以色列Elspec G4000-數(shù)字故障錄波器、電能質量分析儀
新一代的Elspec G4000 在國際上不需要觸發(fā)閾值，連續(xù)記錄一年以上每20ms周波的電力系統(tǒng)波形，對于電能質量監(jiān)測是一個******，2006年4月在德國漢諾威展會推出，引起很大的轟動。Elspec G4000進入中國市場，在發(fā)電廠、電力公司、大用戶等已有優(yōu)秀業(yè)績，在國內電力系統(tǒng)已使用Elspec G4000建成電能質量監(jiān)測網(wǎng)絡。
采用的PQZip數(shù)據(jù)壓縮技術，連續(xù)記錄一年以上、每一個電網(wǎng)周波的所有參數(shù)，采樣率高達1024點/每周波，每一個周波的數(shù)據(jù)都可以被還原、顯示，不需要事件觸發(fā)、沒有記錄被遺忘。多臺Elspec G4400通過GPS進行時間同步、組成區(qū)域性的電能質量監(jiān)控網(wǎng)絡?？梢元毩⑴渲迷谟脩衄F(xiàn)場進行測試、分析、記錄，解決了大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題；也可以通過以太網(wǎng)發(fā)送到管理中心，配合專業(yè)的電能質量分析軟件，進行綜合的電能質量報告和數(shù)據(jù)分析。
幾年之內的、每一個周波的1024個數(shù)據(jù)都被記錄 ·的1:1000的數(shù)據(jù)壓縮技術 ·精度超過0.1% ·每一個周波的電壓、電流、諧波、閃變、電量 ·每一個周波的諧波計算，可以到511次諧波 ·高精度的10x個電壓、電流的輸入 ·4路電壓、4路電流、3路溫度輸入 ·符合EN 50160、IEC 61000-4-15和其他標準 ·同一時刻250kHz采樣12個通道 ·固態(tài)緊湊Flash存儲 ·內部Web Server，可以提供B/S遠程監(jiān)控 ·內部OPC Server，可以提供給SCADA系統(tǒng) ·方便的安裝和顯示，一個/多個本機對一個顯示 ·2個快速以太網(wǎng)接口 ·USB和RS-485端口 ·外形尺寸（在線式200*200*170mm，長*寬*厚）
| 在線式Elspec G4410 | 在線式Elspec G4420 | 在線式Elspec G4430 | Elspec G4100 |
| 連續(xù)記錄一天，256點/周波 | 連續(xù)記錄一個月，512點/周波 | 連續(xù)記錄一年，1024點/周波 | LCD面板 |
| 便攜式EG4500產品——連續(xù)記錄一年以上的所有數(shù)據(jù)，1024點/周波，便攜移動測量、尺寸314*84*267.5mm | |||
與以往產品的區(qū)別：（1）可以通過GPS或以太網(wǎng)進行時間同步，記錄所有測量點的連續(xù)的電力參數(shù)，組成全區(qū)域的電能質量監(jiān)控；（2）其他任何產品都要有事件觸發(fā)閾值、或門檻來記錄，這樣會導致數(shù)據(jù)因為不到閾值不被記錄，或者自身的內存不夠而不再記錄，我們可以記錄超過一年的每20ms周波的全部數(shù)據(jù)。
電能質量的許多故障很多時候是不可預知的，特別是大范圍電能故障很多情況下找不到原因，Elspec G4000被國內外的專家評價為“電能質量監(jiān)控的黑匣子”。
傳統(tǒng)的故障錄波儀，因為閾值設定大小、內存有限，導致記錄不
Elspec G4000每周波1024個數(shù)據(jù)的連續(xù)采樣功能，可以記錄電壓波動、閃變、間諧波等瞬態(tài)數(shù)據(jù)，進行異常電能質量現(xiàn)象的測量、分析。相比于故障錄波儀，Elspec G4000具有連續(xù)故障錄波、以及電能質量監(jiān)控的多種功能。
Elspec G4000系列不僅是普通的電能質量分析儀，更是第四代的電能質量數(shù)據(jù)中心。
代：簡單的電能儀表，不論是模擬式還是數(shù)字式，都沒有存儲器；第二代：數(shù)據(jù)記錄儀，提供周期性數(shù)據(jù)檢測和記錄的設備；第三代：電能質量分析儀，允許按照預先設定的閾值記錄部分信息；第四代：電能質量數(shù)據(jù)中心，可存儲一年或一年以上所有周波數(shù)據(jù)。
