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德國Janitza UMG512?PRO電能質(zhì)量分析儀技術(shù)參數(shù)
| 外形尺寸:\(138^{+0.8}\ \text{mm}\ (5.43^{+0.03}\ \text{in}) × 138^{+0.8}\ \text{mm}\ (5.43^{+0.03}\ \text{in})\) | ||||
| 時(shí)鐘?溫度范圍 ?40?°C(?40?°F),精度 ±5?ppm(約每年 3 分鐘誤差) | ||||
| IK07,符合 IEC 62262 標(biāo)準(zhǔn) | ||||
| 下述參數(shù)適用于設(shè)備運(yùn)輸與存儲工況:跌落高度 1?m(39.37?in);溫度 ?25?°C(?13?°F)~ +70?°C(158?°F) | ||||
| 工作溫度范圍 | ?10?°C(14?°F)~ +55?°C(131?°F) | |||
| 相對濕度 | 25?℃環(huán)境下 5~95% RH,無凝露 | |||
| 工作海拔 | 海拔 0~2000?m(1.24?英里) | |||
| 污染等級 | 2 級 | |||
| 安裝姿態(tài) | 垂直直立安裝 | |||
| 通風(fēng)要求 | 無需強(qiáng)制通風(fēng) | |||
| 固體異物及防水防護(hù)?前面板 / 背部 | 前面板 IP40(EN60529);背部 IP20(EN60529) | |||
| 接線端子規(guī)格(電流測量) | ||||
| 可接導(dǎo)體:每個(gè)端子僅允許接入一根導(dǎo)線! | ||||
| 導(dǎo)線類型 | 線徑范圍 | |||
| 單芯、多股、細(xì)絞合導(dǎo)線 | 0.2?4.0?mm2,AWG 28?12 | |||
| 非絕緣線鼻子 | 0.2?2.5?mm2,AWG 26?14 | |||
| 絕緣線鼻子 | 0.2?2.5?mm2,AWG 26?14 | |||
| 擰緊扭矩 | 0.4?0.5?N·m(3.54?4.43?lbf·in) | |||
| 剝線長度 | 7?mm(0.2756?in) | |||
| 接線端子規(guī)格(剩余電流監(jiān)測) | ||||
| 可接導(dǎo)體:每個(gè)端子僅允許接入一根導(dǎo)線! | ||||
| 項(xiàng)目 | 參數(shù) | |||
| 可接導(dǎo)線截面積 | 0.2?1.5?mm2,AWG 28?16 | |||
| 擰緊扭矩 | 0.2?0.25?N·m(1.77?2.21?lbf·in) | |||
| 剝線長度 | 7?mm(0.2756?in) | |||
| 線纜長度 | ≤30?m(32.81?碼)可用非屏蔽線纜;>30?m 必須使用屏蔽線纜 | |||
| 溫度測量輸入 | ||||
| 電阻量程 | 測量不確定度 | |||
| 500?Ω~2.6?kΩ,測溫范圍 ?55?°C(?67?°F)~ +175?°C(347?°F) | ±1.5% 量程 | |||
| 350?Ω~2.6?kΩ,測溫范圍 ?40?°C(?40?°F)~ +300?°C(572?°F) | ±1.5% 量程 | |||
| 60?Ω~280?Ω,測溫范圍 ?99?°C(?146?°F)~ +500?°C(932?°F) | ±1.5% 量程 | |||
| 600?Ω~2.8?kΩ,測溫范圍 ?99?°C(?146?°F)~ +500?°C(932?°F) | ±1.5% 量程 | |||
| 接線端子規(guī)格(數(shù)字輸入 / 輸出) | ||||
| 可接導(dǎo)體:每個(gè)端子僅允許接入一根導(dǎo)線! | ||||
| 項(xiàng)目 | 參數(shù) | |||
| 可接導(dǎo)線截面積 | 0.2?1.5?mm2,AWG 28?16 | |||
