系统概述KPD-3000型电力参数分析控制仪是集数据采集、电网参数分析、无功补偿、通讯等功能于一体的新一代配电测控设备。适用于低压电网系统的参数监测及无功补偿的控制。可为电网的安全经济运行、负荷的合理分配、电能质量的改善等提供完善而精确的数据依据

KPD-3000电力参数滤波分析控制仪

1. 系统概述

       KPD-3000 型电力参数分析控制仪是集数据采集、电网参数分析、无功补偿、通讯等功能于一体的新一代配电测控设备。适用于低压电网系统的参数监测及无功补偿的控制。可为电网的安全经济运行、负荷的合理分配、电能质量的改善等提供完善而精确的数据依据。

2. 系统功能

     ◆2.1 实时显示功能

        全中文大屏幕液晶显示（含背光，操作任意键背光亮，在2 分种时间内没有操作任意键背光自动熄灭），人机界面友好，中文提示操作直观简单。实时计算显示三相功率因数、三相有功功率、三相无功功率、三相电压、三相电流、零序电流、三相电压畸变率、三相电流畸变率、2-25次电压电流谐波含有率、实时时钟等。

     ◆2.2 参数预置功能

        参数的预置可通过两种方式来完成。1 ：利用仪表提供的简易键盘输入，2 ：利用上位机分析系统软件与仪表通讯输入（四遥之遥调）。可设置的参数有口令（密码）、ID 号（通讯用）、PT 变比、CT 变比、过压门限、欠压门限、目标功率因数门限、畸变率门限、时钟、补偿方案，电容器容量等（见第 6 节）。

     ◆2.3 实时通讯功能

        具有RS232 和RS485 硬件规约通讯口， 可通过基于GSM 网的通讯模块实现上位机与下位机远距离的无线通讯，软件通讯规约MODBUS-RTU ，可使用户在距仪表千里之外实现四遥功能。

     ◆2.4 历史数据存储功能

      KPD-3000 型电力参数分析控制仪可海量存储每天48 点整点数据与日统计数据达最少93 天(3 个月) 。可根据用户的要求扩展到186 天(6 个月) 。

     ◆2.5 整点数据

       KPD-3000 型电力参数分析控制仪每半小时对以下数据存储一次（每天记录48 点），COS φA 、COS φB 、COS φC 、Ua 、Ub 、Uc 、Ia 、Ib 、Ic 、Pa 、Pb 、Pc 、Qa 、Qb 、Qc 、THDUa 、THDUb 、THDUc 、THDIa 、THDIb 、THDIc 、2-25 次电压谐波含有率、2-25 次电流谐波含有率，与大多数每天只提供24 点整点数据的电力参数分析仪表相比使上位机分析系统软件产生的各种曲线更加接近实际值。

     ◆2.6 日统计数据

        日统计数据包括日三相电压最大值及出现时刻、日三相电压最小值及出现时刻、日三相电流最大值及出现时刻、日三相电流最小值及出现时刻、日三相功率因数最大值及出现时刻、日三相功率因数最小值及出现时刻、日三相有功功率最大值及出现时刻、日三相有功功率最小值及出现时刻、日三相无功功率最大值及出现时刻、日三相无功功率最小值及出现时刻、日三相电压畸变率最大值及出现时刻、日三相电压畸变率最小值及出现时刻、日三相电流畸变率最大值及出现时刻、日三相电流畸变率最小值及出现时刻、日三相电压偏高时间、日三相电压偏低时间、日三相电压合格率、日三相电压畸变率超标时间、日三相电流畸变率超标时间、日三相功率因数低于0.95时间、负载不平衡率超标时间、1-16 路电容器运行总时间、1-16 路电容器投切次数、分析控制仪运行总时间、有功电度、无功电度、补偿电度、停电时刻、来电时刻、停电次数、日15分钟最大电流值及出现时间。

     ◆2.7 无功补偿功能

       KPD-3000 型电力参数分析控制仪输出16 路开关信号，以基波无功功率为参考物理量实时输出控制信号，跟踪补偿电网无功功率的变化，达到改善电压质量、提高功率因数及变压器的利用率。

