概述

I3功率传感器系统专用于测量处于中压或低压装置的多导体的电流,电压以及所有派生量。

I3系统完全独立设计,可进行高级的后处理测量、远程操作、易于安装、易于使用、几乎免维护。

一套完整的系统包含电容电压接口和集成磁电流传感器。一旦安装成功后,该系统可通过各种接口或者远程进行配置。

首次快速入门

1. 将传感器与您网络上的PoE交换口连接。
2. 通过查询您网络交换机/路由器/防火墙的IP分配表或通过使用Jomitek定位器软件确定传感器被分配的IP地址。 (Download .exe file | Download .zip file)
3. 打开浏览器,进入传感器的IP地址。
4. 启动浏览网页。

传感器种类

I3传感器基本版可测量四相位电流以及单相电压。I3＋升级版传感器可进行四相位电流测量以及含有同相零速的三相位电压测量。

此外,I3基本版和I3+升级版传感器拥有两种不同尺寸,适用于直径分别为60毫米以及80毫米的电缆。

接口选择和要求

该传感器采用一个RJ45 LAN接口即可用于通信和供电。传感器可由以太网供电（PoE）,或通过直接24V或48V直流电源插入以太网电缆供电。

当传感器通电后,可通过Web视图界面、IEC60870-5-104协议、FTP、Telnet或者Lua的命令行进行界面访问。

初级套件内容

该套件可帮助您建立一个测试与评估I3传感器系统功能和性能的平台。

• 电流传感器
  • 1件小型I3+传感器（60 mm电缆直径）
  • 1件大型I3+传感器（80 mm电缆直径）
• 电压传感器
  • 2件含有CEE插头接入的电容电压测量接口
  • 2件 CEE适配器
• 安装附件
  • 电缆以及加固工具
  • 粘性橡胶带
  • 背胶粘扣带

系统安装

安装I3传感器系统简单快捷,不需要对电流测量进行任何校准。根据对准确率的具体要求,可选择性对电压测量进行校准。安装时,只需简单地将I3电流传感器连接到待测量的电缆上,连接电容式电压测量接口,最后连接以太网供电电缆,即可开始测量。详细安装过程将在以下部分中进行描述。

安装电压传感器

初级套件包括用于500V以下额定峰值电压源的两个电容电压测量接口。测量接口使用内置的电容器,因此可直接通过CEE插头将电压源与I3传感器上的BNC连接器连接。如果您的电压源未配置CEE插头,您可以使用附带的CEE适配器对您使用的任何其他连接器类型进行转换。

CEE适配器旨在用于当您的电压源未配置CEE插头的情况。将您的连接器与适配器连接上,并将适配器连接到电容电压测量接口即可。请参考下表中的电压相鉴别颜色代码来调整您的连接器。

安装电流传感器

将电流传感器安装在电缆线上,并用提供的扎条进行固定。传感器安装后,电压BNC连接口须朝下。

当被测量的电缆线直径远远小于传感器尺寸,可通过粘性橡胶条或尼龙塔扣对传感器进行固定。建议在安装后,始终使用扎条进行固定。

在传感器前部接入接地电线,在传感器底部的BNC接入口插入电压电缆。

安装注意事项

I3传感器的工作原理：对电缆线周围因电流运行时产生的磁场进行测量。为了获得最佳的传感器性能,最大程度减少传感器周边的磁场干扰是十分重要的。在一般情况下,在传感器5－10厘米周边应避免铁和其他铁磁物件。

当建立实验室装置来进行试验和评估时,请务必让电流回路的回路导体远离传感器。传感器底部在安装后需朝下,即可实现其耐侯性。

运行传感器

当插入以太网电缆的以太网PoE,传感器会自动启动且开始运作。传感器通过Web界面或者IEC 60870-5-104协议即可进行测量监测。

传感器的默认配置可从DHCP服务器获取IP地址,但如果在网络中无DHCP服务器时,传感器会显示一个默认的IP地址。

定位器软件可用于在您网络上对I3传感器进行定位。定位器软件工具可在公司网页下载,下载地址为：(Download .exe file | Download .zip file)。

