AEM-5400电力监控与电能质量监测仪
概述
AEM-5400是一个功能强大的高性能电力仪表，它提供了高精度的电气测量和先进的电能质量分析功能，用于监测电力的可靠性。仪表采用变送器设计形式，支持一个或多个独立的外置显示器。AEM-5400可以直接替换改造其它的电力监控仪表。AEM-5400也非常适用于现有的开关柜安装，可以直接安装在控制室内而无须面板开孔，外置的显示器可以安装到现有的模拟表孔位中。
AEM-5400采用多级网络安全配置保护，支持10组高度安全加密的用户ID和密码，防止用户的电力系统数据被非法篡改和入侵。仪表内置的WebView™电能看板允许用户通过浏览器查看分析测量数据而无需软件，用户可以方便地切换各个网页，查看和获得关于电能用量和电能质量的详细信息：查看实时数据、分析存储的历史日志、查看告警和波形记录等。
AEM-5400带有6个独立的通讯口，仪表可以作为一个通讯网关接入多个软件系统。AEM-5400设计有4个串行口，支持Modbus和DNP 3.0协议，还有2个独立的标准以太网口，包括一个10/100M铜缆RJ45连接器和一个ST跳线的100M光纤以太网口。每个以太网口具有一个独立的IP地址。仪表通过6个通讯口可以与多个计算机软件系统同时通讯，提供数据给企业内部的多个部门。
AEM-5400具有高级电能质量监测和分析功能，包括录波和IEC 61000-4-7、IEC 61000-4-15、IEC 61000-4-30 A级兼容。 AEM-5400可用于监测电力的可靠性，以确定故障、电压骤升骤降和谐波的原因。
Multi-Gain™技术保证AEM-5400在整个量程范围内
具有高重复性和高稳定性的测量
Multi-Gain(多重增益)™检测技术提供 了卓越的精度
AEM-5400采用了最新的专利检测技术-Multi-Gain(多重增益)™。Multi-Gain™技术在电流输入回路中采用了两个传感器-一个高增益传感器和一个低增益传感器，两个传感器同时测量来自外部电流互感器的电流信号，仪表的智能处理程序根据信号电平确定最优的检测电路，以保证最高精度的测量。采用这个技术，仪表可以在一个宽广的动态测量范围内达到0.06%的电能计量精度。
AEM-5400标准的启动电流低至1mA，在25mA即可达到高精度，Multi-Gain™技术使一个仪表可以同时适应副边额定电流为5A和1A的CT。AEM-5400可在整个寿命周期内一直保持高精度测量。详见下一页的精度规范。
典型的精度曲线
精度规范
*在0.025A~20A@PF=1下。完整的精度规范见AEM-5400安装和操作手册。
精密的晶振时间基准：
AEM-5400带有一个内部时钟晶振，精度可达3.5ppm(在整个运行温度范围内)和5ppm(在十年时间内)。这个高精度的时钟设计允许用户在无时钟同步时维持精确的时间。仪表的时钟偏差小于6秒/月(在0~40°C内)。
AEM-5400可以提供的附加的时钟同步方法包括：
- Modbus时间同步
- DNP 3.0时间同步
- IRIG-B时间同步
- SNTP时间同步
重要负荷的高级电能计量
AEM-5400是一个电能计量仪表，设计适用于各种重要的应用场合。除了高精度的电能计量之外，仪表的计量功能还包括：
- 完全4象限计量
- 最大/最小值记录，带有时标
- 强大的日志功能，包括8组可编程的历史趋势
- 内置CORE™日志用于Web趋势
- 变压器和线路损耗补偿：铁损、铜损和变电站总损耗
- CT和PT误差补偿：校正计量互感器的误差
- 同步读数：例如在需量峰值时刻的PF或VAR
- 负荷累计/通用计量：脉冲输入可用于累计不同的负荷，包括气、水、热等。
内置分时计量：
AEM-5400采用万年历分时计量(TOU)日历，只需设置一次。TOU允许用户设置多组费率以适应各种合同债务。仪表允许用户定义任意TOU的电能参数，16个TOU寄存器不仅可以配置用于TOU内置的电能读数，也可以用于来自可能需要TOU功能的脉冲或其他读数。
- 多达4个季度 – 季度可以定制
- 灵活的账单周期/费率/节假日/日历设置
- 累计和连续累计需量
数据日志和内部存储
AEM-5400提供了先进的测量值存储能力，用于趋势记录和分析。仪表带有4G存储器，其中多达1.2G可分配用于日志和用户存储，并且预先配置以15分钟间隔存储核心测量值(在CORE™日志中)，无需用户设置。核心测量值包括142个不同的参数。另外用户还可以配置多达8组历史日志。所有的日志采用先进先出、循环缓冲的存储方式。下面是仪表所提供的日志：
- 趋势日志：仪表支持多达8组历史趋势日志，每组日志支持多达64个数据通道，可作为传统的负荷曲线记录仪使用。
- 系统事件安全日志：这个防篡改日志记录对仪表的所有操作事件，并带有对应的时标。日志记录：
• 复位
• 设置修改