| 擰緊扭矩 | 0.2?0.25?N·m(1.77?2.21?lbf·in) | |||
| 剝線長度 | 7?mm(0.2756?in) | |||
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- 2 路數(shù)字輸出,共地;光耦隔離,不支持短路保護(hù) - 供電:20?30?V 直流(SELV/PELV 安全特低電壓) - 最大開關(guān)電壓:60?V 直流 - 開關(guān)電流:最大 50?mA 有效值(交流 / 直流) - 響應(yīng)時(shí)間(Jasic 程序):200?ms - 最大開關(guān)頻率:20?Hz - 線纜長度:≤30?m(32.81?碼)非屏蔽;>30?m 使用屏蔽線纜 |
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| 測量功能總表 | ||||
| 功能 | 符號 | 精度等級 | 測量量程 | 顯示量程 |
| 總有功功率 | P | 2 級(IEC61557?12) | 0~15.3?kW | 0?W~9999?GW * |
| 總無功功率 | QA、QV ? | 2 級(IEC61557?12) | 0~15.3?kvar | 0?var~9999?Gvar * |
| 總視在功率 | SA、SV ? | 1 級(IEC61557?12) | 0~15.3?kVA | 0?VA~9999?GVA * |
| 總有功電能 | Ea | 2 級(IEC61557?12) | 0~15.3?kWh | 0?Wh~9999?GWh * |
| 總無功電能 | ErA、ErV ? | 2 級(IEC61557?12) | 0~15.3?kvarh | 0?varh~9999?Gvarh * |
| 總視在電能 | EapA、EapV ? | 1 級(IEC61557?12) | 0~15.3?kVAh | 0?VAh~9999?GVAh * |
| 頻率 | f | 0.02 級(IEC61557?12) | 15~440?Hz | 15?Hz~440?Hz |
| 相電流 | I | 0.5 級(IEC61557?12) | 0.005~7?A 有效值 | 0?A~9999?kA |
| 實(shí)測中性線電流 | IN | 0.5 級(IEC61557?12) | 0.005~7?A 有效值 | 0?A~9999?kA |
| 剩余電流 I5、I6 | IDIFF | 1 級(IEC61557?12) | 0~40?mA 有效值 | 0?A~9999?kA |
| 計(jì)算中性線電流 | INc | 1.5 級(IEC61557?12) | 0.005~21?A | 0?A~9999?kA |
| 相?中性點(diǎn)電壓 | UL?N | 0.5 級(IEC61557?12) | 10~600?V 有效值 | 0?V~9999?kV |
| 線?線電壓 | UL?L | 0.5 級(IEC61557?12) | 18~1000?V 有效值 | 0?V~9999?kV |
| 功率因數(shù) | PFA、PFV | 2 級(IEC61557?12) | 0.00~1.00 | 0~1 |
| 短時(shí)閃變、長時(shí)閃變 | Pst、Plt | A 級 (IEC61000?4?15) | 0.4?Pst~10.0?Pst | 0~10 |
| 電壓暫降 | Udip | 0.5 級(IEC61557?12) | 10~600?V 有效值 | 0?V~9999?kV |
| 電壓暫升 | Uswl | 0.5 級(IEC61557?12) | 10~600?V 有效值 | 0?V~9999?kV |
| 瞬態(tài)過電壓 | Utr | 0.5 級(IEC61557?12) | 10~600?V 有效值 | 0?V~9999?kV |
