AEM-5500电能质量监测仪

概述

业界领先的AEM-5500仪表具有丰富的功能，使其成为满足电力系统管理需求的理想选择。

  • IEC 61000-4-30 Ed.3 A级认证的电能质量测量提供了电力系统电能质量状况的全面报告。
  • 5 0 MHz瞬态记录能捕捉低速记录设备错过的事件。
  • 可定制的EN 50160报告可满足任何权限要求。
  • 自动校准架构确保仪表每10秒自动校准一次，从而保持其高精度，确保关键计量应用的精确测量。
  • 用于电网监测的PMU功能，同时支持P和M类滤波器。
  • R esilient Cyber Security™弹性网络安全技术保护仪表数据在通信网络中的安全。

高精度电能计量技术

由于仪表读数的准确性至关重要，AEM-5500仪表具有先进的计量技术，可提供：

  • 优于ANSI C12.20 0.1级和IEC 62053-22 0.2S级标准
  • 电能计量精度标称值为0.06%，典型出厂控制值可达 0.02%
  • 两个前面板测试脉冲，通过在低脉冲总量下测试一路脉冲，即可快速地判定仪表精度。
  • 精确到3.5ppm的实时时钟，漂移小于10秒/月
AEM-5500精度 @PF=1

全量程范围内的典型精度0.02%

关于精度的详细说明参见AEM-5500仪表的用户手册。

Constant Calibration™持续校准架构

非常适用于关键计量应用，如高负荷和大电能应用。在这些应用中，小的误差会造成很大的计费结果差值。包括如下功能：

  • 使用单独的校准通道对输入信号每10秒校准一次。这种快速自动校准可确保仪表在时间和温度上的精度漂移最小。
  • 上电10秒内仪表达到稳定读数。
  • 一经安装，即使在环境温度不理想的情况下，仪表将在其工作期间维持精确的精度。

温度漂移

AEM-5500仪表负载曲线 @℃[120V, PF=1]

仪表精度不随温度变化

高速频率控制

AEM-5500仪表提供单周期高速频率读数，其频率分辨率超过10 mHz。此功能专为主频率控制设计，以保持其稳定性，并平衡电网中的发电和负载消耗。

适用于重要回路的先进计费仪表

• 完全四象限计量
• 电能负荷曲线：可记录几乎无限长历史趋势
• 变压器和线路损失补偿：铁损、铜损和变电站总损耗
• CT和PT补偿：校正电流互感器和电压互感器的误差
• 负荷累计/通用计量：脉冲输入可以用作累计或积分
各种不同的负荷，公用事业产品如燃气和水等也可以
进行累计
• 支持MV90
• 利用一致的读数(如峰值需量时的PF或VAR)确定所需
的电容器数量、峰值效率等。

系统事件日志(防篡改)

系统事件日志提供了各种操作信息，用于检测未经授权的访
问。仪表可记录：

• 复位
• 设置修改
• 访问密码修改
• 日志下载
• 仪表序列号更改
• 时间修改
• 上电/断电
• 固件修改
• 系统初始化问题
• V-Switch™修改

测试模式和电能预置

• 使用仪表的测试模式，可在不干扰负荷曲线或需量记
录的情况下验证电表的准确性。
• 电能预置功能允许用户用新仪表替换被移除的仪表，
以便进行测试和验证。下载电能累积寄存器的值并上
传至新仪表中。

分时计量(TOU)万年历用于复杂计量

利用AEM-5500仪表的分时计量(TOU)万年历，用户可以设
置多组费率以适应各种合同债务。除非需求变化，TOU只需
设置一次。将TOU万年历用于任意电能参数、存储的脉冲数
据或者RTU主设备读数。
• 至多可定制四个计费季
• 灵活的计费周期/费率/假期/时间表
• 累积和持续累积需量

50MHz瞬态电能质量记录仪

使用安琪立的AEM-5500仪表，用户可以拥有业内最高速的
故障和电压扰动记录仪。仪表的50 MHz瞬态记录仪能捕获低
速记录仪错过的事件。通过执行详细、广泛的工程分析，形
成电压可靠性和电能质量的详尽的描述。从而识别电能质量
问题，包括谐波、闪变、不平衡、瞬变、频率、骤降、骤升
和断电。