基本配置

所有的基本配置皆可通过Web界面进行完成,因此I3传感器可快捷简单地用于所有测量。

使用Web视图界面

通过使用传感器的IP地址即可通过Web界面访问传感器。

接入菜单系统包括一个分层文件夹结构,内含所有传感器的设置与测量。该文件夹结构在传感器内存里的conf文件,且可提供基于文本的配置文件的图形展示。

这意味着,在Web界面更新任意设置,conf文件里的配置也会做出相应更新。反之亦然。

在鼠标移至一个设置图标时,即可获取相应的有用信息工具提示。

可通过简单四步对设置进行更新： (参见图20):

1. 选择需更新的设置
2. 编辑内容
3. 点击’Update更新’键
4. 点击’Apply 应用’键

多重更新在完成步骤1-3时,更新信息即会发送到传感器,所有更新会在完成第四步时生效。

通过类似步骤即可在Web界面查阅测量信息。选中您需查阅的测量信息,信息将会以图形窗口展示在菜单窗口下端。在查阅完毕侯,您可以使用‘Close graph window关闭图形窗口’键来关掉图形窗口。

请参阅附录了解Web界面菜单结构的完整描述。

重置传感器

在IP配置中进行改动后,传感器需要进行复位设置这些改动才能生效。复位可通过物理移除电源（即通过以太网连接器卸下电源）,或通过Web界面的复位软件实现。如图22所示。

如果改动IP配置是为了使用DHCP,传感器可能在复位重启后拥有一个新的IP地址,那么这时有必要使用Jomitek的设备定位器程序在网络上来定位新的地址。

传感IP配置的设置

通过在Web界面步骤Settings（设置）⇒tcpip,对传感器的IP配置进行设置。当使用DHCP的选项处于’false’状态,即可手动对IP地址、网关和子网进行设置。

在IP配置中进行改动后,传感器需要进行复位设置这些改动才能生效。

设置电缆导体配置

I3传感器可对从简单的单相位导体电缆至更复杂的三相位导体或者四相位导体的不同类型电缆进行测量。在Web界面,通过步骤Settings（设置）⇒i3⇒estimator（估算）⇒estimator_mode（估算模式）来选择相应的导体配置来对不同类型电缆进行测量。

请参阅附录了解可用的导体模型完整列表。

高级配置

高级配置和调试可通过FTP、Telnet 和Lua接口来实现。

使用FTP界面

可通过FTP协议端口21对I3传感器内存进行访问。使用FTP客户端程序（例如FileZilla）,并通过用户名’service‘和密码’service1234‘进行登录。

登录成功后,您将可访问以下三个文件夹：

• 储存配置文本和脚本的conf文件夹。
• 可上传软件和固件更新文件的firmware文件夹。
• 储存传感器系统的Log日志文件的log文件夹。

使用Telnet命令行界面

针对高级的维修和调试任务,可通过使用Telnet的有限命令行界面来访问和配置I3传感器。该界面可通过运用一个标准的Telnet 客户端在端口23连接到传感器IP地址。 Putty是一个开放源码且可免费使用,因此建议使用Putty。

在配置Putty时,请确保开启’Implicit CR in every LF’每个LF的隐藏CR和’Implicit LF in every CR’每个CR的隐藏LF。

请参阅附录了解现可用的Telnet命令列表。

使用Lua脚本界面

I3传感器自带可运行Lua的嵌入式脚本引擎编程语言。该脚本引擎可支持高级配置和传感器的动态重新配置。

通过Putty在端口2840连接至传感器IP地址来连接Lua命令行提示符。

Lua界面旨在用于高级配置和调试,且需由有相关经验者操作运用。

IEC 60870-5-104协议的使用和配置

IEC 60870-5-104 (以下简写为’104′) 的应用层协议可用于将传感器信息从传感器传输到 SCADA系统或者到执行104协议的其他数据聚集装置。其中,TCP/IP协议套件用于确保传输可靠的数据。此外,104协议支持在应用层上的信息排序。104客户端应连接到传感器的TCP端口2404。