| 電壓中斷 | Uint | ? | 時(shí)間精度 ±1 個(gè)周期 | ? |
| 電壓不平衡度 1) | Unba | 0.5 級(IEC61557?12) | 10~600?V 有效值 | 0?V~9999?kV |
| 電壓不平衡度 2) | Unb | 0.5 級(IEC61557?12) | 10~600?V 有效值 | 0?V~9999?kV |
| 電壓諧波?) | Uh | 2 級 (IEC61000?4?7) | 最高 3?kHz | 0?V~9999?kV |
| 電壓總諧波畸變率?) | THDu | 2.0 級(IEC61557?12) | 最高 3?kHz | 0%~999% |
| 電流諧波?) | Ih | 2 級 (IEC61000?4?7) | 最高 3?kHz | 0?A~9999?kA |
| 電流總諧波畸變率?) | THDi | 2.0 級(IEC61557?12) | 最高 3?kHz | 0%~999% |
電能質(zhì)量分析儀選型的核心在于兩項(xiàng)底層指標(biāo)
影響 Janitza UMG512-PRO 讀數(shù)的主要因素來自互感器、接線和環(huán)境三部分。首先是電流互感器本身的變比誤差與相位誤差,高精度測量要求互感器在額定一次電流下保持良好線性度,若互感器飽和或二次側(cè)接觸不良,功率與諧波結(jié)果都會(huì)明顯失真。其次是電壓取樣的接入點(diǎn),如果電壓取自受諧波污染嚴(yán)重的支線,測得的畸變率就不能代表整段母線的真實(shí)水平。 接線質(zhì)量同樣關(guān)鍵。裝置電流測量端子限定每個(gè)端子只接一根導(dǎo)線,若壓接不緊或線徑超出零點(diǎn)二到四平方毫米的范圍,接觸電阻會(huì)隨溫度變化而漂移,讀數(shù)隨之緩慢偏移。剩余電流通道信號微弱,量程僅到四十毫安,線纜超過三十米而沒用屏蔽線時(shí),空間干擾會(huì)直接疊加到讀數(shù)上。 環(huán)境條件方面,工作溫度超出負(fù)十到正五十五攝氏度或出現(xiàn)凝露,都會(huì)讓內(nèi)部基準(zhǔn)與采樣通道偏離標(biāo)定狀態(tài);海拔超過兩千米時(shí)散熱與絕緣裕度同步下降。此外,裝置溫度測量輸入的不確定度為量程的百分之一點(diǎn)五,判斷時(shí)應(yīng)把這一不確定度計(jì)入邊界,避免把正常波動(dòng)誤判為異常。
選裝 Janitza UMG512-PRO 之前,先要確認(rèn)三件事:柜面能否開出一百三十八毫米見方的方孔、柜內(nèi)是否具備電壓和電流取樣條件、通訊鏈路能否通達(dá)。該裝置為面板式結(jié)構(gòu),開孔公差控制在正的零點(diǎn)八毫米以內(nèi),安裝姿態(tài)必須垂直直立;如果柜門厚度或橫梁位置不允許垂直嵌入,就需要重新安排盤面位置。 接線方面,電流測量端子每個(gè)端子只允許接入一根導(dǎo)線,可接受單芯、多股和細(xì)絞合導(dǎo)線,裸線線徑為零點(diǎn)二到四平方毫米,使用絕緣或非絕緣線鼻子時(shí)收窄到零點(diǎn)二到二點(diǎn)五平方毫米,剝線長度統(tǒng)一為七毫米,擰緊扭矩控制在零點(diǎn)四到零點(diǎn)五牛米。剩余電流監(jiān)測回路的端子截面更小,為零點(diǎn)二到一點(diǎn)五平方毫米,扭矩降到零點(diǎn)二到零點(diǎn)二五牛米,且信號線長度在三十米以內(nèi)可用非屏蔽線,超過三十米必須換成屏蔽線,否則干擾會(huì)淹沒毫安級的漏電信號。 環(huán)境上,工作溫度范圍為負(fù)十到正五十五攝氏度,相對濕度在二十五攝氏度條件下為百分之五到九十五且不凝露,海拔不超過兩千米,污染等級為 2 級。若柜內(nèi)夏季溫度會(huì)超過上限,則要考慮移位或加強(qiáng)散熱。
