ElspecG4000电能质量监控系统
无线传输的电能质量监测系统电路
无线传输的电能质量监测系统电路陈允刚【摘要】Real time monitoring of power quality is to improve production efficiency,key energy-saving emission reduction,safety in production,this paper in Baotou park equipment of power quality requirements proposed a based on the ZigBee wireless sensor network electric energy quality monitoring system.The system not only has powerful functions in measurement and communication,and has convenient networking,the characteristics of dynamic topology,low cost,large capacity,high reliability,can well meet the high-tech industrial park electrical quality real-time monitoring of the actual needs.%电能质量的实时监测是提高生产效率、节能减排、安全生产的关键,本文针对包头装备园区对电能质量的要求,提出了一种基于ZigBee无线传感网络的电能质量实时监测系统.该系统不仅具有强大的测量和通信功能,而且具有组网方便、动态拓扑、低成本、大容量、高可靠性的特点,能很好地满足高科技工业园电能质量实时监测的实际需要.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】2页(P109-110)【关键词】电能质量;无线传输;监测系统;模块;无线收发器【作者】陈允刚【作者单位】包头职业技术学院,014035【正文语种】中文电能质量是指导致用户电力设备故障或误操作的电压电流或频率的静态偏差和动态扰动。
Elspec G4400
以色列Elspec G4000产品——电能质量监测、电力系统黑匣子Elspec是在国际上领先进行动态无功补偿和电能质量监测的公司，在全球有4个工厂（以色列、葡萄牙、美国），总部位于以色列Caesarea Industrial Park，主要市场在欧洲、亚洲、美洲，具有遍及全球的业绩、全球性的销售网络，Elspec公司在全世界70多个国家有销售，北美的通用电气、施耐德用Elspec的产品OEM后去销售，西门子每年从Elspec采购1000万美金的设备，可以看出该产品在国际上的地位。
Elspec G4000电能质量数据中心，连续记录一年以上、每一个电网周波的所有参数，采样率高达1024点/每周波。
是国际上首个不需要触发阈值，进行连续记录发电、用电质量的电能质量数据中心产品，对于电能质量监控是一个革命性的产品，2006年4月在德国汉诺威展会推出，引起很大的轰动。
EG4000在国内业绩出色、口碑良好，包括：浙江省电力公司、内蒙古电力公司、云南省电力公司、重庆电力渝东南监测、内蒙古风电监测、黑龙江大庆电力、广东深圳供电局、河南三门峡供电局、中国电力科学院、国网电力科学院、江西电力科学院、吉林电力科学院、浙江电力科学院、河北电力科学院、天津电力科学院、山西电力科学院、西气东送电能监测、ABB中国有限公司、西门子中国研究院、山东胜利油田、上海振华港机、新疆金风科技、国电延吉热电公司、秦皇岛美铝公司、宁波宝新不锈钢、成都飞机研究所、安徽大学等等。
EG4000电能质量数据中心：采用独特的PQZip数据压缩技术，对于电网的电能质量监控是一个革命。
超过一年以上每一个20ms电网周波的1024个数据都被存储，每一个周波的数据都可以被还原、显示，不需要事件触发、没有记录被遗忘。
多台Elspec G4000通过GPS、或以太网进行时间同步，组成区域性的电能质量监控网络。
可以独立配置在用户现场进行测试、分析、记录，解决了大量数据传输的瓶颈问题；也可以通过以太网发送到管理中心，配合专业的电能质量分析软件，进行综合的电能质量报告和数据分析。
电能质量监测系统标准技术方案