传感器支持数据点和协议设置的灵活配置。数据点可基于各种触发进行传输,触发点可包括变化,周期性设置,手动请求,或者请求数据的询问命令。传感器可通过不同配置来实现IEC 104标准定义的所有功能,或者传感器也可使用小型子集来进行简单应用。

在’iec104’下的名叫settings.conf文件夹可设置104协议。设置需与SCADA客户端定义的协议设置匹配,并符合IEC标准。互操作性的要求可在IEC 104标准的第9章通过填写进行记录。传感器重定义的参数概况如下：

三个.csv文件用于在数据点内映射内部传感器测量,该数据点可通过IEC 104客户端进行访问。宏启用的Excel文件用于生成这些.csv文件,且所有数据映射的更改应该在该 Excel文件中应用。在Excel文件中有三个附表,每个附表生成一个.csv文件。三个附表分别命名为： ‘iec104_analogue’,’iec104_digital’ 和 ‘iec104_commands’,他们通过映射IEC104协议来定义模拟测量和数字测量。’iec104_analogue’附表截屏如下图：

竖列清单:

• address 地址 数据点的地址, [1-65535]
• type 型号 IEC 104型 (参见IEC 60870-5-104第九章的互操作列表)
• data 数据 内部传感器变量名
• interrogation 问询 数据点属于的问询组别,可为：’global’ 或者’groupX’,X在 1-16区间
• spontaneous 自发 如数据点需一变化即发送,设置为 true
• cyclic 循环 如数据点需定期发送,设置为 true
• absmin 触发最小值 触发自动发送的最小数据值的绝对变化。这可避免在数据值低的情况下频繁发送数据点。
• absmax 触发最大值 触发自动发送的最大数据值的绝对变化
• rel 相对变化百分比 触发自动发送的数据值相对变化之百分比。例如,设置rel = 10,对于一个数据值为500的数据点,自动发送值为450或者550。
• desc 说明 数据点和单位的简短说明。此说明将被用于Web界面的工具提示。

请参见以下传输阈值absmin, absmax和rel的图形示例:

在’iec104_digital’表中,数字值的任何改变都将触发自动传输的设置为true。因此, ‘iec104_digital’ 表不设置任何absmin, absmax和rel,且 ‘iec104_digital’ 表中模拟表用’background后台’取代 ‘cyclic循环’ 列。由于该两列都被用于在固定的时间间隔内触发传输,因此使用 ‘cyclic循环’ 列的模拟值与使用 ‘background后台’列类似。

此外,传感器支持所有IEC 104命令,且这些命令可用于调用任何功能或者在传感器中定义任何所要求的设置。然而,根据不同的应用和传感器支持的不同协议,也许不需要IEC 104命令。在Excel 表中的‚iec104_commands‛附表在数据点地址中映射一个内部变量。

由于 IEC 104协议运用TCP/IP,在某些情况下,使用Wireshark.来调试通讯流是有用的。

更新固件传感器

较低版本的I3传感器固件可通过以下简单三个步骤进行新版本升级：

1. 运用用户名service和密码service1234将I3传感器连接至FTP界面。
2. 将两个升级文件image.bin和checksum.txt,传输到/service/firmware目录。
3. 通过Web界面重置I3传感器。

I3传感器将重启以升级更新固件,此过程需要几分钟的时间。在升级完成后,I3传感器将自动重启。

更新传感器软件

I3传感器上的高级软件 (如脚本,配置文件等) 可通过以下简单三个步骤进行新版本升级：

1. 运用用户名service和密码service1234将I3传感器连接至FTP界面。
2. 将升级文件filesys.tar, 传输到/service/firmware目录。
3. 通过Web界面重置I3传感器。