第三代設備可以顯示在何時發(fā)生了什么（例如：在Z時間、Y區(qū)域內電壓跌落了X%），而電能質量數(shù)據(jù)中心卻還能顯示為什么出現(xiàn)這種狀況，以及問題的根源是什么。采用第四代設備可以幫助電能質量工程師采取正確的應對措施，從而防止問題再度出現(xiàn)。
目前閾值觸發(fā)式的記錄儀有四個主要缺點，這也限制了對電能事件的原因進行準確的分析。世界范圍的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，很多事件觸發(fā)分析失敗的原因是由于這四個缺點引起的：
1. 預設定觸發(fā)值--主要目的是預計電網(wǎng)中可能存在的風險，設定觸發(fā)值以精確捕捉到發(fā)生的事件。在很多情況下，因為觸發(fā)器設定錯誤或者存儲空間不夠而使得電力故障發(fā)生時的數(shù)據(jù)沒有被記錄下來。
2. 選擇參數(shù)--為了節(jié)省存儲空間，需要考慮哪些參數(shù)非常重要應該被記錄，哪些參數(shù)是應該被忽略的。但不幸的是因為對過去的電力事件分析的不成功，而導致對所需記錄參數(shù)的錯誤設定。改變參數(shù)設定去捕捉最近的事件，也不能保證下一個新的事件能夠被正確捕捉到。
3. 為了節(jié)省存儲空間，一些儀器采用降低每周波采樣率的方法來解決這個問題，以不超過設備的存儲能力，但這樣會導致瞬時和高次諧波畸變沒有被捕捉到。
4. 對于次序分析和事件分析需要進行多點監(jiān)測，精確的時間同步可以記錄所有監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，這在一些儀器中是不支持的。更重要的是不管觸發(fā)器怎樣設定，所有監(jiān)測點都需要被準確分析以決定事件的來源和發(fā)生的次序，這樣才能防止將來事故的再次發(fā)生。
要實現(xiàn)真正的電能質量分析，正確分析來自于以下四個主要方面：
1. 進行連續(xù)記錄
對于提高使用方便性和解決錯誤的觸發(fā)值設定，進行連續(xù)記錄的優(yōu)點是顯而易見的。很多案例研究說明了不借助于連續(xù)記錄就不能進行正確的分析。
2. 記錄所有的參數(shù)
通常情況下，大多數(shù)標準的記錄儀和分析儀測量3個線對線電壓和3個電流測量波形，以及一些可選擇的參數(shù)。
EG4K 黑匣子記錄所有的參數(shù)，包括線對地電壓（三角接法中）、頻率、諧波、閃變等。很多站點分析過程地詮釋了記錄所有參數(shù)以防止問題出現(xiàn)的重要性，觸發(fā)閾值式方法記錄有限的參數(shù)會導致錯誤的分析。
3. 高采樣率和記錄率
高采樣率的重要性是非常明顯的，它顯示了同一個事件用64個采樣點和1024個采樣點的區(qū)別。在64個采樣點/周波的圖可以認為是電壓驟降/跌落的事件，而在1024個采樣點/周波的圖，很清楚地顯示驟降實際上是浪涌引起的。
EG4K黑匣子可采樣1024個點/每周波，并儲存所有的參數(shù)以供準確分析。
4. 多點同步記錄
對一個事件的分析通常需要多點測量，正確的分析要求達到：所有的記錄儀精確進行時間同步，同步精度希望達到一個采樣點，事件發(fā)生時所有的數(shù)據(jù)被都能被記錄下來，不管數(shù)據(jù)是在某一值的以上/以下。
在一個發(fā)生重復故障的工廠，電壓分析顯示個事件是從下游（MCC的右邊）開始的，向上游傳播到主進線，然后再向下游傳播到其它變壓器。第二個事件發(fā)生在正好相反的方向。如果僅僅在主進線這里進行監(jiān)控的話，這兩個事件將被掩蓋起來并只被判定為一個事件。
新一代的、******性的Elspec G4000黑匣子（EG4K黑匣子），能夠準確發(fā)現(xiàn)并隔絕電能質量的問題，從而采取預防性的措施。
使用的PQZIP數(shù)據(jù)壓縮技術，EG4K黑匣子可在線連續(xù)記錄一年以上的、每一個周波的所有波形，其采樣率高達1024點/每周波，不需設置閾值、觸發(fā)值或對參數(shù)進行設置。EG4K黑匣子對采集后的波形進行處理，可以計算出有效值、諧波和其他所有數(shù)據(jù)，而所能記錄參數(shù)的總數(shù)在實際應用中是沒有限制的。
的時間同步算法保證了多個EG4K設備的數(shù)據(jù)，被準確地同步并以典型的0.1ms的精度在同一時間軸上顯示。結果是，每個事件都被準確地分析、從而精確查找出事故發(fā)生的原因（比如：電力公司或用戶的原因，特殊設備引起的故障）。
的性能、精確的測量：