• 访问密码修改
• 时间修改
• 加电/断电
• 固件修改 - 控制输出日志：这个日志提供带时标记录的继电器输出变化。
日志存储器
* CORE™日志自动记录142个参数的趋势，缺省的记录间隔是15分钟。天数基
于约100条记录/天计算。
** Log 1~8是用户可编程的，每组日志可记录64个参数。天数基于约100条记
录/天计算。
- 越限日志：越限/告警日志可以设置记录多达32个用户选择的参数超出上限/下限的工况。
- 输入状态变化日志：这个日志提供仪表的8路高速输入的状态信息记录。
电能质量日志：这个日志捕捉电能质量事件，例如骤升和骤降，便于用户通过电能质量图表查看和分析数据，例如CBEMA/ITIC曲线和SEMI F47标准。关于电能质量报告的更多信息请见下一页。
*** 录波数量取决于采样速率和录波长度。对于50/60Hz系统，V1提供最高512点/周期的录波速率，V2提供最高1024点/周期的录波速率。对于400Hz系统，其对应参数除以8。
电能质量监测
关键的敏感设备和重要的变配电系统需要进行持续监测，便于系统可靠性的预防性改进。通过测量电能质量指标，例如电压异常、谐波、闪变、不平衡和其它多种工况，用户可以量化其系统可靠性。AEM-5400可以微秒级的分
辨率记录电压骤升、骤降事件的峰值、持续时间和波形，以帮助用户对其电力系统中的有害事件进行工程取证分
析。AEM-5400按照最高的电能质量监测标准设计，包括IEC 6 1000-4-7、IEC 61000-4-15和IEC 61000-4-30 A级。仪表采用EN 50 160标准计算每周的合格/不合格报告。
IEC 61000-4-30 A级报告：
AEM-5400是一个全面的A级电能质量监测仪，设计满足最严格的IEC 61000-4-30 A级标准，可以精确地测量和分析电能质量，并采用EN 50160标准生成报告，提供了系统级的电能质量指标的周报告。
- IEC 61000-4-30 A级报告 – 支持最严格的国际电能质量标准，AEM-5400采用IEC 61000-4-30第3版A级算法提供电能质量状况的全面报告。
- 自动生成EN 50160报告。
IEC 61000-4-15闪变测量：
- AEM-5400采用IEC 61000-4-15 A级标准测量闪变。
- 支持50Hz、60Hz和400Hz系统。
IEC 61000-4-7谐波：
- 使用EIG的Log Viewer软件可以查看各个电压和电流通道的高达511次(50/60Hz系统)、60次(400Hz系统)谐波幅值。
- 实时的谐波幅值和谐波相角分辨率可达127次(50/60Hz系统)、15次(400Hz系统)。
- THD、TDD和K系数。
- 进行高次频谱谐波的电能质量分析。
越限/告警：
AEM-5400允许用过户设置任意测量值的多组可编程限值，以及在布尔逻辑树中设置条件。这个功能可以记录基于阈值设置的事件。越限也带有延时和逻辑来触发控制事件或发送E-mail通知。
高速录波：
AEM-5400提供了高达61.44kHz的录波速率。仪表可以设置记录多种电能质量事件的波形，例如骤升和骤降。16位A/D转换器提供了精确的波形分辨率。电压和电流录波提供了事件前和事件后分析。故障记录提供了8倍满量程捕捉能力。同时提供了硬件和软件触发器。
用户可以通过Communicator Ext™软件或仪表内置的Web浏览器查看波形，也可以下载到第三方软件进行分析。通过分析波形，可以确定电能质量异常现象的特征和来源，进而采取改进措施。
查看高分辨率的波形事件
向量分析：
Communicator Ext™软件可以查看电压和电流的相角和序分量，帮助用户分析系统问题。
分析系统矢量图
网络安全配置保护仪表免于攻击：
- 高度安全的加密密码 – 128位AES加密
- 10组用户ID和密码 – 多达30个字符
- 密码错误超时消除暴力攻击
- 4种角色带有定制的用户访问权限
- 物理铅封和锁孔防止攻击或篡改
V-Switch™升级技术
AEM-5400采用了V-Switch™升级技术，允许用户随时升级仪表的功能，甚至在安装到现场以后。这意味着用户可以购买当前所需的功能，然后在将来需要时升级附加的功能。下面是可用的V-Switch™包：
* 仪表安装有4000M快闪存储器，为了保证更长的可靠寿命，部分存储器空间分配用于损耗平衡和系统使用。
先进的通讯功能
AEM-5400具有全面的通讯能力，可以与多个不同的SCADA或其它系统同时通讯。仪表标配6个通讯口：4个串行口和2个以太网口。以太网口包括一个ST终端的光纤口和一个RJ45口，两个口具有独立的IP地址，因此可以同时支持网
络冗余。
通讯口说明：
- 6个标准的通讯口
- 4个串行口 – RS485(其中1个口是RS485/RS232复用)