I3传感器起将重启,解压并应用新软件。在更新完成后,重新配置传感器的IP地址是由必要的。

传感器有效质量的重新配置

‘conf/identity.conf‘和’conf/settings.conf‘文件在对一个特定I3传感器的配置和定制中起到关键核心的作用。能够对处于一系列传感器中的特定传感器进行信息更新,或者在无需进行检索、编辑以及对传感器进行逐个上载配置文件的情况下对某个特定设置进行更新是至关重要的。

Jomitek的Mass Reconf Tool工具包及其包含的功能可有效满足这些需求。除了以上提及的.conf文件,I3传感器不断对以.reconf变体（’identity.reconf‘和’settings.reconf‘）的形式的文件进行更新检查,这使在.conf文件中对特定参数进行增量更新可以实现,且此过程中不影响其余参数。

终端用户可以选择使用自己的工具来生成Lua格式的.reconf文件,或使用Excel表中的宏提供的功能作为替代选择,去进行大规模的传感器管理。该宏可在（Excel 2007或更高版本）或（Excel中97-2003）下载。

请仔细阅读Excel文档中的用户手册表,并注意,在自动分配.reconf文件更新时需要WinSCP工具。

疑难解答

Jomitek为I3初级套件提供一年免费的邮件基础支持。

如有任何问题,请发送邮件至Jomitek技术支持：support@jomitek.dk。

附录

Web 界面菜单结构

为了支持手动配置、测试、以及功能核实,I3传感器带有可提供简单GUI的Web服务器。

• Reset options复位选择,执行设备的完全复位,将重启处理器,以及重新加载所有配置文件。
• Settings设置,为’conf/settings.conf‘文件提供基于Web的概览以及修改选择。
• Identity身份,为’conf/identity.conf‘文件提供基于Web的概览以及修改选择。
• Device state设备状态,是针对主要数据表（数据库）的一个Web概览,该概览由从’conf/data.conf‘中的框架生成。
• Download measurement snapshots 下载测量截屏,呈现在文件系统（挥发性数据）中的RAM部分下的’web/m/‘ 文件夹中可找到至.wav文件的连接视图。
• View measurement snapshots 查看测量截屏,通过简单的Web图形工具呈现上述中的.wav文件内容。
• Live measurements 现场测量,通过使用简单的Web图形工具用于查看在主数据表内被选中参数的实时更新值。

从默认的I3传感器主网页顶部起：

可通过使用右上端的连接对map指引 (客户端加载)和地址信息进行切换,’See location information见地址信息’。其目的是为了能保证传感器本身能识别其位置并容易形象化。源数据由’conf/identity.conf‘文件萃取。完整地址串包括：现场地址、城市、邮编和国家。对于地图,WGS84坐标的输入格式必须为十进制'<纬度>,<经度>’,如’55.822051, 12.488554’。

在位置信息链接下,主信息通过拥有信息’folders文件夹’的树视图结构呈现,且可扩展该文件夹。根据信息类型,最低级的扩展要么充当执行相关命令的按钮、文件下载的链接、根据请求内容扩展主页面的底部部分的链接,要么在特定参数值情况下,在可编辑的文本框里插入该值。

Main folder主文件夹（顶层图标）展示I3传感器设备本身,包括一些主要的状态和标识参数。设备文本使用以下参数组装：来自’conf/identity.conf‘的’type类型’和’serial_number序列号’,MAC地址使用特殊系统调用以及处理器核心温度使用其他系统调用。当鼠标光标定位在文件夹上时,将会显示服务器端的网页负载时间（GMT）的额外信息。

Reset options重置选项拥有一个复位主设备按钮。当传感器需启动运行时,一个复位命令将被发送至传感器,且Web客户端将被设置为自动重载。如果情况出现异常,请重新加载页面,并检查IP地址在重置后是否正确。

