德國Janitza UMG 96RM-PN 電流互感器

德國Janitza UMG 96RM-PN功率分析儀應用案例

一、產品技術參數與規格

（一）核心技術參數

UMG 96RM-PN 功率分析儀具備多種關鍵技術指標，其電壓輸入范圍廣泛，支持 90-277V 交流電壓輸入，滿足多數常規交流供電場景；同時支持 90-250V 直流電壓輸入，可適應不同類型的直流電源環境 。該設備符合 UL 安全認證標準，這意味著它通過了嚴格的安全測試，能在安全性能上為用戶提供保障，適用于 CAT III 300V 過電壓類別，可在一定過電壓情況下穩定工作。

在測量精度方面，有功電能測量精度達 0.5S 級，能夠較為精確地測量有功電能，為能源計量和分析提供可靠數據。設備支持高達 40 次諧波電流分析，可有效檢測和分析電網中由各種非線性設備產生的諧波，如變壓器、節能燈、變頻器和電力電子設備等產生的諧波，及時發現電網失真問題。其具備 21.3kHz 高采樣率，確保了測量數據的高分辨率，從而為長期穩定性提供有力支撐，使設備能長期穩定地輸出可靠的測量結果。

（二）硬件設計與接口

設備的硬件設計較為精巧，尺寸為 42mm×97mm×100mm ，屬于較為緊湊的規格，方便在各種空間有限的場合進行安裝和布置；凈重 65g，重量較輕，便于運輸和安裝操作。采用緊湊型導軌安裝設計，可便捷地安裝在標準導軌上，利于在配電柜等設備中進行集成安裝。

在接口配置上，它配置了 RS485 通信接口，并支持 Modbus RTU 協議，這使得設備能夠方便地與其他具備 RS485 接口的設備進行通信，實現數據的傳輸和交互，例如可與 PLC、上位機等設備連接，將測量數據上傳至控制系統，用于進一步的分析和處理。設備內置 2 個數字輸出端口，可用于輸出一些控制信號或狀態信號，但它沒有數字輸入端口，無法接收外部的數字信號輸入；同時也無數據存儲功能，不能本地存儲測量數據，若需要保存數據，需借助外部的數據采集和存儲設備 。其背光壽命達 40,000 小時（初始亮度 50%），在正常使用情況下，能長時間維持清晰的顯示效果，方便用戶查看測量數據 。

二、典型應用場景

（一）工業能源管理系統集成

在某大型汽車制造工廠，其低壓配電系統覆蓋了沖壓、焊接、涂裝、總裝等多個生產車間。為實現能源精細化管理，引入了 UMG 96RM-PN 功率分析儀 ，將其安裝在各車間的配電箱及主要設備的配電支路。設備實時監測各產線的電能消耗情況，精確記錄有功電能、無功電能數據，以及負荷曲線數據 。

通過 RS485 通信接口，利用 Modbus 協議，UMG 96RM-PN 與車間的 PLC 控制系統實現對接。PLC 將收集到的電能數據上傳至工廠的能源管理平臺，該平臺基于 ISO 50001 能源管理體系標準搭建。通過對這些數據的分析，工廠能夠清晰地了解各能耗成本中心的能源使用情況，例如發現涂裝車間在某一時間段內的能耗過高，經過排查，原來是部分設備的運行參數設置不合理。工廠根據分析結果對設備進行優化調整，終實現了整體能效的提升，降低了能源成本。

（二）商業樓宇電能質量監測

某大型商業綜合體，集購物、餐飲、娛樂等多種功能于一體。內部大量使用變頻設備（如電梯、空調的變頻控制系統）和 LED 照明，這些非線性負載導致電網中產生了較為嚴重的諧波干擾。為保障電力系統穩定運行和敏感設備正常工作，在商業綜合體的配電室安裝了 UMG 96RM-PN 功率分析儀 。

UMG 96RM-PN 實時檢測并記錄 40 次以內的諧波電流，通過分析這些數據，快速識別出諧波污染的源頭，如某樓層的餐飲區因大量使用變頻空調和電磁爐，產生了較多的 3 次、5 次諧波。同時，設備配合樓宇管理系統（BMS），對配電系統的電壓波動、不平衡度進行持續監控。當檢測到某區域電壓波動超過允許范圍時，BMS 及時發出警報，并采取相應的調整措施，如調整變壓器分接頭、投入或切除部分無功補償裝置等，保障了商業綜合體內的各類敏感設備，如服務器、收銀系統、照明設備等穩定運行，減少了因電能質量問題導致的設備故障和維修成本。

（三）北美地區工業設施適配

在北美某數據中心，其電力系統由中壓配電系統轉低壓側供電。考慮到當地的安全規范和能效管理需求，選用了具備 UL 認證及寬電壓輸入范圍（90 - 277V）的 UMG 96RM-PN 功率分析儀 。該數據中心的電網頻率為 60Hz，UMG 96RM-PN 能夠準確監測這一頻率下的電能參數。

在數據中心的低壓配電柜中安裝了多臺 UMG 96RM-PN，用于對各服務器機柜、制冷系統、備用電源系統等的電能計量。設備將測量數據通過通信接口傳輸至數據中心的能源管理系統，管理人員可以實時了解各部分的電能消耗情況，進行能效分析和成本核算。在一次電力系統檢修后，通過 UMG 96RM-PN 的監測數據發現某區域的電能損耗異常增加，經過排查，確定是部分電纜接頭松動導致接觸電阻增大。及時修復后，電能損耗恢復正常，保障了數據中心電力系統的可靠性和高效運行 。