供电局电能质量实时监测系统技术方案南京华瑞杰科技有限公司二OO九年四月目录第一部分前言 (1)第二部分主站系统技术规范 (2)1、系统设计目标 (2)3、系统平台设计 (4)3.1、系统总体设计思想 (4)3.2、系统总体设计原则 (5)3.3、系统逻辑结构 (6)3.4、系统硬件拓扑结构 (7)3.5、系统软件平台 (8)4、系统功能组成 (8)4.1、维护工作站子系统 (9)4.2、前置采集子系统 (9)4.3、数据处理子系统 (9)4.4、数据分析应用子系统 (9)4.5、报表管理功能 (12)4.6、二次安防子系统 (12)4.7、W EB浏览 (13)4.8、PQDIF接口 (13)第三部分装置技术规范 (14)3、监测装置的功能 (16)3.1监测功能 (16)3.2显示功能 (17)3.3通讯接口 (17)3.4设置功能 (18)3.5统计功能 (18)3.6记录存储功能 (18)3.7触发功能 (19)3.8对时功能 (19)3.9 报警功能 (19)4、监测装置性能及技术指标 (19)4.1电能质量数据处理 (19)4.1.2分析数据 (19)4.1.3统计数据 (20)4.1.4日报数据 (20)4.1.5事件数据 (20)4.1.6允许误差限 (20)4.2电气性能要求 (21)4.2.1电源电压 (21)4.2.2电压信号输入回路 (21)4.2.3电流信号输入回路 (21)4.2.4功率消耗 (21)4.2.5停电数据保持 (21)4.2.6气候环境条件 (21)4.2.7可靠性 (22)4.3结构、机械性能 (22)4.3.1结构 (22)4.3.2机械性能 (22)4.4电磁兼容性 (22)4.5绝缘耐压性能 (23)5、功能表 (24)附件：HRJ704终端物理结构及面板定义 (25)HRJ703终端物理结构及面板定义 (30)第一部分前言本规范是南京华瑞杰自动化设备有限公司根据电力系统电能质量实时监测应用系统的基本需求，基于我公司对电能质量实时监测系统、监测终端的理解，结合我公司长期从事电能质量分析、电力自动化系统的调研、开发和维护的经验，从而制定我公司电能质量实时监测系统产品的技术规范。
电能质量在线监测终端现场调试
电能质量在线监测终端现场调试本文来自一位资深工程师近10天，9个变电站，近千公里路程的现场调试笔记，文中有两点值得关注：掌握本文可轻松应对在线电能质量终端现场调试及基本问题，文末附有高压变电站高清美图。
一、设备介绍电能质量在线监测装置，主要应用在变电站与高耗能企业。
目前我司主要有两款：E8000（单回路）、E8300（多回路），如图1所示为E8300正面图。
图1 E8300正面图对于大家经常混淆的回路与通道，有这样一个关系：一组电流与电压构成一个完整回路。
电流包括（IA,IA'）、（IB,IB'）、（IC,IC'）、（IO,IO'）四项，同样电压包括UA、UB、UC、UN 四项，AGND（参考地，电压信号采集参考公共地）一般不计。
以E8300为例，其拥有4个回路，每个回路4个通道，4个通道分别是A相电压电流、B相电压电流、C相电压电流、中线电压电流，也就是16通道。
从接近电源端开始，依次为1、2、3、4回路，具体如图2所示。
图2 E8300回路示意图此外，多回路设备每个回路单独设置，可分别接不同电压等级的电压。
电压测量量程：标称值100V，最大值460V；电流测量量程：标称值5A。
二、设备调试1、参数设置参数设置主要分为四大部分：系统参数、电能参数、权限管理、其他。
（1）系统参数：此部分主要设置“通讯设置”与“系统校时”两项。
通讯设置：根据用户提供的IP地址、子网掩码、默认网关设置即可。
注意，IP地址同样是与主站监控为同一网段。
系统校时：分为手动校时、SNTP校时。
手动校时：手动校时提供用户直接对终端进行校时，立即生效，如图3所示；图3 手动校时SNTP校时：设置好SNTP服务器IP及同步间隔后，选中“是否优先启动该校时方式”并点击保存来启用SNTP校时；保存成功后，系统在下次系统时，依然使用此校时方式，如图4所示；图4 SNTP校时（2）电能参数：此部分有“测量点”、“稳态设置”、“暂态设置”三项。
静止无功发生器（SVG）在低压系统的应用
静止无功发生器（SVG ）在低压系统的应用摘要：我公司大量的大功率电机及整流负载，同时冲击性负载及变频设备（整流变频单元的存在）会导致无功变化快和电压波动大，从而导致功率因数较低，无功变化较快，对 3150kVA 配变系统的功率情况、谐波电流及畸变率进行详细的测量并改造。
