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以色列 SATEC EM920電能質量分析儀,采用模塊化附加模塊設計,計量精度可達 0.05%,性能優于 0.2S 級貿易結算標準。搭載 16MB 大容量存儲,4 路波形記錄儀,支持高速暫態捕捉,滿足 EN50160、IEC 61000 系列標準。
以色列SATEC EM920電能質量分析儀產品介紹
SATEC EM920 eXpertmeter? 是一款插座式*電能分析儀,具備精密測量與擴展能力。
EM920 獨有的 “附加模塊” 模塊化設計,是其擁有出色通用性的關鍵;該設計開創性地將智能化、控制與通信功能集成至電氣計量設備。SATEC 的附加模塊理念,可根據不斷變化的需求對電表進行配置,既節省現場調試時間,也避免后期高昂的設備更換成本。技術升級可對原有老舊設備進行賦能改造,快速、經濟地響應不斷變化的市場需求。
EM920 eXpertmeter?*電能表,性能超越 0.2S 級貿易結算計量要求。設備配備大容量長期存儲器,用于存儲負荷與趨勢曲線;內置*電能質量分析功能,可檢測并記錄對電力系統有危害的波形事件與故障電流。
相較于普通電能表,EM920 eXpertmeter?可采集更大體量的實時數據,實現更快分析、更優決策。用戶可獲取更全面的數據信息,在降低成本的同時提供更*的服務。
| 參數 | 滿量程 @輸入范圍 | 精度 %讀數 | 精度 %滿量程 | 測量條件 | 量程 | ||
| 電壓 V1?V3 | 120/207 × PT 變比 @120V | 0.05 | ±0.05 | 1%?140% | 0~999000V | ||
| 電壓 V1?V3 | 69/120 × PT 變比 | 0.1 | ±0.05 | 1%?140% | 0~999000V | ||
| V4 電壓(計算) | 69/120 × PT 變比 | — | ±0.5 | 5%?140% | — | ||
| 線電流 I1?I4 | CT 一次電流 | ±0.06 | ±0.06 | 1%?200%In | 0~100000A | ||
| 故障電流 I1?I4 | CT 一次電流 | ±0.5 | — | 200%?1000%In | 0~100000A | ||
| 有功功率 | 3×V 滿量程 ×CT/1000 | 0.2 | — | PF | ≥0.5* | -10000000~+10000000kW | |
| 無功功率 | 3×V 滿量程 ×CT/1000 | 0.3 | 0.04 | PF | ≤0.9* | -10000000~+10000000kvar | |
| 視在功率 | 3×V 滿量程 ×CT/1000 | 0.2 | 0.02 | PF | ≥0.5* | 0~10000000kVA | |
| 功率因數 | 1 | — | 0.3 | PF | ≥0.5;I≥2%FSI | -0.999~+1.000 | |
| 頻率?50Hz | 50Hz | — | ±0.02 | 40?65Hz | 40.00?64.99Hz | ||
| 頻率?60Hz | 60Hz | — | ±0.02 | 45?70Hz | 45.00?69.99Hz | ||
| 總諧波畸變 THD | 999.9 | 1.5 | 0.1 | THD≥1%;V(I)≥10%FSV(FSI) | 0?999.9 | ||
| 總需量畸變 TDD | 100 | — | 1.5 | TDD≥1%;I≥10%FSI | 0?100 | ||
| 有功電能輸入輸出 | — | ANSI C12.20 20 級 0.2S | — | — | 0?999999.99MWh | ||
| 無功電能輸入輸出 | — | IEC62053?22 0.5S 級(0≤ | PF | ≤0.9) | — | — | 0?999999.99Mvarh |
| 視在電能 | — | IEC62053?22 0.2S 級 | — | — | — | ||
| 對稱分量?電壓 | 電壓滿量程 | 1 | — | 10%?120%FS | 同電壓量程 | ||
