一.概述
KANT**-E4Y系列液晶顯示網絡多功能電力儀表,是針對電力系統、工礦企業、公用設施、智能大廈的電力監控需求而設計的。它能高精度的測量所有常用的電力參數,如三相電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數、四象限電以及電壓電流及其2-31次諧波含量測試等功能。采用寬視角、帶白色背光的液晶來顯示儀表測量參數和電網系統的運行狀態信息,儀表面板帶有四個編程鍵盤,用戶可現場方便的實現顯示切換、儀表參數編程設置,具有很強的靈活性。本系列多功能電力儀表還具備多種擴展功能的輸出方式可供選擇:RS485的數字接口可實現儀表組網通訊功能; 3路模擬量(4-20mA/0-20mA)輸出功能可實現電能和電量的變送輸出功能;4路開關量輸入和2路開關量輸出功能可實現本地或遠程的開關信號監測和控制輸出功能( “遙信”和“遙控”功能)。
二.型號說明
代碼示例:
KANT96-E4YHFK 表示外形為96方形液晶顯示多功能儀表,具有全部電參量和四象限電能測試以及諧波、復費率功能,并附帶2路開關量輸入、2路開關量輸出。
KANT96-E4YHFK /M1 表示外形為96方形液晶顯示多功能儀表,具有全部電參量和四象限電能測試以及諧波、復費率、電力質量分析功能,并附帶1路模擬量變送輸出。
三.技術參數
性 能 | 參 數 | ||
輸
入
測
量
顯
示 | 網 絡 | 單相、三相三線、三相四線 | |
電
壓 | 額定值 | AC 100V、220V、380V(訂貨時請說明)等 | |
過負荷 | 持續1.2倍 瞬時:2倍/10s | ||
功 耗 | ≤1VA(每相) | ||
阻 抗 | ≥300kΩ | ||
精 度 | RMS測量,精度等級0.5 | ||
電
流 | 額定值 | AC1A、5A(訂貨時請說明) | |
過負荷 | 持續1.2倍 瞬時:10倍/10s | ||
功 耗 | ≤0.4VA(每相) | ||
阻 抗 | ≤20mΩ | ||
精 度 | RMS測量,精度等級0.5 | ||
頻 率 | 40~60Hz, 精度0.1 Hz | ||
功 率 | 有功、無功功率,精度0.5% | ||
電 能 | 四象限電能計量,有功精度0.5%,無功為1% | ||
顯 示 | 可編程設置、切換、循環3排LED顯示 | ||
電源 | 工作范圍 | AC、DC 80~270V | |
功 耗 | ≤1VA | ||
輸出 | 數字接口 | RS485、MODBUS-RTU協議 | |
開關量輸出 | 2路繼電器無源輸出250V AC(5A)/30VDC(0.5A) | ||
開關量輸入 | 4路干接點開關量輸入 | ||
變送輸出 | 1~3路4-20mA模擬量輸出 | ||
環境 | 工作環境 | -10~55℃ | |
儲存環境 | -20~75℃ | ||
安全 | 耐 壓 | 輸入和電源≥2kV; 輸入和輸出≥2kV; 電源和輸出 ≥1.5kV | |
絕 緣 | 輸入、輸出、電源對殼>5MΩ | ||
電磁兼容 | ◆靜電放電抗擾度試驗:IEC-61000-4-2 4級:測試電壓:8kV; ◆電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗: IEC-61000-4-4 3級:測試電壓:輸入1kV,輔助電源2kV ; ◆浪涌(沖擊)抗擾度試驗:IEC-61000-4-5 4級:共模4kV電壓測試; |
四.安裝與接線:
1.安裝尺寸:
單位:mm
公司外型尺寸代號 | 面框尺寸(a*b) | 開孔尺寸(s*y) | 安裝深度 |
42 | 120×120 | 111×111 | 85 |
96 | 96×96 | 91×91 | 85 |
80 | 80×80 | 76×76 | 85 |
72 | 72×72 | 68×68 | 85 |
2、安裝方法
(1):在固定的配電柜上,選擇合適的地方開一個s*y(mm)的安裝孔。
(2):取出儀表,取下固定夾。
(3):將儀表安裝插入配電柜中。
(4):插入儀表的固定夾。
3.端子與接線:
備注:請以儀表上的接線圖為準
4. 典型接線:
(1):電源:
KANT**-E4Y系列液晶顯示網絡多功能電力儀表具備通用的(AC/DC)電源輸入接口,不作特殊聲明,提供的是220V AC/DC電源接口的標準產品,儀表可接受的極限的工作電壓為AC/DC:80-270V,請保證所提供的電源適用于本系列的產品,以防止損壞產品.