关键词：静止无功发生器（SVG）；功率因数；电能质量；1.我公司配电系统运行现状及问题2016年我公司新建制酸项目，主变采用S11-3150-10/0.4一台，传统电容器补偿； 2017年年底投运，经半年试运，我们发现系统功率因数不达标，受到电业部门罚款，部分设备偶尔不明原因停车，部分电机额定电流的情况下温升过高现象等；2、现场测试方案及结果根据出现的问题，我们对整个供电系统进行了梳理，发现系统中存在较大功率电解整流器件，部分较大功率电机生产负荷变动较大，经过分析，我们认为可能是系统功率因数不稳及电能质量存在问题，决定外委对公司3150kVA低压配电系统进行电能质量测试。
2.1详细测试方案测试对象： 3150kVA变压器低压侧出线电压和采样电流；测试工具：elspec G4000 电能质量监测仪、笔记本电脑；测试内容：电压、电流、有功容量、无功容量、功率因数、谐波电压、谐波电流、谐波畸变率、三相不平衡等相关的电能质量参数；2.2存在问题汇总3.4.1根据数据分析系统的功率因数非常低，且短时间无功变化非常大，最低低至 0.2，最高0.5，大部分为感性无功及冲击性负载，有一小部分容性无功存在，传统无功补偿不能满足补偿要求，需要进行新型补偿方式治理。
3.4.2根据数据可以看到在测试时间阶段总的电流畸变率为4.7%左右，电压畸变率为6.7%左右，超过国标要求，对供配电系统的安全稳定运行存在危险隐患。
2.3解决方案采用静止无功发生器（SVG）进行无功补偿，解决传统电容柜无法补偿感性无功的问题；传统LC无功补偿只能补偿容性无功，响应速度慢，且不能解决其他电能质量问题。
Elspec Sag Simulator简介
以色列 Elspec公司用于1.5MW至5MW的低电压穿越试验测试系统Elspec低压的低电压穿越模拟装置 (LV-SS)，能模拟电网电压跌落的低电压穿越检测装置，电压跌落最低点为5％额定电压，持续时间0～1秒可调节，能满足容量为1.5MW至5MW风力发电机及变流器的低电压穿越要求。
系统在每一相分别采用电压分支，可以在690V产生不同的电压跌落。
系统采用电子开关，可以模拟三相、两相或单相的电压跌落。
从5%的电压跌落到90%的电压跌落的步子，可以是固定的、也可以是变化的，以100ms的单步分成不同的步数；最大跌落间隔可以为3S。
以上具体定义有待用户需求的正式提出。
一、技术参数及性能指标1、使用环境1）环境温度：-10 ~ +45 ˚C2）相对湿度：≤ 85%3) 海拔高度：≤ 2000m2、工作方式1）连续工作制3、额定输入参数1）输入电压：690V2）电压变化范围：±10%3）电压不平衡度：≤5%4）电压谐波：THD≤5%5）输入频率：50Hz6）频率变化范围：±1Hz3、负载侧输出参数1）额定功率：1.5MW至5MW2）额定电压Un：690V3）额定电流：1322A至4406A4）额定功率因数：+0.95～-0.955）电压调节范围：0.05Un—0.9Un6）频率调节范围：7）输出电压谐波：THD8）输出功率分辩率：0.1%9）输出电压分辨率：0.1%10）输出电流分辨率：0.1%11）输出频率变化速度：12）电压负载变化率：13）电压不平衡度：14) 输出过电流能力：≥IN600% 1S15）整机效率：≥92%±1%4、功能性指标低电压穿越操作设置:跌落电压区间(OV-T1)：跌落电压20%Un不少于1000ms，可调节；从100%跌落至20%Un约50ms；跌落电压区间(T1-T2)：从电压20%Un到90%Un为4s，可调节；其它跌落形式：可模拟5%Un到90%Un的电网故障电压跌落，电网跌落电压步数可以调整、设定在每步100ms，最大跌落间隔3s。
3.环控IMS4000-CN使用手册
软 件 安 装 和 硬 件 要 求 ............................................................21
硬 件 和 软 件 要 求 ………………………….…….............................21 软 件 安 装 ………………………….……..........................................21