IEC 61000-4-30 Ed.3 A级认证的电能质量分析仪

  • AEM-5500仪表支持最严格的国际电能质量标准，且采用IEC 61000-4-30第3版A级认证报告电能质量状况。
  • AEM-5500仪表支持自动生成定制的EN 50160报告，满足各种不同的权限要求。

用易于理解的报告显示电能质量兼容性

IEC 61000-4-15 A级闪变仪

  • 闪变仪符合IEC 61000-4-15 A级标准
  • 在全部标准测试点上支持220V/50Hz和120V/60Hz

IEC 61000-4-7 A级谐波和间谐波分析

  • 对于每个电压和电流通道，可查看高达511次谐波的幅值
  • 实时谐波幅值和相角分辨率可达127次
  • 获得%THD、TDD和K系数
  • 进行高次谐波频谱的电能质量分析

亚周期50MHz瞬态记录仪（V3选项）

瞬态可以改变计算机数据、破坏电子线路和损坏电气设
备。AEM-5500仪表捕获这些亚周期瞬态事件以便于分析。

  • 以50MHz分辨率记录亚周期瞬态
  • 监测来自电容器、固态切换开关、晶闸管和其它危害电能质量的设备的开关噪声

此功能非常适用于关键应用，例如医院、晶圆厂、数据中心和其它易受瞬态破坏性影响的应用。

单独的ITIC/CBEMA日志图示

  • 在单独的ITIC/CBEMA日志中查看骤升、骤降和平均持续时间的摘要。
  • 适用于半导体工业的SEMI F47电能质量兼容性图表

16位波形和故障记录仪

  • 录波速率可达1024点/周期，16位分辨率
  • 以超过800,000点/周期或50 MHz的采样速度捕捉瞬态
  • 电压和电流录波采用“故障前”和“故障后”分析
  • 故障记录提供8倍满量程波形捕捉能力
  • 同时提供硬件和软件触发
  • 定向干扰分析
  • 谐波方向分析

记录并分析波形故障和瞬态数据

兼容的波形格式

使用CommunicatorPQA®软件可以接收仪表的波形数据。仪表提供的波形数据格式为COMTRADE和PQDIF兼容格式。这样大部分第三方波形分析软件可以读取电能质量和故障记录的波形。

  • IEEE Std C37.111定义了COMTRADE（电力系统瞬态数据交换通用格式）
  • IEEE Std 1159.3-2003定义了PQDIF（电能质量数据交换格式）

相量分析

利用电压和电流通道之间的相位角分析，解析系统效率和完
整性。

设定限值控制

通过编程设定值，可将AEM-5500仪表用作控制设备。仪表提供了多级可编程逻辑。可应用于：

  • 电容器控制
  • 负荷转移
  • 自动转换电路
  • 变压器监测和控制
  • 冗余保护（不适用于主过流保护）
  • 其它多种控制功能

告警通知

通过电子邮件发送告警事件，或跳闸内部继电器输出触点，以提醒超出限值工况。继电器输出也可用于控制目的。

高速电压可靠性测量

  • 实时单周期RMS测量
  • 可定制高速读数——设置为2-20个周期RMS

高速状态输入触发器

  • 记录状态变化事件的触发波形
  • 输入改变和波形记录带有分辨率为100微秒的时标
  • 输入和波形可以同时显示，用于计算断路器和继电器的动作时间

内置PMU提高电力系统稳定性

PMU设备测量电网中特定位置的相量(电压和电流的幅度和相量角)及相关数据。与时间同步的相量估计称为同步相量。多个PMU设备将同步相量及相关数据发送至相量数据集中器(PDC)。PDC聚合数据，将数据按时间排序，以备实时分析或事后分析。AEM-5500仪表作为PMU设备，可满足IEEE C37.118.1a-2014标准要求。