- 2个独立的以太网口 – RJ45和光纤
- 每个以太网口可以分配一个独立的IP地址
- 支持Modbus RTU、Modbus ASCII、Modbus TCP/IP、DNP3.0 Level 2协议
- 所有的通讯口可以同时通讯
- 通讯口3和4可用作Modbus Master口，每个通讯口可控制多达4个I/O模块
标准的I/O
8路内置的数字量高速状态输入：
- 自动检测干湿接点
- 如果为湿接点，最高可接受150Vdc
- 如果为干接点，仪表可以提供合适的电压用于控制应用
Vaux输入：
- 中性线对地或辅助电压读数，用于同步应用，例如获得开关两侧电压、或发电机和母线电压的频率、幅值和相角
2路标准的脉冲输出：
- 固态，Form A，最大负载阻值35欧
- 连续120mA，最大350mA@10 ms
- 峰值电压：350Vdc
- 最大开关速率：10次/秒
- 支持脉冲计数应用RS485
* 2路标准的脉冲输出用于Wh和Varh测试。
计费铅封
AEM-54®00可以加锁以防止物理篡改。下面是仪表的部分安全措施：
- 需量和可编程的复位按键
- 外壳具有两个物理铅封位置
- 电压和电流输入防护罩可加锁
- 除了需量/设置，所有的铅封均为单独销售
- 两组标准的测试脉冲，用于Wh和VARh测试
可选的I/O模块
模拟量输出：
- 1mAON4/1mAON8：4或8路模拟量输出，0-1mA，自供电，可标定，双向
- 20mAON4/20mAON8：4或8路模拟量输出，4-20 mA，自供电，可标定
- 接线：共模方式
- 精度：满量程的0.1%
- 校准：自校准
- 量程：可编程
- 订货：最多支持4个模拟量输出模块
模拟量输入：
- 8AI1：8路模拟量输入，0±1mA
- 8AI2：8路模拟量输入，4-20mA
- 8AI3：8路模拟量输入，0±5Vdc
- 8AI4：8路模拟量输入，0±20Vdc
- 接线：共模方式
- 精度：满量程的0.25%
- 量程：可编程
- 订货：最多支持4个模拟量输入模块
开关量输入：
- 8DI1：8路开关量状态输入，干/湿。
- 自动检测高达300Vdc。
开关量干接点继电器输出：
- 4RO1：4路继电器输出，5A，250Vac/30Vdc，Form C自锁
- 订货：多达4个干接点继电器输出模块
固态脉冲输出：
- 4PO1：4路固态脉冲输出，Form A或C，KYZ脉冲
- 最大脉冲速率：20个脉冲/秒
- 订货：多达4个固态脉冲输出模块
I/O模块辅件：
- PSIO：可为多达4个附加的I/O模块供电。当使用3个或以上的显示器和/或模块时需要这个辅件。
- MBIO：外部I/O模块安装支架。需和外部I/O模块一起订货
可选的显示器(显示器可接到任意RS485口)：
- P40N+多功能LED显示器提供了仪表读数的直观显示，P40N+带有一个USB口，用于连接PC直接下载数据，P40N+也可以用作主显示器(电压显示)。P40N+显示器可直接替换模拟式的ANSI仪表。
- 可选的从显示器P41N+(电流显示)和P43N+(功率显示)可以菊花链方式连接
- P70N彩色触摸屏显示器具有多个预设值的画面，提供测量读数和电能质量数据。
WebView™电能看板
无需软件，直接通过浏览器查看数据和电能质量：
AEM-5400仪表内置了一个独特的基于HTML 5的Web Server，这个全新的Web Server可作为一个电能看板，允许用户查看实时数据，以及分析存储的历史日志、告警和波形记录。WebView™电能看板基于响应式架构设计，因此它可以正常地运行在支持掌上浏览器的设备中，例如平板电脑和智能手机。
通过WebView™电能看板，用户可以方便地浏览查看多个网页，获得关于电能用量和电能质量的详细信息：
- 实时电压和电流读数，以及详细图示，帮助用户查看电流和过去的电能用量
- 电能用量、分象限图示和趋势
- 波形事件的记录，包括缩放和平移
- 开关量输入的状态
- 向量图
- 闪变读数，包括Pst和Plt
- 累加器和累积器的详细信息
- 仪表信息和诊断页面，用于仪表的健康和状态查看
- 在Web Viewer上直接查看几乎所有读数
Watt和VAR趋势画面
电能画面
历史日志画面
向量图画面
波形记录画面
尺寸图
AEM-5400仪表本体尺寸
AEM-LED/LCD显示器尺寸
注1：安装支架和外部I/O模块的详细信息见Nexus®1450安装和操作手册。
注2：P41N+和P43N+显示器的尺寸与P40N+相同。
典型接线图
4线，3元件直接电压接入，4CT
4线3元件，3PT，3CT
3线2元件直接电压接入，3CT
3相4线2.5元件，2PT，3CT
重要：A、B、C和地之间的电压必须小于347Vac。
仪表的其它接线图请参考AEM-5400安装和操作手册。
技术规范