     ◆2.8   补偿方案

       KPD-3000 型电力参数分析控制仪提供的6 种补偿方案可利用控制参数任意选择。

     ◆2.9   输出编码

        KPD-3000 型电力参数分析控制仪提供的12 种编码输出方式供用户选择。

     ◆2.10 手动投切功能

        利用此功能用户可强行投入或切除电容器并可无电压电流信号，为控制仪的安装调试提供了方便。

     ◆2.11  综合保护功能

        KPD-3000 型电力参数分析控制仪具有过压保护、欠压保护、缺相保护、谐波超值保护功能并可通过控制参数允许或禁止无源长开开关闭合。

3. 使用条件

◆3.1 海拔高度不高于 2500 米

◆3.2 环境温度-25 ℃~+50℃

◆3.3 空气湿度在40 ℃ 时不超过50% ，20 ℃ 时不超过90%

◆3.4 周围环境无腐蚀性气体，无导电尘埃，无易染易爆的介质存在                          

◆3.5 安装地点无剧烈震动

4. 技术参数

◆4.1 基本参数

  4.1.1 电源电压：AC220V ±10%

 4.1.2 电源频率：45-65Hz

4.1.3 信号频率：45-65Hz

4.1.4 信号电压：AC50-260V

 4.1.5 信号电流：AC0-5A

 4.1.6 整机功耗：<10VA

4.1.7 取样信号电压回路阻抗>220K Ω

.1.8 取样信号电流回路阻抗<0.01 Ω

4.1.9 取样信号电流过载能力：1.5 倍额定电流连续工作4.1.10 有功电度计量最大值429496729.5 Kwh

4.1.11 无功电度计量最大值429496729.5 Kvar

◆4.2 测量精度

4.2.1 电压：±0.5%

4.2.2 电流：±0.5%

4.2.3 功率因数：±1.0%

4.2.4 有功功率：±1.0%

4.2.5 无功功率：±1.0%

4.2.6 电网频率：±0.01%

4.2.7 电压畸变率：±1.0%

4.2.8 电流畸变率：±1.0%

4.2.9 电压谐波含有率：±1.0%

4.2.10 电流谐波含有率：±1.0%

4.2.11 系统时钟：±4ppm ，年误差小于2 分钟

4.2.12 在掉电情况下时钟可工作一年以上控制参数及历史记录数据保存100 年以上

◆4.3 控制参数

4.3.1 密码：000-999 参数修改权限值，在参数修改之前必须输入此值。出厂预置：000

 4.3.2 ID 号： 当一个用户系统使用2 只以上的控制仪时用于身份的识别，其中000 为广播ID 号。出厂预置：0001

 4.3.3 PT 变比：110-660/220V

  当输入的电压信号超出控制仪所能接收的范围时用于电压互感器变比的设置。出厂预置：220/220V

 4.3.4 CT 变比：5000-50/5A 电流互感器变比设置。出厂预置：500/5A

4.3.5 有功电度： 出厂预置：000000000.0 Kwh

 4.3.6 无功电度： 出厂预置：000000000.0 Kvarh           

 4.3.7 显示器对比度：330-520 用于调节液晶显示器的对比度。   出厂预置：350  

4.3.8 过压门限：50-800V 回差：6V 当信号电压超出此值时控制仪将切除已投入电容器，保护电容器的使用安全。 出厂预置：240V

 4.3.9 欠压门限：50-800V 回差：6V 当信号电压低于此值时控制仪将切除已投入电容器，保护电容器的使用安全。出厂预置：180V

 4.3.10 电压上限：50-800V 此值用于电压信号的超上限统计。出厂预置：230V

 4.3.11 电压下限：50-800V 此值用于电压信号的超下限统计。出厂预置：190V

 4.3.12 电流信号的同名端识别：ON （允许）/OFF （禁止）选择ON 时控制仪自动将电流信号与对应的电压信号保持在同名端状态，此时的功率因数正确显示范围在滞后 0.20 到超前0.20 之间。 选择OFF 时控制仪不能将电流信号与对应的电压信号保持在同名端状态，在现场的第一次使用过程中如发现控制仪显示的功率因数值与实际不符，用户应通过手工的方式调换与之对应电流信号的极性，此时的功率因数正确显示范围要比选择ON时宽，在滞后0.00 到超前0.00 之间。出厂预置：OFF