解讀 Janitza UMG512-PRO 的報(bào)表,應(yīng)當(dāng)先看諧波,再看閃變,最后結(jié)合暫降事件做交叉判斷。諧波部分主要關(guān)注電壓總諧波畸變率和各次諧波幅值,裝置給出的總諧波畸變率為 2.0 級,最高分析到三千赫茲。判斷時(shí)不能只看某一時(shí)刻的數(shù)值,而要看全天曲線:如果畸變率隨生產(chǎn)負(fù)荷同步升高、停機(jī)后回落,問題多半來自本側(cè)的非線性負(fù)載;若畸變與自身負(fù)荷無關(guān),則需要向上游電網(wǎng)追查。 閃變部分要看短時(shí)閃變與長時(shí)閃變兩條曲線,裝置按 IEC61000-4-15 評定為 A 級,評價(jià)范圍覆蓋零點(diǎn)四到十倍短時(shí)閃變。短時(shí)值反映的是十分鐘內(nèi)人眼可感知的燈光波動(dòng)程度,長時(shí)值則是對多個(gè)短時(shí)段做的統(tǒng)計(jì)合成,更適合用來評價(jià)一個(gè)班次或一整天的供電質(zhì)量水平。 最后是事件關(guān)聯(lián)。裝置對電壓暫降、暫升、瞬態(tài)過電壓均為 0.5 級,電壓中斷的時(shí)間標(biāo)注精度為一個(gè)周期。把事件發(fā)生的時(shí)刻與諧波、溫度、剩余電流曲線對齊,通常就能區(qū)分出是外部電網(wǎng)擾動(dòng),還是內(nèi)部設(shè)備故障引起的電壓跌落。
Janitza UMG512-PRO 與只做電度計(jì)量的多功能表最大的區(qū)別在于測量等級和分析深度。它的閃變通道按 IEC61000-4-15 評定為 A 級,而普通儀表往往只給出電壓有效值和功率,根本不評價(jià)閃變;它的諧波分析按 IEC61000-4-7 評定為 2 級,可分辨到三千赫茲,而一般表計(jì)只做到有限幾次諧波。電能質(zhì)量事件方面,暫降、暫升、瞬態(tài)過電壓和電壓不平衡度均按 IEC61557-12 給出 0.5 級評價(jià),電壓中斷的時(shí)間標(biāo)注精度達(dá)到一個(gè)周期。 第二個(gè)區(qū)別是通道的完整性。該裝置除三相電壓電流之外,還留出了剩余電流通道和溫度測量輸入,溫度通道支持多檔電阻量程,最高可覆蓋負(fù)九十九到正五百攝氏度的測溫范圍,不確定度為量程的百分之一點(diǎn)五。普通儀表通常需要額外加裝測溫儀或漏電繼電器才能拿到這些數(shù)據(jù)。 第三個(gè)區(qū)別是通訊與集成能力。它同時(shí)提供 Profibus、以太網(wǎng)和 RS485 三類接口,便于接入不同年代建設(shè)的監(jiān)控系統(tǒng);兩路數(shù)字輸出為光耦隔離,可用于越限告警或聯(lián)動(dòng)。時(shí)鐘在負(fù)四十?dāng)z氏度條件下仍有正負(fù)五百萬分之一的精度,年誤差約三分鐘,保證長時(shí)間記錄的時(shí)間軸可靠。
Janitza UMG512-PRO 的多數(shù)測量項(xiàng)都按 IEC61557-12 給出精度等級,這是一部針對電力計(jì)量與監(jiān)測裝置性能評定的國際規(guī)范。具體來看,總有功功率、總無功功率、總有功電能、總無功電能與功率因數(shù)均為 2 級,總視在功率與總視在電能為 1 級,頻率達(dá)到 0.02 級;相電流、實(shí)測中性線電流、相與中性點(diǎn)之間電壓、線與線之間電壓、電壓暫降、暫升、瞬態(tài)過電壓以及兩類電壓不平衡度均為 0.5 級,剩余電流通道為 1 級,計(jì)算得到的中性線電流為 1.5 級。 諧波相關(guān)的部分遵循 IEC61000-4-7,電壓諧波與電流諧波都標(biāo)為 2 級,總諧波畸變率標(biāo)為 2.0 級;閃變則依據(jù) IEC61000-4-15,短時(shí)閃變與長時(shí)閃變均為 A 級,這也是判斷該裝置能否用于正式電能質(zhì)量評估的關(guān)鍵依據(jù)。 外殼與防護(hù)方面,前面板 IP40 與背部 IP20 按 EN60529 評定,抗沖擊 IK07 符合 IEC62262。數(shù)字輸出端供電被限定在二十到三十伏直流,屬于安全特低電壓范疇,符合 SELV 與 PELV 的界定,二次回路與人員可觸及部分之間的隔離因此有了明確依據(jù)。