| 對稱分量?電流 | 電流滿量程 | 1 | — | 10%?120%FS | 同電流量程 | ||
| 故障區間對稱分量?電流 | 電流滿量程 | 3 | — | 200%?1000%FS | ±180.0° | ||
| 相角 | — | 1° | — | * | |||
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交流電壓輸入 3 路電壓 + 1 路中性輸入;50/60Hz;高輸入阻抗>10MΩ - 標準參考電壓 Un:57.73~120V 相電壓(經 PT);線電壓 100?207V。 - RMS 電壓范圍 0?144V;電能質量測量峰值 288V。 - 最大線?線電壓:500V 有效值。 - 帶電?地短時過電壓:240V 有效值;暫態過電壓 1.5kV 峰值。 - 啟動電壓:0.1% Un。 - 每相功耗<0.2VA。 - 1 分鐘相?地抗過壓 4000V 交流。 - 額定沖擊電壓 6000V 峰值。 - 端子:C12.10 標準插座刀片端子。 > 未來選項:Un=277V 相電壓(無需 PT),線電壓 480V。 |
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交流電流輸入 3 路(可選 4 路)電流輸入,電氣隔離。 - 基礎型號額定 In=5A(TA=2.5A);Imax:10A、20A。 - 可測最大短路電流 10×In。 - In=5A 時每相功耗<0.2VA。 - 啟動電流:0.1% In。 - 1 秒非重復耐受過流 50×In。 - 隔離耐壓 4000V 交流。 - 端子:C12.10 插座刀片端子。 |
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高速狀態數字輸入 光隔數字輸入 - 標配 2DI:干接點,內部 24VDC 饋電。 - 可選模塊 8DI。 - 開路電阻>1MΩ;閉合電阻<100Ω。 - 采樣 1ms;絕緣耐壓 2500VAC/1min。 |
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EM920 的合規體系覆蓋電能質量方法與計量精度兩條線。電能質量方面,設備符合 EN 50160 電能質量標準,且性能指標優于該標準的要求;同時滿足 IEC 61000-4-7、IEC 61000-4-15 與 IEC 61000-30 標準,并支持 ITI(CBEMA)曲線,可用于把電壓擾動放到通用容忍度曲線上加以評價。 計量方面,有功電能輸入輸出符合 ANSI C12.20 20 級 0.2S 要求,量程覆蓋至 999999.99 兆瓦時;無功電能輸入輸出為 IEC62053-22 的 0.5S 級(功率因數在 0 至 0.9 區間);視在電能為 IEC62053-22 的 0.2S 級。電壓測量精度可達讀數的 0.05%,線電流在 1% 至 200% 額定電流區間為 ±0.06%,故障電流在 200% 至 1000% 區間為 ±0.5%。 接口安全方面同樣有依據:電壓輸入端 1 分鐘相地抗過壓為 4000 伏交流,額定沖擊電壓 6000 伏峰值;電流輸入隔離耐壓為 4000 伏交流;高速狀態數字輸入采用光隔形式,絕緣耐壓 2500 伏交流歷時 1 分鐘。設備還具備多級密碼保護
影響 EM920 讀數可信度的因素首先是互感器誤差。設備與現場之間隔著電壓互感器和電流互感器,互感器自身的比差與角差會直接進入結果;對此 EM920 提供變壓器與線路損耗補償功能,最多支持 8 點互感器誤差修正,正確填入修正點可以明顯改善系統級精度,反之若修正數據本身不準確,反而會引入新的偏差。 其次是測量區間。電壓在滿量程 1% 至 140% 區間內精度為讀數的 0.05%,線電流在 1% 至 200% 額定電流區間為 ±0.06%,故障電流在 200% 至 1000% 區間放寬到 ±0.5%。諧波類指標也有前提:總諧波畸變需 THD 不小于 1% 且電壓或電流不低于滿量程 10% 時才達到 1.5% 的讀數精度,總需求畸變要求電流不低于滿量程 10%,功率因數測量則要求電流不低于滿量程的 2%。 此外,啟動電壓與啟動電流均為額定值的 0.1%,輕載條件下的相對偏差會被放大;頻率測量同樣只在系統標稱值附近有效,50 赫茲系統覆蓋 40 至 65 赫茲,60 赫茲系統覆蓋 45 至 70 赫茲。