4.3.13 零序电流上限:0.1%-50.0% ，此值用于零序电流超上限的统计。 出厂预置：20%

 4.3.14 目标功率因数:( 滞后)0.8000-( 滞后)1.0000 当基波功率因数低于此值时控制仪才考虑投入电容器组。 出厂预置：0.9800        

4.3.15 电压畸变率门限：2.0%-50.0% ， 回差2.0% 当电压畸变率超出此值时控制仪将切除已投入电容器，保护电容器的使用安全。出厂预置：5%

4.3.16 电流畸变率门限：2.0%-50.0% ，回差2.0% ，当电流畸变率超出此值时控制仪将切除已投入电容器，保护电容器的使用安全。出厂预置：10%

4.3.17 电容器投切延时：动态补偿100ms-60S ； 静态补偿1S-60s 出厂预置：1000ms

4.3.18 补偿方案：       0Y-16△ ：16 路共补

                       1Y-13△ ：13 路共补+1 路（*3 ）分补

                       2Y-10△ ：10 路共补+2 路（*3 ）分补

                       3Y-07△ ：7 路共补+3 路（*3 ）分补

                       4Y-04△ ：4 路共补+4 路（*3 ）分补

                       5Y-01△ ：1 路共补+5 路（*3 ）分补

                       出厂预置：3Y-07 △

1. 用户在使用本控制器之前应根据补偿装置工作现场电力参数的特点首先确立补偿的总容

量，然后确立共补总容量和分补总容量。

2. 根据共补总容量可确定共补电容器的只数。

3. 根据分补总容量可确定各相分补电容器的只数。

举例1 ：某用户的补偿装置需要安装共补电容器组16 只，由于3 相负载非常平衡未使用分补电容器。那么此用户应选用“0Y-16 △”补偿方案

举例2 ：某用户的补偿装置需要安装共补电容器组12 只，由于3 相负载稍有不平衡每相各使用1 只分补电容器。那么此用户应选用“1Y-13 △”补偿方案

举例3 ：某用户的补偿装置需要安装共补电容器组4 只，由于3 相负载中度不平衡每相各使用4 只分补电容器。那么此用户应选用“4Y-04 △”补偿方案

举例4 ：某用户3 相负载非常不平衡每相各使用5 只分补电容器，共补电容器未使用那么此

用户应选用“5Y-01 △”补偿方案。

4.3.19 输出编码

       在本说明书中输出编码的概念是指控制器输出电容器组投切控制信号的方式，而输出方式直接与电容器组容量的大小搭配方式有关。

        一般传统的控制器都只有一种编码方式即等容量（1:1:1? ：1 ）循环投切  ，电网所要补偿的容性无功功率的数值往往是连续的不分等级的，受硬件条件的限制补偿装置提供的容性无功功率通常都是有限的几种等级数值，这是一对供需矛盾，这对矛盾在系统负载比较小时表现最为突出，现举例说明如下：如某用户有一只315KVA的变压器，补偿总容量为100Kvar ，用20Kvar 的电容器组共5 只，控制器采用市面上常用的JKG 型控制器，此控制器的控制物理量是功率因数，目标功率因数投入门限是滞后0.92 ，切除门限是滞后0.99  在晚上的某时刻发现系统功率因数为滞后0.60, 视在功率为12.5KVA, 感性无功功率为10Kvar ，控制器不停的进行 投切动作。分析其原因是单组电容器的容量（20Kvar ）远远大于系统所需补偿容量（10Kvar ）所致，当控制器没 有投入电容器组系统功率因数是0.60 ，根据JKG 型控制器控制原理系统功率因数低于目标功率因数时控制器必须投入电容器组，当电容器组投入后由于多补偿了 10Kvar 的容性无功功率，使得补偿后的功率因数从感性的0.60 变成了 容性0.60 由于JKG 型控制器的切除功率因数门限是滞后0.98 ，所以控制器又需要切除刚投入的电容器组，这样就不停的来回重复动作，专业术语叫投切震荡，其弊端有两点：第一频繁而无意义的投切动作大大缩短了电容器组和交流接触器的使用寿命，第二电力系统虽然安装了补偿装置却达不到预期的补偿效果。以上现象大部份用户都会遇上，不同的是情况有轻有重而已，这个问题是每个用户不可回避的问题，要解决以上问题我们认为只要作到三点即可：第一控制器的投切控制物理量必须取无功功率；第二所有电容器组不能取等容量，应进行大小搭配；第三控制器应具有自动挑选合适电容器容量的能力。而HDPD型控制器就具备这三点。

    对于为了适应电网负载大小变化而进行电容器容量大小搭配的做法在本说明书中被称为输出编码，既然是编码那么电容器容量的大小就不能随意给定，它应符合一定的规则，本控制器提供了11种电容容量比例大小搭配方案它们分别是：

     