A.采用交流電源建議在相線一側安裝1A的熔斷器.
B.對于臨時性電力品質較差的地區中, 建議在電源回路中安裝浪涌抑制器防止雷擊以及快速脈沖群抑制器。
(2)輸入信號:
KANT**-E4Y系列儀表采用了每個測量通道單獨采集的計算方式,保證了使用時*一致、對稱,其具有多種接線方式,適用于不同的負載形式。注:具體接線方式見儀表本身所帶接線圖。
方式1(3CT): 三相四線的工作方式,有N線。
三相四線電壓直接接入方式 三相四線電壓經互感器接入方式
方式2(2CT): 三相三線的工作方式
三相三線電壓直接接入方式 三相三線電壓經互感器接入方式
A.電流輸入;標準額定輸入電流為5A,大于5A的情況應使用外部CT。如果使用的CT上連有其它儀表,接線應采用串接方式,去除產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。建議使用接線端子,不要直接接入CT ,以便于拆裝。
B. 要確保輸入電壓、電流相對應,相序一致,方向一致;否則會出現功率、電能的數值和符號錯誤!!
C. 儀表輸入網絡的配置根據系統的CT個數決定,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、儀表編程中設置的輸入網絡LINE應該同所測量的負載的接線方式一致,不然會導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,電壓能夠測量和切換顯示電網的相電壓和線電壓。
D.儀表的三相電壓輸入回路需加1A左右的熔斷器。
(3):開關量輸入輸出(過流報警接點為DO2):
4DI 2DI 2DO
(4)模擬量變送輸出
3路變送輸出 2路變送輸出 1路變送輸出
(5)電源、電能脈沖輸出、RS485:
電源 電能脈沖 RS485
A.KANT**-E4Y系列液晶顯示網絡多功能電力儀表具有1路集電極開路的光耦脈沖。
B. KANT**-E4Y系列儀表提供異步半雙工RS485通訊接口,采用MODBUS-RTU協議,各種數據信息均可在通訊線路上傳送,理論上一條線路可以同時連接多達128個儀表,每個儀表均可設定其通訊地址(ADDr),通訊速率(baud)也可通過設置選擇。建議通訊連接使用屏蔽雙絞線,屏蔽層接大地,最末端儀表的A、B之間加匹配電阻,阻值范圍為120Ω-10kΩ
五.顯示信息及用戶編程
1.顯示信息說明
KANT**-E4Y系列液晶多功能電力儀表具備大視窗LCD藍色字體、高亮度白色背光,顯示區包括3行4位數值顯示,1行9位電能數字及日期時間顯示和開關狀態顯示、單位及各種測量標識。可測量電網中全部的電力參數,如:各相電流、分相有功功率及總有功功率、分相無功功率及總無功功率、分相視在功率及總視在功率、頻率、分相功率因數、總功率因數、相電壓、線電壓以及4個四象限電能(吸收有功電能、釋放有功電能、感性無功電能、容性無功電能)等電量。還可選4種費率8個時段的復費率電能計量(僅復費率表具有)、電流、電壓總諧波含量和2-31次分次諧波含量(僅諧波表具有)及電力質量分析參數。全部的電量信息都保存儀表內部的電量信息表中,儀表的LCD顯示其部分信息,而通過儀表的RS485通訊接口可訪問采集全部電量數據。
2. 典型顯示界面及查看流程圖圖
(1)常規電力參數查詢
KANT**-E4Y儀表在開機瞬間顯示儀表的版本信息,之后顯示三相電流,在按動和后按下圖循環顯示所有被測電力參數,下行四象限電能讀數為二次側,實際電能度數須乘以電壓變比和電流變比。如圖上圖所示:
備注:1.四象限電能為感性無功電能(正)、容性無功電能(負)、吸收有功電能(正)、
釋放有功電能(負),為循環顯示。
2.日期、時間有復費率功能的儀表顯示。
(2)諧波參數查詢(僅諧波多功能表具有諧波測量顯示功能)
儀表在正常顯示界面下,按動“”鍵一次將切換到電壓總諧波含量顯示界面,之后按動依次循環顯示電流總諧波含量,電壓2-31次分次諧波含量、電流2-31次分次諧波含量。
(3)電力質量參數(僅具有電力質量分析功能儀表有此顯示功能)
儀表在正常顯示界面下,按動“”鍵將切換到電壓電流不平衡度顯示界面,之后按動依次循環顯示電壓波峰系數、電流K系數、電話波形因子。
電壓電流不平衡度(UF):三相供電系統中,如果缺相或三相的電壓、電流有效值不等,或者三個相電壓或電流的相位差不為120度時,則稱此三相電壓或電流不平衡。在電流電壓平衡的情況下UF均為0.0%。
電壓波峰系數(CF):電壓波峰系數為電壓諧波疊加后可能出現的值(基波峰值與所有諧波的峰值疊加)與有效值的比值,如考慮電壓畸變對線路絕緣配合的影響則需要注
意電壓峰值。無諧波情況下CF值為1.414。
電流K系數(KF):電流K系數是用來標識變壓器因為諧波而產生的熱效應的一個數值。這是一個計算值。K系數越高,因為諧波造成的發熱越嚴重,與KVA一起使用來選擇替換變壓器來處理非線性、諧波數值高的負載。K系數變壓器:這種變壓器可以標識熱效應。對諧波比較大的負載,比如一臺K-4的變壓器等同于可承受4倍一般變壓器正常的發熱情況。理想情況下KF值為1.00。
電話波形因子(TF):諧波干擾會引起通訊系統的噪聲,降低通話的清晰度,耳朵和話機對于50Hz的電壓電流的靈敏度很低,對于1KHz附近的電壓電流的靈敏度,在歐洲采用國際電報電話咨詢委員會用噪聲權系數Pn計入各次諧波對電信的干擾,用電話波形因子(TF)來
表示。理想情況下值為0.00%。
(4)復費率電度(有復費率功能儀表可顯示)
具有復費率計量功能的儀表可以將一天最多設置為8個時段4種費率的分時計價功能,電能顯示為二次側電能,實際電能需乘以電壓變比和電流變比的積。
儀表在正常顯示界面下,按動“”鍵將切換到復費率電能“本月尖”顯示界面,之后按動依次循環顯示本月峰、本月平、本月谷、本月、上月尖、上月峰、上月平、上月谷、上月、上上月尖、上上月峰、上上月平、上上月谷、上上月、尖、峰、平、谷等分別代表本月、上月、上上月和當日電量的尖、峰、平、谷的電度數。
備注:1.抄表日為自然月,每月月底的23:59:59跳到次月1日00:00:00時,自動會把當月有功電能的尖、峰、平、谷數值放入上月有功電能的尖、峰、平、谷數值中,上月有功電能的尖、峰、平、谷數值放入上上月有功電能的尖、峰、平、谷數值中,同時本月有功電能的尖、峰、平、谷數值清零。
2.上圖中對上月峰、上月平、上月谷和上上月峰、上上月平、上上月谷的電能顯示圖省略,按左右鍵即可顯示。
3:用戶編程操作
(1)按鍵使用說明
在測量模式下,普通多功能儀表,按一次進入編程設置模式;諧波多功能儀表按 一次進入分次諧波查詢,按二次進入編程設置模式;復費率多功能表,按一次進 入復費率查詢,按二次進入編程設置模式;諧波復費率多功能表,按一次進入諧 波查詢,按二次進入復費率查詢,按三次進入編程設置模式;全功能儀表,按一 次進入電力質量分析查詢,按二次進入諧波查詢,按三次進入復費率查詢;按四 次進入編程設置模式; 在編程模式下,用于返回上級菜單 | |