同步相量的优势

同步相量是非常有价值的测量值，可以提供电网特定位置的瞬时电压、电流和频率。

  • 为系统操作人员提供广域态势感知信息
  • 通过监测同步相量确定输电系统的应力点
  • 在风暴或重大停电干扰后，检测并帮助恢复电网的孤岛部分
  • 系统运行PMU数据的可视化，可纳入电能管理系统(EMS)

AEM-5500同步相量功能

  • 同时支持P级和M级测量
  • 时间同步标准：IRIG-B或IEEE 1588 PTPv2
  • 计算单个电压/电流相量、对称分量的相量、频率、频率变化率、仪表的高速数字输入、模拟基波功率和位移功率因数
  • 数据帧率：50 Hz – 10/25/50 帧/秒；60 Hz -10/12/15/20/30/60 帧/秒
  • 数据格式：可配置浮点数或整数，极坐标或直角坐标
  • 最多两个并发的客户端
  • 支持以太网或光纤以太网通信

弹性网络安全

Resilient Cyber SecurityTM

使用弹性网络安全Resilient Cyber Security™技术保护仪表免受入侵。提供业界领先的防篡改和防黑客攻击保护。

  • 带有512位加密和可自定义密钥的数字固件签名，以确保固件完整性
  • 对敏感数据（如密码、用户名、角色和权限）的128位AES加密通信
  • 带有密码过期功能的24个字符的复杂密码
  • 密码错误超时功能可防御暴力攻击
  • 可自定义的基于角色的权限设置（8种可配置的角色）
  • 物理铅封功能，要求物理访问，避免远程篡改
  • 安全锁功能可防止安全功能被禁用

多端口通信

AEM-5500仪表具有6个并发通信端口，支持多种协议，
能满足各种应用需求。

硬件功能

  • 2个可选的RS485端口，支持Modbus和/或DNP3Level 2以上协议
  • 前面板USB端口
  • 前面板ANSI光电端口
  • 2个独立地址的以太网端口
  • 每个以太网端口可选择光纤或RJ45介质

以太网通信端口功能

两个以太网端口提供多并发通信会话，包括如下功能：

  • 每个端口具有独立的MAC地址和IP地址
  • Modbus TCP/IP、DNP3和IEC 61850通信协议
  • IEC 61850支持GOOSE消息协议
  • 每个以太网端口多达32个Modbus TCP/IP套接字
  • 高安全性端口控制，可禁止不需要的服务和端口
  • 告警时发送SMTP E-mail给用户
  • 通过SNTP时间同步协议实现精确的时间同步
  • IEEE 1588 PTPv2协议，用于关键时间同步应用（如同步相量系统）
  • IEEE C37.118.2 PMU通信
  • FTP文件传输协议支持高速文件数据传输
多种通信端口选项

业界领先的DNP3 2级+ —符合DNP Level 1 和 Level 2 认证要求

  • 多达136个测量值（64个二进制输入、8个二进制计数器、54个模拟量输入）可映射至DNP静态点
  • 可以通过DNP控制多达16个继电器和8个复位
  • 异常报告处理（DNP事件）死区，带有用于串行通信的主动响应
  • 四类事件的250个综合事件（二进制输入变化、冻结计数器、计数器变化、模拟量变化）

SNMP协议

支持SNMP协议V1和V2版本。包括如下功能：

  • 支持40个以上测量值
  • 越限、输入变化和电能质量Trap报文
  • 支持冷启动Trap和验证失败
  • 尤其适用于数据中心和其它设备管理网络

8路内置的高速状态输入

  • 输入电路可以自动识别外部回路是否有源
  • 如果是有源输入，可以接受的最高输入电压为150V DC
  • 如果是无源输入，仪表可以提供所需的电压以满足控制需要

VAUX输入

  • 可提供中性点对地或辅助电压读数

  • 此功能对同步应用非常实用，例如获得开关两侧或发电机和母线电压之间的频率、幅值和相角参数

可选的内部I/O端口

提供多达32个额外的I/O端口，扩展仪表的内置I/O功能。

V-SwitchTM 密钥升级技术

使用V-SwitchTM 虚拟密钥，允许用户在仪表安装完成后升级仪表的功能。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，升级额外的功能。可用的V-SwitchTM 密钥如下表所示：