EM920 捕捉瞬時事件依靠的是高密度的波形采樣與專用的檢測回路。設備每周期的采樣點數可在 32 至 1024 點之間配置,配置得越密,波形細節保留得越完整;配合專用檢測通道,在 60 赫茲工況下最短可識別 17 微秒的暫態,這類持續時間極短的擾動在常規周期測量中極易被漏掉。 被觸發的事件交由 4 路波形記錄儀保存,形成可供回放的記錄,用來還原事件發生前后的電壓與電流形態。設備同時評估多項電能質量指標,并支持 ITI(CBEMA)曲線,把電壓擾動按幅值和持續時間放到業界通用的容忍度曲線上比較,判斷其是否越界,而不是只看單一限值。 時間基準是整個分析的基礎。EM920 通過 IRIG-B 或以太網 SNTP 完成時間同步,時間精度 1 毫秒,多臺設備之間的事件因此可以直接按時間先后排序;配合 16 兆字節的長期存儲,可保存長達數月的采集數據,供事后逐段回看,不必擔心關鍵時段的數據被覆蓋。
判斷 EM920 是否匹配,可從安裝形式、電壓電流接口和通信協議三方面入手。安裝形式上,它采用符合 C12.10 標準的插座刀片端子,適合已有插座式電表底座的場合直接替換;若現場是螺釘端子接線的新建屏柜,則需要先確認底座形式能否匹配,必要時同步更換底座。 電壓與電流接口也要核對。設備提供 3 路電壓加 1 路中性輸入,標準參考電壓為經電壓互感器接入的 57.73 至 120 伏相電壓,對應線電壓 100 至 207 伏;未來還可選配 277 伏相電壓、480 伏線電壓且無需電壓互感器的版本。電流側提供 3 路輸入并可選增至 4 路,彼此電氣隔離,基礎型號額定電流為 5 安,最大可測短路電流為 10 倍額定電流。 通信方面,設備可通過 MODBUS、DNP3.0 與 MV90 協議同步通信,若站點已建成其中某一種抄表體系,通??梢灾苯咏尤攵槐亓斫ㄍǖ?,這對改造項目控制工作量十分關鍵。若現場還需要就地讀數或增加開關量采集,可另行選配遠程顯示模塊與 8 路數字輸入模塊,而不必改動主體設備,后期需求變化時也留出了調整余地。
解讀 EM920 的數據,可以從長期趨勢、事件波形和諧波來源三條線索展開。長期趨勢依托 16 兆字節長期存儲器保存的數月數據,包括負荷曲線、分時電價數據、最大值與最小值以及自定義報表,用來回答負荷如何變化、峰谷出現在哪些時段,為容量規劃和電價策略提供依據。 事件波形依托 4 路波形記錄儀與高速暫態檢測,最短可捕捉 60 赫茲工況下 17 微秒的暫態;結合支持 ITI(CBEMA)曲線的評價方法,可以判斷某次電壓擾動落在容忍度曲線的哪一側,再配合 1 毫秒精度的時間同步,把多個測點的事件按先后排序,厘清擾動沿電網傳播的路徑。 諧波來源的判斷則依靠設備本地的定向諧波功率流向功能:它不只是給出各次諧波的幅值,還指示諧波功率的流向,幫助區分擾動究竟來自電網側還是用戶側,從而定位故障誘因。實時示波圖則用于直觀評估當前波形,快速確認是否存在明顯畸變或異常振蕩。
EM920 eXpertmeter 是 SATEC 推出的一款插座式電能分析儀,采用符合 C12.10 標準的插座刀片端子,可直接替換現場原有的插座式電表。它把精密計量、電能質量分析和數據長期記錄集中在一臺設備里,計量精度可達 0.05%,性能優于 0.2S 級貿易結算要求。 設備內置 16 兆字節長期存儲器,用于保存負荷與趨勢曲線;電能質量一側配備 4 路波形記錄儀,可檢測并記錄對電力系統有危害的波形事件與故障電流,同時支持實時示波,讓使用者直接觀察當前波形。每周期采樣點數可在 32 至 1024 點之間配置,高速暫態檢測在 60 赫茲工況下最短可捕捉 17 微秒的暫態。 與普通電能表相比,它能采集更大體量的實時數據,因而分析更快、決策依據更充分。設備還具備多級密碼保護以防止非授權訪問,并支持 IRIG-B 與以太網 SNTP 兩種時間同步方式,時間精度達到 1 毫秒,為事件排序和責任界定提供了統一時基。由于體積與接口都沿用插座式電表的形制,它可以在不改動屏柜結構的前提下完成升級,這也是它被大量用于既有站點改造的原因。