在測量模式下,按該鍵對顯示項目向上翻頁 在編程模式下,用于同級菜單的四位數循環移位(被選中位處于閃爍狀態) | |
在測量模式下,按該鍵對顯示項目向下翻頁 在編程模式下,用于同級菜單的所選位的數值修改(被選中位處于閃爍,范圍0-9) | |
在編程模式下,用于確認菜單項目的選擇和參數的修改 |
(2)菜單的組織結構:
儀表開機正常顯示后,按下“”鍵,切換到的顯示界面,按回車 鍵,顯示“0001”,鍵入密碼“0002”后,再次按回車 鍵,進入菜單編程界面,按左右鍵依次顯示如下:
備注:在已退到編程界面第二層菜單的情況下,按一下面板的“SET”鍵,面板會顯示“SAVE”,下方顯示“YES”并閃爍,如果不想保存修改的數據,那么按“SET”鍵直接退出,如果想保存數據,那么在“YES”狀態下按確認鍵保存退出。
級菜單 | 第二級菜單 | 說 明 | |
0-9999 | 電壓變比設置 | 例:35KkV/100V即設為0350 | |
0-9999 | 電流變比設置 | 例:2000A/5A即設為0400 | |
3P3L、3P4L | 接線方式:三相三線、三相四線制 | ||
380、100 | 電壓等級:380V、100V | ||
5、1 | 電流等級:5A、1A | ||
1-247 | 儀表通訊地址:范圍1-247, | ||
9.600、19.20 2.400、4.800 | 通訊波特率,出廠默認為9600bps | ||
電能清零,按回車鍵即實現(一旦按下CLrE,電能數據將不能恢復,請慎重選擇操作) | |||
0000 | 2路開出量遠方觸發方式設置: 設置 = 0000為電平方式 設置≠0000為脈沖方式,設置數據為脈沖寬度,單位:ms | ||
on/oFF | 儀表上電時軟件版本號顯示 開/關 | ||
0000-9999 | A相過流報警值設置(如2.5A設置為2500) 如設置≠0000時,在相應的電流值啟動過流報警,同時第二路開出遠動控制失效。 | ||
--、 I.A、I.b、I.C、 U.A、U.b、U.C | 第1、2、3路變送輸出對象設置, -- 表示無變送輸出, I.A、I.b、I.C表示變送對象分別設置為A、B、C相電流 U.A、U.b、U.C表示變送對象分別設置為A、B、C相電壓。 | ||
(3)使用要求:
所有的儀表在次使用的時候,請檢查儀表的參數同所在配電系統中需要的參數的一致性。例如,對于AC380V 200A/5A的線路中需要配置AC380V 200A/5A的儀表。用戶也可以根據實際需要對儀表重新進行編程設置。同樣一個表,對于400A/5A的線路中,只需要將儀表的CT變比CT修改為80就可以了。 在一般情況下,儀表后面的標簽中都標注了儀表的類型參數和出廠設置參數。在正確配置儀表后,按照實際的要求對儀表進行正確的接線,對輔助電源、輸入信號和輸出信號按說明書操作說明中進行。
(4)菜單流程圖:
(5)編程舉例:
1、修改電流變比:將100/5A,修改為500/5A。
按“”鍵,出現“PASS-0001”字樣;按和鍵,修改密碼為0002,按鍵,出現“Ct.”字樣;按鍵,出現“0020”,通過和鍵的配合,將數字設置為”0100”,按保存,再按鍵,出現“SAUE/yES”字樣,按保存退出,則變比修改成功。
2、修改通訊參數:將儀表地址1,波特率9600bps;修改為地址8,波特率4800bps.