    Pr-1 =>  1 ：1 ：1 ：1 ：1 ：? ：1                    Pr-2=>  1：2 ：2 ：2 ：2 ：? ：2  

    Pr-3 =>  1 ：2 ：4 ：4 ：4 ：? ：4                     Pr-4=> 1：2 ：4 ：8 ：8 ：? ：8

    Pr-5 =>  1 ：1 ：2 ：2 ：2 ：? ：2                     Pr-6=> 1：1 ：2 ：4 ：4 ：? ：4

    Pr-7 =>  1 ：1 ：2 ：4 ：8 ：? ：8                     Pr-8=> 1：2 ：3 ：3 ：3 ：? ：3

    Pr-9 =>  1 ：2 ：3 ：6 ：6 ：? ：6                     Pr-10=>1：1 ：2 ：3 ：3 ：? ：3

   Pr-11=>1：1 ：2 ：3 ：6 ：? ：6                     Pr-12=>按固定顺序投切

我们用KPD 型控制器来解决上面例子的问题

         根据例电网参数的特点我们选Pr-3 编码方案，根据补偿总容量和Pr-3 编码方案的容量比例关系第一回路取5Kvar 、第二回路取10Kvar 、第三回路取20Kvar 、第四回路取20Kvar 、第五回路取20Kvar 、第六回路取20Kvar ，

共6 只电容器组。当电网需要10Kvar 时控制器只要投入第二回路即可，当需要15Kvar 时只要投入第一第二回路即可，当需要20Kvar 时只要投入第三回路即可。投入容量的选择KPD-3000 可自动完成。由于KPD 采用无功功率控制电容器组的投切所以它没有投切震荡的问题。

4.3.20 第一只电容器容量

   KPD控制器采用无功功率作为投切电容器组的控制物理量，它必须知道自己驱动的每一回路电容器的容量，由于控制器采用了输出编码控制参数，此参数指定了每组电容器之间的容量比例关系，所以只要用户输入第一回路共分补电容器组的容量和输出编码，控制器就能根据这两个参数自动计算出剩余回路电容器组的容量，使用时用户必须输入共补第一回路电容器容量和分补第一回路电容器容量。