Settings设置信息文件夹显示被’conf/settings.conf‘文件定义的数据库。任何基于Web修改的参数将在.conf文件中被直接更新。请注意,大多数参数的变化将需要复位后才能生效。这个文件夹连同文件夹Identity和Device state,皆是在Lua（在此情况下为‘CONFIG’）中的直接映射。因此在子文件夹和参数名称中的字符是不包含’space空格’,或者其他特殊字符的。这样可提供的额外好处是,在Lua数据表中的任何修改都将直接反应在下次重载的网页上。

值得注意的是,大多数在Settings设置文件夹中的参数都可通过将光标选中该参数来获取说明。对其他文件夹中的参数也是同理。网页基本参数更新的说明和基本数据格式验证可通过conf/description.csv文件,或者通过在IEC104数据点映射.csv文件进行定义,如conf/iec104_analogue.csv。

Database数据库子文件夹为主要的Lua数据表定义一些高级行为设置。

i3子文件夹包括一系列I3传感器特定配置选项：

• calibration校准为电流和电压提供简单线性调节缩放选项。该校准仅在需对电压进行细调的情况下运用,也支持电压至电流相位的一般调整,但必须在有高信赖度的参考测量信息显示校准必要性的情况下方才使用。例如,在变压器的中压侧测量的电流,并且在变压器的低压侧测量的电压
• estimator估算为位置估计算法的定义高级设置。通过点击文件夹图标,即可进行特殊视图。这扩大了主页面底部以包括I3传感器的简单示意图（小版默认型）,包括模型的前四个导体的位置估计。该示意图可用作基本完整性的检查,已确认估算器是否合理到位。absolute_threshold绝对阈值、relative_threshold相对阈值、和计时器字段为开始新的位置估算周期定义。其中,前两个阈值在估算误差上运作（Device state设备状态⇒state 状态⇒estimator_error估算误差）,计时器字段是一个循环计时器。estimator_mode估算模式定义运作的估算计的几何类型。点击此参数即可得到一个特殊视图,该视图可提供所有使用的模式示意图。点击示意图可自动更改使用的模式。在接下来的位置估算周期内即可查看结果。
• event_settings 事件设置为测量事件定义触发点。
• phase_identification 阶段识别为电流测量命名和连接提供设置列表。
• post_processing 后加工为原始测量数据的RMS执行计算定义处理步骤。flip_direction_of_current（默认值: false）可用于扭转电流信号,并由此翻转有功功率计量（能量流动方向）信号。请注意,在默认设置（false）情况下,正极活性功率流通过从底部（I3传感器的封盖处）向顶部（I3传感器空白面）馈送而被定义。测量值的RMS读出信息被分成两个维度。首先,通过quick_time定义,可实现为Web界面使用提供近乎瞬时的真实RMS测量。默认设置为1秒。第二,通过average_time定义,可实现为SCADA/自动读数提供真实的RMS平均窗口,默认设置为60秒。
• voltage_setup 电压设置定义高电压功率,单位为pF,用于电压测量。Lua后台处理将值转换成可在传感器系统内部使用的适当比例因子。

iec104 列出了用于 IEC 60870-5-104协议配置的所有主要参数,包括用于地址匹配的文件链接和参数类型定义。

logging 日志记录为确定放入系统日志的事件或者错误类型提供参数选择。通过FTP见 /log。在一般情况下,不需要对这些设置进行更改。

tcpip 为是否使用dhcp提供选择。Dhcp的默认设置为 true。IP、网关地址和子网掩码也在此定义（仅用于当dhcp=false）。请注意,如果在启动过程中设备出现严重错误,它会恢复到在conf/panic.ip文件中定义的IP配置；如果无法加载,使用以下硬编码设置：dhcp=false, gateway=192.168.135.100, ipv4=192.168.135.18, subnet=255.255.255.0。在 DHCP模式中,如果出现无法连接任何 DHCP服务器,传感器将自动在IP范围为 169.254.1.0至169.254.254.255中进行分配来与RFC 3927章节2.1匹配。

在Web部分的参数可定义用于Web服务（默认值为80）的端口,以及用于连接以下两种情况的说明文件的文件路径,它们分别为：（1）通过Web界面的基本参数验证（’boolean’, ‘integer’, ‘float’, ‘string’, ‘ipv4’）,（2）当光标指示所在的参数而显示的文字说明。