机 架 式 安 装 ………………………..…....…………...........................………4 挂 墙 式 安 装 ………………………..…....…………...........................………5 桌 面 式 安 装 ………………………..…....…………...........................………5 自 检 ………………………..…....…………........................................………5 传 感 器 连 接 ………………………..…....…………...........................………5
2024年电能质量分析仪市场需求分析
2024年电能质量分析仪市场需求分析1. 引言电能质量分析仪是一种用于监测、分析和评估电能质量问题的设备。
随着电力系统的不断发展和电能质量问题的日益严重，电能质量分析仪在市场上的需求也越来越大。
本文将对电能质量分析仪市场需求进行分析，并了解其未来发展趋势。
2. 市场概况电能质量分析仪市场目前呈现出快速增长的趋势。
主要原因包括：•电力系统不断发展：随着电力需求的不断增长和电力系统的扩建，电能质量问题也日益突出。
电能质量分析仪作为解决电能质量问题的关键设备，其市场需求得到了提高。
•工业现代化进程加快推进：在工业现代化的过程中，电能质量对于工业生产的稳定性和效率非常重要。
因此，企业对于电能质量分析仪的需求也在不断增加。
•政府监管力度加大：为了保障电力系统的安全稳定运行，政府对电能质量问题进行了更加严格的监管。
这也促使了电能质量分析仪的市场需求增加。
3. 市场需求分析3.1 用户需求3.1.1 工业用户工业用户是电能质量分析仪的主要用户群体。
工业用户对电能质量的要求越来越高，他们需要一个准确、稳定、可靠的电能质量分析仪来监测和诊断电力系统中的各种电能质量问题。
他们对于以下特点的电能质量分析仪需求较大：•高精度的测量能力：工业用户需要一个具有高精度测量能力的电能质量分析仪，以确保对电能质量问题的准确分析。
•易于使用和操作：工业用户通常没有专业的电力技术背景，因此需要一个用户友好、操作简单的电能质量分析仪。
•完备的功能：工业用户需要一个功能完备的电能质量分析仪，能够对电力系统的各种问题进行全面的监测和分析。
3.1.2 服务商电力系统设备和维护服务商也是电能质量分析仪的主要用户之一。
他们需要一个可靠的电能质量分析仪来提供服务和解决问题。
对于服务商来说，以下特点的电能质量分析仪需求较大：•便于携带和使用：服务商需要一个便于携带和使用的电能质量分析仪，以便随时随地进行检测和分析工作。
•快速的测量速度：对于服务商来说，快速的测量速度非常重要。
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低压电器(2008№2)现代建筑电气篇・产品介绍・邓剑琪(1970—),男,工程师,研究方向为电能质量治理、电力有源滤波器、动态无功补偿。
Elspec G4000电能质量监控系统邓剑琪(Elsp ec 公司中国代表处,上海 200235)摘 要:供配电系统中存在着各种电能质量问题。
许多电能质量检测设备存在很多缺点,严重影响了对电能质量问题的准确分析。
Els pec G4000电能质量监控系统具有能够进行连续记录、记录所有数据、高采样率、多点同步记录等优点,为准确判断故障来源提供了良好的解决方案。
关键词:供配电系统;电能质量;电能质量监控系统;采样率中图分类号:T U855∶TP273 文献标识码:B 文章编号:100125531(2008)0220056203Elspec G4000Electr i c Energy Qua lity M on itor i n g SystemD EN G J ianqi(Els pec China Deputy Depart m ent,Shanghai 200235,China ) Abstract:There are many electric energy quality p r oblem s in power supp ly and distributi on syste m.Someelectric energy quality detecting devices had l ots of defects s o that it affected the exact analysis of electric energy fault .Els pec G4000electric energy