位） |
起始寄存器地址
（低位） |
寄存器個數(shù)
（高位） |
寄存器個數(shù)
（低位） |
字節(jié)
長度 |
寫入
數(shù)據(jù) |
CRC16
低位 |
CEC16
高位 |
|
0CH |
10H |
00H |
03H |
00H |
01H |
02H |
00H
50H |
FFH |
CFH |
響應(yīng)數(shù)據(jù)幀（從機），表明數(shù)據(jù)已寫入。
|
地址 |
命令 |
起始寄存器地址
（高位） |
起始寄存器地址
（低位） |
寄存器個數(shù)
（高位） |
寄存器個數(shù)
（低位） |
CRC16
低位 |
CEC16
高位 |
|
0CH |
10H |
00H |
04H |
00H |
01H |
41H |
15H |
MODBUS地址信息表：
|
地址 |
項目 |
1 |
字節(jié)
地址 |
說明 |
|
設(shè)置信息 |
|
0 |
MM |
編程設(shè)置密碼 |
0，1 |
2字節(jié)，1-9999 |
|
1 |
XS1 |
電量顯示選擇 |
2 |
電量顯示方式，0-6 |
|
DZ |
儀表地址 |
3 |
1字節(jié)，1-247 |
? |
|
2 |
PT |
電壓倍率 |
4，5 |
PT=電壓1次側(cè)/
2次側(cè)（1-9999） |
|
3 |
CT |
電流倍率 |
6，7 |
CT=電流1次側(cè)/
2次側(cè)（1-9999） |
|
4 |
SRS |
輸入控制字 |
8 |
見位地址說明 |
|
TXK |
通訊控制字 |
9 |
見位地址說明 |
? |
|
5 |
STATUS |
狀態(tài) |
10，11 |
保留 |
|
電量信息 |
|
6、7 |
UA |
A相電壓（三相四線） |
12、13、14、15 |
浮點數(shù)數(shù)據(jù)格式，標(biāo)準(zhǔn)的IEE574的數(shù)據(jù)格式，所有的數(shù)據(jù)都是1次側(cè)的數(shù)據(jù)，包含了變化比參數(shù)。 |
|
8、9 |
UB |
B相電壓（三相四線） |
16、17、18、19 |
? |
|
10、11 |
UC |
C相電壓（三相四線） |
20、21、22、23 |
? |
|
12、13 |
UAB |
AB線電壓（三相三線） |
24、25、26、27 |
? |
|
14、15 |
UBC |
BC線電壓（三相三線） |
28、29、30、31 |
? |
|
16、17 |
UCA |
CA線電壓（三相三線） |
32、33、34、35 |
? |
|
18、19 |
IA |
A相電流 |
36、37、38、39 |
? |
|
20、21 |
IB |
B相電流 |
40、41、42、43 |
? |
|
22、23 |
IC |
C相電流 |
44、45、46、47 |
? |
|
24、25 |
PA |
A相有功功率 |
48、49、50、51 |
? |
|
26、27 |
PB |
B相有功功率 |
52、53、54、55 |
? |
|
28、29 |
PC |
C相有功功率 |
56、57、58、59 |
? |
|
30、31 |
PS |
總有功功率 |
60、61、62、63 |
? |
|
32、33 |
QA |
A相無功功率 |
64、65、66、67 |
? |
|
34、35 |
QB |
B相無功功率 |
68、69、70、71 |
? |
|
36、37 |
QC |
C相無功功率 |
72、73、74、75 |
? |
|
38、39 |
QS |
總無功功率 |
76、77、78、79 |
? |
|
40、41 |
SS |
總視在功率 |
80、81、82、83 |
? |
|
42、43 |
PFS |
功率因數(shù) |
84、85、86、87 |
? |
|
44、45 |
FRE |
頻率 |
88、89、90、91 |
? |
|
電能信息 |
|
46、47 |
EPP |
正向有功電能 |
92、93、94、95 |
二次側(cè)電能參數(shù)。
? |
|
48、49 |
EPN |
反向有功電能 |
96、97、98、99 |
|
50、51 |
EQP |
正向無功電能 |
100、101、102、103 |
|
52、53 |
EQN |
反向無功電能 |
104、105、106、107 |
|
54、55 |
WPP |
正向有功電能 |
108、109、110、111 |
一次側(cè)電能參數(shù)。 |
|
56、57 |
WPN |
反向有功電能 |
112、113、114、115 |
|
58、59 |
WQP |
正向無功電能 |
116、117、118、119 |
|
60、61 |
WQN |
反向無功電能 |
120、121、122、123 |
多功能電力儀表兩路脈沖輸出說明
輸出2路電能脈沖和RS485通訊可以完成電能數(shù)據(jù)的顯示和遠(yuǎn)傳，儀表3排12位LED實現(xiàn)有功電能、無功電能1次側(cè)數(shù)據(jù)的顯示，集電極開路的光電耦合脈沖信號、實現(xiàn)有功電能（正向）和無功電能（反向）遠(yuǎn)傳，采集脈沖總數(shù)來實現(xiàn)電能累積計量。
A，脈沖常數(shù)：
3200imp/kWh脈沖速度最快不超過200mS。即：當(dāng)儀表累積1kWh時脈沖輸出個數(shù)為N（3200）個，需要強調(diào)的是1kWh為電能的2次電能數(shù)據(jù)，
B，在PT、CT的情況下，相對的N個脈沖數(shù)據(jù)對應(yīng)1次側(cè)電能為1kWh×電壓變比PT×電流變比CT。
多功能電力儀表電能應(yīng)用舉例
PLC終端使用脈沖計數(shù)裝置，假定在長度為t的一段時間內(nèi)采集脈沖個數(shù)為N個，儀表輸入為：10kV/100V、400A/5A, 則該時間段內(nèi)儀表電能累積為：N/3200×100×80度電能。
多功能電力儀表注意事項
1、使用前，儀表需通電15分鐘。
2、注意防止震動和沖擊，不要在有超量灰塵和超量有害氣體的地方使用。
3、輸入導(dǎo)線不宜過長，如被測信號輸入端較長時請試用雙絞屏蔽線。
4、若信號伴隨高頻干擾，應(yīng)在線里試用低頻過濾器。
5、長時間存放未使用時，請每三個月通電一次不少于4小時。
6、長期保存應(yīng)避開直射光線，宜存放在環(huán)境溫度-25°C~55°C.
7、如儀表無顯示，應(yīng)先檢查輔助電源，電壓是否在范圍內(nèi)。
8、如顯示不正常，檢查輸入信號是否正常及信號接線端是否擰緊。
9、除非PT有足夠功率，否則不能使用PT信號同時作為輔助電源，以保證儀表正常工作。
10、CT回路中的電流接線端子螺絲務(wù)必擰緊，保證進(jìn)/出線接觸可靠，以免產(chǎn)生故障。
11、若要校驗儀表，校驗儀器應(yīng)優(yōu)于0.1級，才能保證校驗精度。