Janitza UMG512-PRO 的諧波測量建立在對電壓與電流波形的高速采樣之上。裝置先按周期把交流波形離散化,再用頻譜分解的辦法把非正弦波拆成基波與各次諧波分量,據(jù)此給出各次諧波的幅值以及總諧波畸變率。資料標(biāo)注的電壓諧波與電流諧波分辨能力最高可到三千赫茲,并依據(jù) IEC61000-4-7 評定為 2 級,電壓與電流總諧波畸變率均標(biāo)注為 2.0 級。 閃變部分遵循 IEC61000-4-15 的方法,通過對電壓波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)處理得出短時(shí)閃變值和長時(shí)閃變值。資料給出的評價(jià)區(qū)間覆蓋零點(diǎn)四到十倍短時(shí)閃變,裝置本身被列為 A 級,也就是說它既能給出瞬時(shí)波動(dòng)的量化結(jié)果,也能支撐較長時(shí)段的可接受性判斷。 需要說明的是,諧波與閃變的結(jié)果并不是孤立數(shù)字,它們與該裝置同周期記錄的電壓有效值、頻率與不平衡度相互印證。當(dāng)某次諧波升高同時(shí)伴隨接頭溫度升高或剩余電流增大時(shí),運(yùn)維人員就能把電氣異常與物理發(fā)熱聯(lián)系起來,從而更快鎖定問題出在哪一段回路。
Janitza UMG512-PRO 是一臺按 A 級要求設(shè)計(jì)的電能質(zhì)量分析儀,同時(shí)承擔(dān)電力參數(shù)計(jì)量與運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測兩類任務(wù)。它采用一百三十八毫米見方的面板式結(jié)構(gòu),開孔尺寸與常見的方形盤面儀表相近,可以直接嵌入低壓開關(guān)柜的柜門或儀表室,替換原有盤表而不必重新排布柜內(nèi)空間。設(shè)備要求垂直直立安裝,背部不需要強(qiáng)制通風(fēng),因此在元件密集的配電柜內(nèi)也能長期連續(xù)運(yùn)行。 在功能上,它以三相電壓和三相電流為輸入,實(shí)時(shí)算出有功功率、無功功率、視在功率以及各自的電能累積量,并同步給出功率因數(shù)與系統(tǒng)頻率。在此基礎(chǔ)之上,裝置繼續(xù)完成諧波分解、短時(shí)閃變與長時(shí)閃變評價(jià)、電壓暫降與暫升的事件捕捉。除此之外,它還預(yù)留了剩余電流通道和溫度測量通道,可以把漏電趨勢與母排或電纜接頭的溫升并入同一套記錄。 外殼防護(hù)方面,前面板達(dá)到 IP40,背部為 IP20,均按 EN60529 評定;外殼抗沖擊能力為 IK07,符合 IEC 62262 的要求。這樣的組合使它適合工廠配電室、樓宇配電間以及需要長期無人值守的場合。
Janitza UMG512-PRO 裝機(jī)后的接入工作分三步走。第一步是物理鏈路:裝置同時(shí)提供 Profibus、以太網(wǎng)和 RS485 三類接口,現(xiàn)場按監(jiān)控系統(tǒng)既有的總線類型擇一接入即可,通常不必額外增加協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)。若上位機(jī)距離較遠(yuǎn),需要注意總線本身的敷設(shè)規(guī)范,避免把通訊線與動(dòng)力電纜長距離并行。 第二步是點(diǎn)表配置。裝置可輸出三相電壓電流、功率、電能、功率因數(shù)、頻率、諧波與閃變指標(biāo),同時(shí)還有剩余電流和溫度通道的數(shù)據(jù)。