quality monit oring syste m has many advantages,such as continuous record,re 2cording all datas,high sa mp ling rate,multi 2point si m ultaneous recording .It could p r ovide the good s oluti on for jud 2ging the cause of electric energy fault accurately .Key words:power supply and d istr i buti on syste m;electr i c energy qua lity;electr i c energy qua lity m o 2n itor i n g syste m;s am pli n g ra te0 引 言供配电系统中各种扰动都可能会引起电能质量问题。
电能质量问题可分为稳态和暂态两大类。
稳态电能质量问题以波形畸变为主要特征,持续时间较长,如谐波、间谐波、电压不平衡、过电压和欠电压等。
暂态电能质量问题通常是以频谱和持续时间短为特征,包括脉冲暂态和振荡暂态两类,其表现形式有电压瞬变、电压闪变、电压骤升、骤降、短时断电。
由于电能质量问题的存在,寻求一种能综合监视发电设备、电网、用电设备的方法,能够详细记录、分析故障是由哪一个或哪几个点引起的,准确地判断故障的来源,并协助确定正确的解决方案是非常重要的。
该方案同时能够分析系统电能趋势和事件,预测系统趋向,执行有预测性的维修,减少费用,提供改进的电能质量。
Els pec G4000电能质量监控系统是不需要触发阈值,能够连续记录发电、用电质量的电能质量数据中心产品。
Els pec G4000采用独特的P QZi p 数据压缩技术,存储超过一年以上的每20m s 电网周波的1024个数据。
每个周波的数据都可以被还原、显示,不需要事件触发。
1 电能质量监测设备电能质量监测设备经历了4个发展阶段。
第一代:简单的电能仪表。
不论是模拟式还是数字式,都没有存储器。
第二代:数据记录仪。
提供周期性数据检测和记录。
第三代:电能质量分析仪。
允许按照预先设定的阈值记录部分信息。
第四代:电能质量数据中心。
可存储一年或一年以上的所有周波数据。
第三代设备可以显示事件及事件发生的时间,而第四代设备———电能质量数据中心还能显—65—・产品介绍・低压电器(2008№2)现代建筑电气篇示事件的根源。
采用第四代设备可以帮助电能质量工程师采取正确的应对措施,从而防止问题再度出现。
目前阈值触发式记录仪的缺点限制了对电能事件的原因进行准确的分析。
统计数据显示,很多事件触发分析失败是由以下几点引起的:(1)预设定触发值。
主要目的是预计电网中可能存在的风险,设定触发值以精确捕捉到发生的事件。
在很多情况下,因触发器设定错误或者存储空间不够,而使得电力故障发生时的数据没有被记录下来。
(2)选择参数。
为了节省存储空间,需要考虑哪些参数非常重要应该被记录,哪些参数应该被忽略。
但由于对过去的电力事件不能成功分析,而导致对所需记录参数的错误设定。
改变参数设定去捕捉最近的事件,也不能保证下一个新的事件能够被正确捕捉到。
(3)为了节省存储空间,一些仪器采用降低每周波采样率的方法来解决问题,以不超过设备最大的存储能力,但这样会导致捕捉不到瞬时和高次谐波畸变。
(4)对于次序分析和事件分析需要进行多点监测,精确的时间同步可以记录所有监测点的数据。
这在一些仪器中是不支持的。
更重要的是无论触发器如何设定,所有监测点都需要被准确分析,以决定事件的来源和发生的次序,这样才能防止将来事故的再次发生。
2 电能质量分析要实现真正的电能质量分析,来自于以下4个主要方面。
(1)进行连续记录。
对于提高使用方便性和解决错误的触发值设定,进行连续记录的优点是显而易见的。
很多案例研究说明了不借助于连续记录就不能进行正确的分析。
(2)记录所有的参数。
通常情况下,大多数标准的记录仪和分析仪测量3个线对线电压和3个电流测量波形,以及一些可选择的参数。
El2 s pec G4000电能质量监控系统记录所有的参数,包括线对地电压(三角接法)、频率、谐波、闪变等。
记录所有参数可以防止出现问题,触发阈值式方法记录有限的参数会导致错误的分析。
(3)高采样率和记录率。