Identity 身份文件夹包括为特定设备的所有位置和命名相关的信息。应始终单独进行编辑或者生成。作为地址的识别文本,参数应包括地址、城市、邮编、国家、地址名和地址描述。地址名可以是变电站的名字或者参考信息,地址描述可以为详细到线缆部和／或被计量的相位。此外,如手册中提到,地址还可以通过WGS84坐标以 ‘<纬度>,<经度>’十进制格式进行详细说明。serial_number序列号设置该与Jomitek设备序列号相匹配,或者由操作者进行自定义。在这方面需要注意的是,设备中唯一的硬编码标识符是由MAC地址唯一分配的。如果留空的话,类型参数将基于对可访问的外围设备的设备内部检查来自动设置运行时间。自定义命名可作为替代选择。

Device state 设备状态反应Lua数据表信息。它包括从测量节点开始的测量数据层次,每个相位都可作为测量信息的主来源,部分层面上的后处理总结（1-3相位的测量值的平均值和合计）。在每个测量节点下,将反应以下测量参数：

• phase_current是相对于传感器主基准的电流相位,单位为度,通常电压输入属于phase 01（相位01）。
• phase_delta 是配对的电压和给定相的电流之间的相位差,单位为度。超前电压被定义为阳性。
• phase_voltage 是相对于传感器主基准的电压相位,单位为度,通常电压输入属于 phase相位01。
• power_factor 是功率因素,被定义为活性功率P,由视在功率S分割。
• rms_apparent_power 是视在功率（电流RMS乘以电压RMS所得）,单位为kVA。
• rms_current 是RMS电流,单位为A。
• rms_reactive_power 是无功功率,单位为kVAr。
• rms_real_power 是有功功率,单位为 kW。
• rms_voltage 是RMS电压,单位为 kV。
• thd_current 是电流的总谐波失真。
• thd_voltage 是电压的总谐波失真。

除了THD总谐波失真测量,所有以上值都基于’CONFIG.i3.post_processing.average_time’ RMS 平均窗口。 THD总谐波失真测量基于最新频率分析（硬编码来运行所有有功电压和电流输入,每10分钟运行一次）。

相位测量是不适用断面测量节点的,否则以上所提及的相同参数将会出现,除此之外,主测量信道的’main_harmonic_frequency’（默认值为电压相位为01）也将出现。

除了相位和断面测量节点外,一个 ‘state状态’节点可显示传感器单元的状态。

• estimator_error 估算错误是对相位的最后完成的物理位置估算的数字错误结果。
• mac_address MAC地址可用于提供对传感器单元的唯一识别。
• resource_alert 值为1,即当RAM或者闪存骤降低于1MB时,或者10个连续周期的处理器负荷为 100%时。
• processor_temperature 是处理器的温度,单位为摄氏度。在正常运作时,温度应保持低于 75度。这个温度测量可用于指示导体的问题,当然要取决于安装条件。

导体模型

I3传感器需要一个物流导体配置模型来进行电流估算。从以下模型中选择正确的模型并在Web界面中做相应设置。

Telnet命令

• help
• cd <dir>
• cdrive <num>
• tasks
• cat <file>
• mv <old> <new>
• rm <name>
• mkdir <dir>
• getfree
• format <num> <format>
• pwd
• ls <[dir]>
• reset

help

– 显示 Telnet命令列表

cd <dir>

– 更改目录

cdrive <num>

– 更改驱动器号

tasks

– 显示正在运行的任务列表

cat <file>

– 显示文件内容

mv <old> <new>

-移除或者重命名文件或目录

rm <name>

– 删除文件或目录

mkdir <dir>

– 创建目录

getfree

– 获取驱动器的可用空间

format <num> <format>

– 驱动器格式化

pwd

– 显示当前工作目录

ls <[dir]>

– 当前工作或指定目录的内容列表

reset

– 重启I3传感器