接入時(shí)不必把全部量都搬到數(shù)據(jù)庫,通常按用途分層:能耗統(tǒng)計(jì)取電能和功率,電能質(zhì)量評估取諧波、閃變與暫降事件,設(shè)備狀態(tài)取溫度和剩余電流。 第三步是時(shí)間同步與投運(yùn)校驗(yàn)。裝置內(nèi)置時(shí)鐘在負(fù)四十?dāng)z氏度條件下精度為正負(fù)五百萬分之一,年誤差約三分鐘,投運(yùn)時(shí)應(yīng)先校時(shí)并寫入運(yùn)行記錄,保證事件順序與上級系統(tǒng)一致。兩路數(shù)字輸出可用于越限告警,它們?yōu)楣怦罡綦x且共地,最大開關(guān)電壓六十伏直流、最大開關(guān)電流五十毫安有效值,響應(yīng)時(shí)間為二百毫秒,最高開關(guān)頻率二十赫茲,接入外部繼電器時(shí)要按這個(gè)能力留出余量。
Janitza UMG512-PRO 主要服務(wù)于工廠配電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心和樓宇供配電系統(tǒng)三類場景,解決的是電壓擾動(dòng)看不見、能耗說不清、故障查不到源頭這三個(gè)問題。在工廠里,變頻驅(qū)動(dòng)、整流設(shè)備和電焊負(fù)載會(huì)持續(xù)向電網(wǎng)注入諧波,造成電容柜鼓包、電纜發(fā)熱和保護(hù)裝置誤動(dòng)作。該裝置長期掛在進(jìn)線或重點(diǎn)饋線上,把諧波水平、閃變程度和電壓暫降事件逐條記錄下來,治理前后有沒有改善就有了可比的數(shù)據(jù)。 在數(shù)據(jù)中心,供電連續(xù)性優(yōu)先,一次幾十毫秒的電壓暫降就足以讓服務(wù)器重啟。裝置對電壓暫降、暫升和瞬態(tài)過電壓都有 0.5 級的評價(jià)能力,電壓中斷事件的時(shí)間標(biāo)注精度可達(dá)一個(gè)周期,配合內(nèi)置時(shí)鐘可以把每一次異常定位到具體時(shí)刻,進(jìn)而與上級電網(wǎng)或內(nèi)部切換動(dòng)作對照。 此外它還被用于新能源并網(wǎng)點(diǎn)與配電室日常運(yùn)維。得益于能耗計(jì)量與溫度、剩余電流采集的組合,同一臺設(shè)備既能給出分時(shí)電度,也能反映接頭溫升和絕緣劣化趨勢,讓巡檢從定期肉眼查看轉(zhuǎn)為依據(jù)曲線判斷。
現(xiàn)場使用 Janitza UMG512-PRO 時(shí),最容易出問題的是接線和環(huán)境兩類細(xì)節(jié)。電流回路的端子每個(gè)只允許壓接一根導(dǎo)線,多根并接會(huì)造成接觸電阻不均,進(jìn)而引入測量偏差和局部發(fā)熱;剝線長度要控制在七毫米,過長則裸露導(dǎo)體外露,過短則可能壓在絕緣層上;擰緊應(yīng)按零點(diǎn)四到零點(diǎn)五牛米的扭矩執(zhí)行,憑手感擰緊往往偏松,長期運(yùn)行后容易松動(dòng)。 剩余電流回路更敏感。該通道量程只到四十毫安,信號線在三十米以內(nèi)才允許使用非屏蔽線,超過就必須改用屏蔽線并把屏蔽層單端接地,否則空間電磁場會(huì)在測量值上疊加一個(gè)虛假的漏電讀數(shù)。溫度測量輸入同樣要按電阻量程匹配傳感器,幾檔量程分別對應(yīng)不同的測溫區(qū)間,選錯(cuò)檔位會(huì)直接導(dǎo)致溫度顯示失真。 環(huán)境方面,裝置工作溫度為負(fù)十到正五十五攝氏度,相對濕度在二十五攝氏度時(shí)為百分之五到九十五且不凝露,海拔不超過兩千米,污染等級 2 級,運(yùn)輸與存儲可承受負(fù)二十五到正七十?dāng)z氏度。柜內(nèi)若出現(xiàn)凝露或嚴(yán)重粉塵,即便電氣參數(shù)仍在范圍內(nèi),也應(yīng)先改善柜體密封與通風(fēng)。另外數(shù)字輸出端不帶短路保護(hù),外部回路要自行加裝保護(hù)措施。