按“”鍵,出現“PASS-0001”字樣;按和鍵,修改密碼為0002,按鍵,出現“Addr”字樣,按一次鍵,出現“0001”,通過和鍵的配合,將“0001”改為“0008”;按1次鍵確認;再按鍵,在出現“bAUd” 字樣,按一次鍵,出現“9600”,通過和鍵的配合,將“9600”改為“4800”按1次鍵確認,再按1次“”鍵,出現“SAUE/yES”字樣,按鍵保存退出,則修改成功。
六、通訊協議
1:協議介紹
本系列多功能網絡電力儀表提供串行異步半雙工RS485通訊接口,采用MODBUS-RTU協議,各種數據訊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32個網絡電力儀表 ,每個網絡電力儀表均可設定其通訊地址(Address No.),不同系列儀表的通訊接線端子號碼不同,通訊連接應使用帶有銅網的屏蔽雙絞線,線徑不小于0.5mm2。布線時應使通訊遠離強電電纜或其他強電場環境,推薦采用T型網絡的連接方式,不建議采用星形或其他的連接方式。
MODBUS—RTU通訊協議:MODBUS協議在一根通訊線上采用主從應答的通訊連接方式,首先,計算機的信號尋址到一臺地址的終端設備(從機),然后終端設備發出的應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據流(半雙工的工作模式)。
MODBUS協議只允許在主機(PC,PLC等)和終端設備之間通訊,而不允許獨立的終端設備之間的數據交換,這樣各終端設備不會在它們初始化時占據通訊線路,而于響應到達本機的查詢信號。
主機查詢:查詢消息幀包括設備地址碼、功能代碼、數據信息碼、校驗碼。地址碼表明要選中的從機設備;功能代碼告之被選中的從設備要執行何種功能,例如功能代碼03或04是要求從設備讀寄存器并返回它們的內容;數據段包含了從設備要執行功能的其它附加信息,如在讀命令中,數據段的附加信息有從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數量;校驗碼用來檢驗一幀信息的正確性,為從設備提供了一種驗證消息內容是否正確的方法,它采用CRC16的校準規則。
從機響應:如果從設備產生一正常的回應,在回應信息中有從機地址碼、功能代碼、數據信息碼和CRC16校驗碼。數據信息碼則包括了從設備收集的數據:如寄存器值或狀態。如果有錯誤發生,我們約定是從機不進行響應。
傳輸方式是指一個數據幀內一系列獨立的數據結構以及用于傳輸數據的有限規則,下面定義了與MODBUS協議-RTU方式相兼容的傳輸方式。此處我們采用的字節:1個起始位、8個數據位、無奇偶校驗位,1個停止位,CRC校驗。
數據幀的結構:即:報告格式
地址碼 :在幀的開始部分,由一個字節(8位二進制碼)組成,十進制為0~255,在我們的系統中只使用1~247,其它地址保留。
功能碼:告訴被尋址到的終端執行何種功能。下表列出本系列儀表所支持的功能碼,以及它們的意義和功能。
數據碼:包含了終端執行特定功能所需要的數據或者終端響應查詢時采集到的數據。這些數據的內容可能是數值、參考地址或者設置值。例如:功能碼告訴終端讀取一個寄存器,數據碼則需要指明從哪個寄存器開始以及讀取多少個數據,而從機數據碼回送內容則包含了數據長度和相應的數據。
校驗碼:錯誤校驗(CRC)域占用兩個字節,包含了一個16位的二進制值。CRC值由傳輸設備計算出來,然后附加到數據幀上,接收設備在接收數據時重新計算CRC值,然后與接收到的CRC域中的值進行比較,如果這兩個值不相等,就發生了錯誤。
通訊報文舉例:1.讀數據(功能碼:03/04):此功能允許用戶獲得設備采集與記錄的數據及系統參數。主機一次請求的數據個數沒有限制,但不能超出定義的地址范圍。下面的例子是讀地址為12的從機讀6個采集到的基本數據UA、UB、UC、IA、 IB 、IC (數據幀中數據每個地址占用2個字節,UA的開始地址為 00:00H開始,數據長度為6:06H個字。)
數據幀查詢(主機)
響應數據幀(從機)
表明UA=3E8H(100.0),UB=3E9H(100.1),UC=3E7H(99.9),IA=1380H(4.992),
IB=1388H(5.000),IC=138AH(5.002)
2:通訊數據的相關說明:
該系列測量值用Modbus-RTU通訊規約的03或04號命令讀出。
通訊值與實際值之間的對應關系如下表:(約定Val_t為通訊讀出值,Val_s為實際值)
注:地址1CH中,bit0到bit7分別表示PA、PB、PC、PZ、QA、QB、QC、QZ的符號,1表示負號。Bit8、bit9、bit10、bit11,表示開入狀態,bit12、bit13分別表示開出1、開出2的狀態,這個字節可以通過10H命令寫入數據,實現遙控功能。