 接线图
控制仪动态输出接线图（驱动无触点开关或复合开关）
1、3 ：电源输入； 2：接大地； 4、5： A相电流信号输入 6、7 ：B相电流信号输入
8、9 ：C相电流信号输入 10、11、12、13：电压信号输入 14 ：驱动输出公共端 +12V
15-30 ：16路驱动输出, 动态输出容量DC12V-20mA/支路；静态输出触点容量AC380V5A/支路
31、33 ：无源长开开关报警输出触点容量AC380V 5A
A
B
C
N
2A
3A
报警继电器26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14
33 32 31
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
30 29 28 27
K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K 8 K 9 K1 0 K1 1 K1 2 K1 3 K 14 K 15K16+12V
DC12V
A
B
C
N
2A
3A
报警继电器26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14
33 32 31
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
30 29 28 27
J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J 8 J 9 J1 0 J1 1 J1 2 J1 3 J 14 J 15 J16V
控制仪静态输出接线图（驱动交流接触器）
7.在不同补偿方案和不同输出回路下每个输出端子的功能的定义
KPD-3000型控制器共16路输出分别编号1、2、3、⋯、16。HDPD-3000在不同补偿方案和不同
输出回路下将按A相分补第一回路、第二回路、⋯；B相分补第一回路、第二回路、⋯；C 相分补第
一回路、第二回路、⋯；共补第一回路、第二回路、⋯的排列顺序分配输出控制端子；若用户设定
的路数总数小于硬件所能支持的最大回路时，空余的端子在最后面。
例1如某用户选择的补偿方案是2Y-10△ 即表示共补最多驱动10只电容器组，分补最多每相驱动
2只电容器组，选择共补输出回路为5即表示虽然共补有10个回路可用但用户只使用5个回路，选择分
补输出回路为2,按规则控制相位与输出端子的对应关系如下表所示。
输出端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 1 2 13 14 15 16
控制相位 A 1 A 2 B 1 B2 C 1 C2 G 1 G2 G 3 G 4 G 5 空 空 空 空 空
例2如某用户选择的补偿方案是2Y-10△即表示共补最多驱动10只电容器组，分补最多每相驱动
2只电容器组，选择共补输出回路为5即表示虽然共补有10个回路可用但用户只使用5个回路，选择分
补输出回路为1即表示虽然分补每相有2个回路可用但用户只使用1个回路， 按规则控制相位与输出
端子的对应关系如下表所示。
输出端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 12 1 3 1 4 1 5 1 6
控制相位 A 1 B 1 C1 G 1 G2 G 3 G4 G5 空 空 空 空 空 空 空 空
注：在以上列举中 "A1"表示A相第一回路 "A2"表示A相第二回路 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
"B1"表示B相第一回路 "B2"表示B相第二回路 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
"C1"表示C相第一回路 "C2"表示C相第二回路 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
"G1"表示共补第一回路 "G2"表示共补第二回路 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
例3如某用户选择的补偿方案是5Y-1△即表示共补最多驱动1只电容器组，分补最多每相驱动 5只
电容器组，选择共补输出回路为0，选择分补输出回路为5， 按规则控制相位与输出端子的对应关系
如下表所示。
输出端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 2 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6
控制相位 A 1 A2 A 3 A4 A 5 B1 B 2 B 3 B4 B 5 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 空
09
8.扩展功能
功能1：远程控制(I/O)
KPD-3000有2个状态是可控的，利用通讯
功能可实时改
变输出开关的开关状态。
1 18
2 7
380V/5A
-12V/20mA
2
扩展
开关信号
输出开关信号固定由号端子输出。
输出开关信号固定由1 号端子输出。
注：对于非定做产品的开关信号输出类型与电容器组
补偿控制信号的类型一致。即动态输出为有源开关信
号，静态输出为无源开关信号。无源开关信号输出容
量为每只路；有源开关信号输出容量为
每只路。
扩展功能：相电压平均值超上限开关信号输出与超下限开关信号
输出
当ABC三相相电压平均值超过扩展功能电压上限门限
并持续预置的时间后KPD-3000立即输出一个开关信
号,此信号固定由16号端子输出;在超上限开关信号已输
出的情况下,当相电压平均值低于扩展功能电压上限门
限并持续预置的时间后KPD-3000立即关闭此开关信号.
当ABC三相相电压平均值超过扩展功能电压下限门限并
持续预置的时间后KPD-3000立即输出一个开关信号,此
信号固定由15号端子输出;在超下限开关信号已输出的情
况下,当相电压平均值高于扩展功能电压下限门限并持续
预置的时间后KPD-3000立即关闭此开关信号。
扩展功能的允许与禁止
当使用扩展功能时,需要站用KPD-3000的4个输出口,它们
分别是端口15、16、17、18,无功功率补偿控制信号同时
也站用了此端口,只有当无功补偿控制信号小于或等于12
回路时,才可以使用扩展功能,否则用户应关闭扩展功能。
注意: 1 每台KPD-3000在出厂时扩展功能都处在禁止工作状态。
2 扩展功能工作参数只能通过通讯利用后台软件修改。
3 当KPD-3000的开关信号输出类型为有源输出时,如端子
输出-12V电压时表示控制信号已输出,如输出大于-1V的电压时
表示控制信号已关闭;当KPD-3000的开关信号输出类型为无
源输出时,如输出端子与公共端闭和时表示控制信号已输出,
如输出端子与公共端断开时表示控制信号已关闭。

安装方式
面板 144x144mm
开孔 138x138mm
导轨 36mm
13.5mm 嵌入深度 75mm
倒齿安装附件
接线端子
接线端子
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
33 32 31 30 29 28 2 7 2 6 2 5 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14
Rs232通讯口DB9
Rs485通讯口
Rs485通讯用
负载电阻转换
开关，电阻值
120Ω
DB9引脚定义
1-空
2-RXD
3-TXD
4-5V电源100mA
5-信号与电源地
6-空
7-空
8-空
9-空
10.通讯
◆10.3 点对点有线通讯
Rs232屏蔽通讯电缆（15米）
图1 一台微机与1台KPD-3000构成的最小系统
十、菜单操作
KPD-3000
Esc Enter
COM32
RS-232/RS485转换器
Rs485屏蔽双绞线通讯电缆（1200米）
图 2 一台微机与1至32台KPD-3000构成有线通讯系统
十、菜单操作

KPD-3000十、菜单操作

KPD-3000
Esc Enter
Esc Enter
图3 一台微机与1至32台KPD-3000构成的无线通讯系统
十、菜单操作
KPD-3000十、菜单操作

KPD-3000无线收发模块
RS-232
无线收发模块
无线收发模块
Rs485
RS-232
Rs485
RS-232
Rs485
Esc Enter
Esc Enter
11
◆10.1可用波特率：115200Bds、38400Bds、19200BdS、9600Bds、4800Bds、2400Bds。
◆10.2 数据传输方式
a.RS232传输距离最长15米
b.RS485传输距离最长1200米。
c.短距离的无线通讯，传输最长200米。
d.基于GPRS网络的无线通讯，传输距离仅受GPRS网络信号覆盖的限制。
◆10.4点对多点有线通讯
◆10.5