安裝和使用 EM920 有幾個要點。首先是插座式結構的特殊性:設備依靠符合 C12.10 標準的刀片端子取得信號,插接前必須確認底座規格匹配、刀片無變形與氧化,插接不到位會造成接觸電阻升高,既影響讀數也可能引起發熱;插座式電表的插拔屬于高風險操作,須嚴格按規程執行并做好防護。 其次是輸入限值。電壓側有效值測量范圍為 0 至 144 伏,電能質量測量峰值為 288 伏,最大線電壓為 500 伏有效值,帶電對地短時過電壓為 240 伏有效值、暫態過電壓 1.5 千伏峰值;電流側基礎型號額定電流為 5 安,最大可測短路電流為 10 倍額定電流,1 秒非重復耐受過流為 50 倍額定電流,超出這些限值會直接影響設備安全。 再次是數字輸入與訪問管理。標配 2 路光隔數字輸入為干接點、內部 24 伏直流饋電,開路電阻大于 1 兆歐、閉合電阻小于 100 歐,采樣周期 1 毫秒,也可選配 8 路模塊;同時應啟用多級密碼保護,避免運行參數被非授權修改。
EM920 投運可按四步推進。第一步是插座安裝:在做好安全措施之后,把設備插入符合 C12.10 標準的插座底座,確認電壓刀片與電流刀片接觸可靠。由于是插座式結構,電壓與電流回路隨插接一并接通,安裝效率明顯高于螺釘接線方式,但仍需確認底座規格匹配。 第二步是參數配置。設置電壓互感器與電流互感器變比,并根據需要啟用變壓器與線路損耗補償功能,該補償最多支持 8 點互感器誤差修正,可同時修正電壓互感器與電流互感器的偏差,對長距離線路和老化互感器的站點尤其有用。 第三步是啟用記錄與分析功能。配置 4 路波形記錄儀的觸發條件與每周期采樣點數(32 至 1024 點可選),開啟高速暫態檢測,并設定長期存儲中需要保留的負荷曲線、分時電價數據和自定義報表。 第四步是打通通信與時間同步。按現場條件選擇 MODBUS、DNP3.0 或 MV90,配置地址與相關參數;同時接入 IRIG-B 或以太網 SNTP 時間源,把時間精度控制在 1 毫秒以內,并設置多級密碼防止非授權訪問。
EM920 eXpertmeter 系列主要面向電力公用事業的互聯點、需要詳實數據用于規劃的各類變電站,也可安裝在重要用戶的進線側,實現高品質供電監測。 一個很有價值的用法是改造老舊變電站。這類站點原本幾乎沒有監測數據,而 EM920 采用插座式結構,可以直接替換原有的插座式電表,無需改動盤面開孔和二次接線,就能取得過去無法得到的監測信息,改造成本與停電時間都遠小于整機更換,也避免了對運行多年的一次回路做額外改動。 它的長期監測與存儲能力同樣契合規劃類需求:可保存長達數月的采集數據,記錄分時電價數據、負荷曲線、最大值與最小值以及自定義報表,這些都是規劃與運行人員需要的基礎資料。此外,設備支持 MODBUS、DNP3.0 與 MV90 多種協議同步通信,在采集電能質量事件的同時不影響既有抄表鏈路。設備本地還能直接查看諧波工況,并憑借獨有的定向諧波功率流向功能定位故障誘因,值班人員不必等到后臺出報表就能對現場情況作出初步判斷。
EM920 最突出的特點是它獨有的附加模塊設計。這一設計開創性地把智能化、控制與通信功能集成到電氣計量設備之中,用戶可以根據不斷變化的需求對電表進行配置,既節省現場調試時間,也避免后期高昂的設備更換成本;技術升級還能對原有老舊設備賦能改造,快速、經濟地響應新的業務需求。 相比之下,普通電能表的功能在出廠時即已固定,一旦業務需要新增脈沖計數輸入或電能脈沖輸出,往往只能整機更換。EM920 則提供附加輸入輸出插槽,可加裝脈沖計數輸入或輸出電能脈沖,并可選配 8 路數字輸入模塊和遠程顯示模塊,后者用 LED 前面板就地顯示讀數,方便現場巡檢。 計量與質量能力同樣更強:精度可達 0.05%,優于 0.2S 級貿易結算要求;配備 4 路波形記錄儀與實時示波功能;本地即可查看諧波工況,并憑借獨有的定向諧波功率流向功能定位故障誘因。這些能力讓它在同一測點上同時滿足結算與診斷兩類需求。