3:MODBUS-RTU通訊地址信息表:
地址 | 參數 | 含義 | 類型 | 地址 | 參數 | 參數 | 類型 |
00H | PT | 電壓變比 | int | 15H | PFC | C相功率因數 | int |
01H | CT | 電流變比 | int | 16H | PFZ | 總功率因數 | int |
02H | UA | A相電壓 | int | 17H | SA | A相視在功率 | int |
03H | UB | B相電壓 | int | 18H | SB | B相視在功率 | int |
04H | UC | C相電壓 | int | 19H | SC | C相視在功率 | int |
05H | UAB | AB線電壓 | int | 1AH | SZ | 總視在功率 | int |
06H | UBC | BC線電壓 | int | 1BH | F | 頻率 | int |
07H | UCA | CA線電壓 | int | 1CH | DIO | FPQ開入 | int |
08H | IA | A相電流 | int | 1DH |
|
| |
09H | IB | B相電流 | int | 1EH | 正向有功電能 | 壓縮BCD碼 | |
0AH | IC | C相電流 | int | 1FH |
|
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0BH | PA | A相有功功率 | int | 20H | 負向有功電能 | 壓縮BCD碼 | |
0CH | PB | B相有功功率 | int | 21H |
|
| |
0DH | PC | C相有功功率 | int | 22H | 感性無功電能 | 壓縮BCD碼 | |
0EH | PZ | 總有功功率 | int | 23H |
|
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0FH | QA | A相無功功率 | int | 24H | 容性無功電能 | 壓縮BCD碼 | |
10H | QB | B相無功功率 | int | 25H |
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11H | QC | C相無功功率 | int | 26H |
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12H | QZ | 總無功功率 | int | 27H |
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13H | PFA | A相功率因數 | int | 28H |
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14H | PFB | B相功率因數 | int | 29H |
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七.功能模塊
1.開關量(繼電器)輸出:
本系列儀表可提供2路繼電器(或光耦)的開關量輸出功能,繼電器輸出接點容量為250VAC(5A)/30VDC(0.5A),繼電器接點為常開,動作時閉合。繼電器可以通過儀表附帶的RS485通訊在相應的寄存器中寫入1,遠動控制繼電器閉合,寫入0,控制繼電器分開,實現儀表的“遙控”功能,繼電器的狀態在儀表面板上出現相應的DO1和DO2配合指示。
2. 開關量輸入:
本系列儀表可提供2路或4路開關量輸入功能。開入量采用干接點開關信號輸入方式,無需外部供電。當外部接通的時候,經過儀表開關輸入模塊采集其為接通信息,則面板上方的出現DI1-DI4指示,當外部斷開的時候,則相應指示熄滅。開關量輸入模塊不僅能夠采集和顯示現場的開關信息,同時可以通過儀表的RS485接口實現遠程傳輸功能,即“遙信”功能。
3. 過流報警功能
本系列儀表也可以選配一路過流報警功能,報警對象僅限A相電流,報警值可以通過面板設置輸入,如需報警電流動作值為2.5A,則將“0000”設置為“2500”即可。此時第二路開出量功能被關閉。
過流報警功能和開關量輸出功能只能選其一。
4. 模擬變送輸出
本系列儀表也可以選配1~3模擬量變送輸出功能,(默認輸出為4-20mA),選擇模擬量輸出的時候,在菜單中必須正確選擇需要變送的對象。
八.訂貨說明及
簽定合同時,請詳細寫明所需型號、輸入信號變比,輸出要求以及擴展功能模塊等相關內容。
如 96型液晶網絡多功能電力儀表,輸入10/0.1kV,200/5,帶4DI+2DO。
則型號為:KANT96-E4YK AC10/0.1kV 200/5A