* 瞬态采样率高达800k/周期

变电站自动化 - IEC 61850

V-SwitchTM V2级以上密钥提供了一个嵌入IEC 61850协议的服务器，从而可以无缝地集成到变电站自动化应用中. AEM-5500仪表的IEC 61850 实现包括：

  • 多达6个并发的MMS客户端
  • 任一以太网端口可配置为IEC 61850 （同一时间仅一个以太网端口可以运行IEC 61850）
  • 支持GOOSE发布者/订阅者功能
  • 下列触发器支持缓冲型或非缓冲型报告：通用仪表问询，例如根据查询生成的报告；仪表完备性，例如根据预设的时间间隔生成的报告；数据变化，例如根据数据集内容的变化生成的报告
  • 支持文件传输
  • 支持嵌入式Web协议服务器，用于IEC 61850 CID文件上传、IEC 61850协议服务器状态及显示往来的GOOSE报文
  • 多组逻辑节点，映射闪变、谐波、数字量输入/输出、限值状态、电压、电流、电能及所支持的其它数据
  • 可根据GOOSE报文内的状态输入数据触发录波。用户可以设置多达16个状态输入，在通过GOOSE报文接收到信息时触发录波。状态输入包括数字量输入、限值状态及仪表支持的其它状态输入

用于分布式故障记录的独特的GOOSE交叉触发

  • 对于单个事件，提供系统范围的分布式故障分析
  • 时标优于200微秒的典型值
  • 任一事件发生后，可以查看多个不同的回路
基于GOOSE报文的故障交叉触发器波形

内部I/O口

脉冲输出

485P：2路RS485/脉冲输出卡

  • 4路KYZ脉冲-固态
  • 脉冲宽度：5ms
  • 2路RS485串行端口

继电器输出

6RO1：6路继电器输出卡

  • 额定5 A，250 V AC（30 V DC）
  • Form C (闭锁)

数字量状态输入

16DI1：16路状态输入卡

  • 用于告警监测或脉冲累计
  • 最高150 V DC湿结点或干接点（内部提供额定24 V
    DC）。
注意：I/O模块订购信息请参见第12页的表格。

外部I/O口

模拟量输出

  • 1mAON4/1mAON8：4路或8路模拟量输出，0-1mA，自供电，可编程，双向
  • 20mAON4/20mAON8：4路或8路模拟量输出，4-20 mA，自供电，可编程
  • 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4个模拟量输出模块

模拟量输入

  • 8AI1：8路模拟量输入，0±1 mA8AI2：8路模拟量输入，0±20 mA
  • 8AI3：8路模拟量输入，0±5 V DC
  • 8AI4：8路模拟量输入，0±20 V DC
  • 接线：共模方式
  • 精度：满量程的0.25%
  • 量程：可编程
  • 订货：最多4个模拟量输入模块

数字量干接点继电器输出

  • 4RO1：4路继电器输出，5 A，250 V AC/30 V DC，Form C（闭锁）
  • 订货：1个模块（加上内部扩展卡）

数字量固态脉冲输出

  • 4PO1：4路固态脉冲输出，Form A 或 C，KYZ脉冲
  • 最大脉冲速度：20个脉冲/秒
  • 订货：最多4个数字固态脉冲输出模块

I/O模块辅件

  • PSIO：在使用外部I/O模块时，需要独立的电源进行供电。Nexus® 1500+仪表无提供给外部I/O模块使用的内部电源。
  • MBIO：外部I/O模块的安装支架，使用外部I/O模块时必需订购。
模块化的可扩展外部I/O模块

真彩色LCD触摸屏显示器

AEM-5500仪表采用高亮度、耐高温的彩色LCD触摸屏显示器。功能包括：

  • 垂直或水平显示，以支持不同的安装选择。

  • 查看实时示波器波形

  • 查看谐波频谱分析

  • 查看实时趋势

  • 测试模式

  • 四象限电能和TOU读数

  • 查看告警状态

  • 支持多种语言–英语、西班牙语、希伯来语、中文、葡萄牙语、法语和波兰语

  • 安全状态和设置

  • 逾60个画面

接线图

尺寸图

技术规范