高采样率的重要性是非常明显的,它显示了同一个事件用64个采样点和1024个采样点的区别。
在64个采样点/周波的图可以认为是电压骤降/跌落的事件,而在1024个采样点/周波的图,很清楚地显示骤降实际上是浪涌引起的。
可采样1024个采样点/周波,并存储所有的参数,以供准确分析。
(4)多点同步记录。
对一个事件的分析通常需要多点测量。
正确的分析要求达到:所有的记录仪精确进行,时间同步,同步精度希望达到一个采样点,事件发生时所有的数据被都能被记录下来。
在一个发生重复故障的工厂,电压分析显示第一个事件是从下游(MCC的右边)开始的,向上游传播到主进线,然后再向下游传播到其他变压器。
第二个事件发生在相反的方向。
如果仅在主进线进行监控,这两个事件将被掩盖起来,并只被判定为一个事件。
3 Els pec G4000电能质量监控系统Els pec G4000电能质量监测产品如图1所示。
新一代的、革命性的Els pec G4000电能质量监控系统(也称为EG4K黑匣子)能够准确发现并隔绝电能质量的问题,从而采取预防性的措施。
图1 Els pec G4000电能质量监测产品 使用专利的P QZi p数据压缩技术,EG4K黑匣子可在线连续记录一年以上的、每一个周波的所有波形,其采样率高达1024点/周波,不需设置阈值、触发值或对参数进行设置。
EG4K黑匣子对采集后的波形进行处理,可以计算出有效值、谐波和其他所有数据,而所能记录参数的总数在实际应用中是没有限制的。
独特的时间同步算法保证了多个EG4K设备—75—低压电器(2008№2)现代建筑电气篇・产品介绍・的数据,被准确地同步并以典型的0.1m s的精度在同一时间轴上显示。
每个事件都被准确地分析,从而精确地查找出事故发生的原因。
Eles pec G4000电能质量监控系统具有以下特性:(1)每周波测量。
I EC6100023240要求平均每200m s进行测量(在50/60Hz下,10/12周波)。
虽然这样提高了精度,能记录间谐波和次谐波,但测量快速变化的事件如电机起动、点焊机和断路器重合闸时会出现问题。
EG4K黑匣子惟一能够使用快速傅立叶(FFT)分解,同时进行I EC6100024230A级和每周波测量。
(2)故障录波。
全量程读取最大到54Un和75I n(取决于使用的电压变换器PT或电流变换器CT),精度高达0.1%,为正常使用、延伸使用提供准确的故障分析。
(3)并行的12个模/数转换器。
12个模/数转换器并行工作,每一个通道的最大采样率为250000采样点/s,提供无可比拟的、没有通道间互相停滞的精度。
(4)内置温度传感器。
2个内置温度传感器保证了不受周围温度影响的、精确的记录。
(5)快速闪变。
I EC6100024215定义了闪变监测的两个阶段:10m in(长时间闪变值Pst)和2h(短时间闪变值P lt)。
许多过程使得10m in内进行闪变监测变得十分困难。
EG4K黑匣子的扩展闪变算法,能够让闪变的分析水平达到2s、10s和1m in的精度,为制订解决方案提供了方便。
(6)时间同步。
EG4K黑匣子系统在局域网内使用特别的同步协议,保证了在不需要GPS的情况下就能达到0.1m s同步精度。
应用GPS也同样可以达到这样的精度。
使用局域网、GPS和互联网的组合,可以达到非常精确的同步精度。
(7)详细记录间谐波和次谐波。
EG4K黑匣子显示了次谐波(在基波以下)和间谐波(在基波的整数倍之间)的值。
从直流到1275Hz,每隔5Hz采样,总共有256个值。
这些数据对于预测和分析外部对电力系统的影响是至关重要的,包括对电力线连接成的网络进行预防性的维护,特别是对于电机(电机磨损后会产生大量的次谐波和间谐波,取决于磨损的程度)的维护。
多台Els pec G4000通过GPS或以太网进行时间同步,可组成区域性的电能质量监控网络。
可以独立配置在用户现场进行测试、分析、记录,解决了大量数据传输的瓶颈问题;也可以通过以太网发送到管理中心,配合专业的电能质量分析软件,进行综合的电能质量报告和数据分析。
4 结 语Els pec G4000的内部OPC Server向OPC提供完美的支持,像大多数SCADA系统一样,能从OPC Server自动地找回所有可使用的信息。
分析器支持连续的、实时的OPC数据采集,也可以根据需要提供数据报警以及事件通知。
Els pec G4000的内部W eb Server提供B/S远程监控,可以对电能质量数据中心所有的参数进行存取。