三、實施效果分析

（一）數據監測精度驗證

在某汽車制造工廠試點項目中，UMG 96RM-PN 連續 12 個月監測車間配電回路，其有功電能測量≤0.5%，諧波電流檢測分辨率達 0.1mA，為設備能耗分攤及諧波治理提供可靠數據依據。

在 12 個月的監測期內，對于各車間不同類型的設備，如沖壓車間的大型沖壓機、焊接車間的電焊機等，這些設備的用電特性差異較大，有的是大功率、高能耗設備，有的是頻繁啟停且產生大量諧波的設備。UMG 96RM-PN 均能精準地測量其有功電能消耗。通過與高精度的標準電能表對比測試，在不同的負載工況下，無論是輕載、滿載還是過載狀態，其測量誤差始終控制在 0.5% 以內 。這使得工廠在進行能耗成本核算時，能夠精確地計算出每臺設備的實際電能消耗，從而合理地進行能源成本分攤，避免了因測量誤差導致的成本核算不準確問題 。

在諧波電流檢測方面，面對車間內復雜的諧波環境，如大量變頻器、整流器等非線性設備產生的多種頻次的諧波電流，UMG 96RM-PN 憑借其高分辨率的檢測能力，能夠清晰地分辨出低至 0.1mA 的諧波電流變化 。這為工廠進行諧波治理提供了關鍵的數據支持，通過準確地識別諧波源和測量諧波電流大小，工廠可以針對性地選擇合適的諧波治理設備和方案，有效地降低電網中的諧波含量，提高電能質量，保障設備的穩定運行 。

（二）系統兼容性評估

與 SCADA 系統集成時，設備通過 Modbus RTU 協議實現 115.2kbps 高速數據傳輸，支持多臺儀表級聯組網，單網絡可接入 128 臺設備，滿足大規模配電系統分布式監測需求，降低硬件部署成本。

在某大型商業綜合體的配電系統改造項目中，需要將 UMG 96RM-PN 功率分析儀與現有的 SCADA 系統進行集成，以實現對整個商業綜合體電力系統的集中監測和管理。在集成過程中，UMG 96RM-PN 通過 RS485 通信接口，依據 Modbus RTU 協議與 SCADA 系統進行數據交互 。經過實際測試，數據傳輸速率穩定在 115.2kbps，能夠快速地將測量數據傳輸至 SCADA 系統 。在整個商業綜合體的配電系統中，分布著眾多的配電箱和用電設備，需要部署大量的功率分析儀。UMG 96RM-PN 支持多臺儀表級聯組網的特性得以充分發揮，通過將多臺設備依次連接，形成一個完整的監測網絡，在單網絡中成功接入了 128 臺設備 ，實現了對各個區域電力參數的全面監測。這種組網方式不僅滿足了大規模配電系統分布式監測的需求，而且相較于傳統的一對一連接方式，大大減少了通信線路和硬件設備的使用量，降低了硬件部署成本 。同時，在長期運行過程中，系統保持了高度的穩定性，未出現因數據傳輸或設備組網問題導致的監測中斷或數據丟失現象 。

四、解決方案優勢

（一）可靠性設計

UMG 96RM-PN 功率分析儀由德國原裝制造，選用工業級元件，保障了設備的高可靠性。在環境適應性方面表現出色，能夠在 - 10℃~+55℃的環境溫度范圍內穩定運行，無論是在寒冷的冬季還是炎熱的夏季，都能正常工作，不受環境溫度的影響 。在抗電磁干擾能力上，它符合 IEC 61000-4 標準，這意味著設備能夠有效抵御各種電磁干擾，在復雜的工業電磁環境中，如存在大量電機、變頻器等設備的工業廠房中，依然可以穩定地采集和傳輸數據，減少了因電磁干擾導致的數據錯誤或設備故障，從而降低了維護頻率與停機風險，確保了電力監測系統的長期穩定運行 。

（二）合規性與靈活性

該設備兼容北美 UL 及國際 IEC 測量標準，這使其具備了廣泛的市場適應性。無論是在北美地區，還是在遵循 IEC 標準的其他國家和地區，都可以放心使用，無需擔心標準不兼容的問題 。其電壓輸入范圍為 90 - 277V，覆蓋了主流的低壓配電系統，并且支持 50/60Hz 的電網頻率，能夠靈活適配不同區域的項目需求 。對于跨國企業或在不同地區開展項目的公司來說，這一特性極大地簡化了設備選型流程，減少了因地區差異而需要更換設備的麻煩，降低了項目實施成本和時間成本 。

（三）成本效益優化

UMG 96RM-PN 通過高精度的能耗數據采集功能，能夠精確地獲取電力使用信息，幫助用戶準確識別高耗能節點 。例如，在工業生產中，可以快速定位到哪些設備或生產環節消耗的電能較多，從而有針對性地進行優化。設備還具備費率管理功能，支持 14 種資費配置，可根據不同的用電時段和費率標準，實現峰谷時段用電成本的差異化核算 。用戶可以根據這些數據，合理調整用電策略，在低谷時段增加用電負荷，在高峰時段減少用電，從而有效降低用電成本 。通過這種方式，推動了節能策略的精準落地，為用戶帶來顯著的經濟效益 。

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