每周波測量--IEC61000-3-40要求平均每個200ms進行測量（在50/60Hz下，10/12周波），雖然這提高了精度而且能記錄間諧波和次諧波，但當測量快速變化的事件如電機啟動、點焊機和斷路器重合時會出現(xiàn)問題。EG4K黑匣子是能夠使用快速傅立葉分解（FFT），同時進行IEC61000-4-30 和每周波測量。
故障錄波--全量程讀取到54xVn和75xIn（取決于使用的PT或CT），精度高達0.1%，為正常使用、延伸使用提供準確的故障分析。
同時的12個模/數(shù)轉換--12個模/數(shù)轉換器并行工作，每一個通道的采樣率在250,000采樣點/秒，提供的、沒有通道間互相停滯的精度。
內置溫度傳感器--2個內置溫度傳感器保證了不受周圍溫度影響的、精確的記錄。
快速閃變--IEC61000-4-15定義了閃變監(jiān)測的兩個階段：10分鐘（PST）和2小時（PLT），許多過程使得10分鐘內進行閃變監(jiān)測變得十分困難。EG4K黑匣子的擴展閃變算法，能夠讓閃變的分析水平達到2秒鐘、10秒鐘和1分鐘的精度，為制定解決方案提供方便。
時間同步--EG4K黑匣子系統(tǒng)在局域網(wǎng)內使用特別的同步協(xié)議，這保證了在不需要GPS的情況下就能達到0.1ms的同步精度，應用GPS也同樣可以達到這樣的精度。使用局域網(wǎng)、GPS和互聯(lián)網(wǎng)的組合，可以達到非常精確的同步精度。
詳細記錄間諧波和次諧波--EG4K黑匣子顯示了次諧波（在基波以下），和間諧波（在基波的整數(shù)倍之間）的值，從直流到1275Hz、每隔5Hz總共有256個值。這些數(shù)據(jù)不僅對于預測、而且對于分析外部對電力系統(tǒng)的影響是至關重要的，這包括對電力線連接成的網(wǎng)絡進行預防性的維護，特別是對于電機（電機磨損后會產生大量的次諧波和間諧波，取決于磨損的程度）。
Elspec G4000的內部Web Server，可以提供B/S遠程監(jiān)控，對電能質量數(shù)據(jù)中心所有的參數(shù)進行地存取。OPC Server支持連續(xù)的、實時的OPC數(shù)據(jù)采集，也可以根據(jù)需要提供實時的數(shù)據(jù)報警、以及事件通知。
Elspec提供專業(yè)的PQSCADA分析軟件，使得用戶能夠同時查看、控制、分析和監(jiān)控多個測量設備，經過準確的時間同步、無的數(shù)據(jù)被區(qū)域內所有Elspec G4000設備收集，可以進行處理和分析，對連續(xù)一年內出現(xiàn)的反?，F(xiàn)象的傳播原因進行分析。
Elspec PQSCADA軟件已經全部漢化，Site manager軟件用來進行組網(wǎng)、采集和存儲數(shù)據(jù)，Investigator軟件進行數(shù)據(jù)分析、報告生成，豐富的數(shù)據(jù)接口如PQDIF協(xié)議、COMTRADE協(xié)議、XML協(xié)議，提供給系統(tǒng)集成商進行軟件的二次開發(fā)。
PQZip數(shù)據(jù)記錄
PQZip是改變電能質量測量歷史的一種的、的技術。對于電能質量數(shù)據(jù)記錄的挑戰(zhàn)已被實現(xiàn)，即全部數(shù)據(jù)都被記錄、不需要任何觸發(fā)閾值。PQZip技術提供過去的所有與電能質量相關的數(shù)據(jù)，不論其重要程度怎樣，任何時間的數(shù)據(jù)都被存儲。PQZip技術對電能質量改善是******性的，它提供下列的優(yōu)勢：
·你想要看見的每個事件將被存儲，意味著快速的記錄、沒有數(shù)據(jù)被遺失
·全年所有的每一個20ms電網(wǎng)周波記錄，都可以被毫無保留的恢復
·因為不會遺漏任何事情，所以不需要任何觸發(fā)閾值
·所有數(shù)據(jù)參數(shù)都被記錄，因此不再需要選擇測量參數(shù)
·對數(shù)據(jù)進行綜合的電能質量分析報告，報告自動地被記錄
·真實的EN-50160監(jiān)控和分析
·同步記錄任何時間的所有波形的真實曲線
采樣率、精度
Elspec G4000的模擬設計，保證了額外的超過0.1%的精度。該數(shù)據(jù)中心有一個高精度的16位模/數(shù)轉換，以250kHz(4 msec)的采樣率，從而能夠保證1024個采樣點/每周期。
所有通道同時進行采樣，不需要在各通道之間進行交換來計算，結果是的電能質量計算結果。每一個輸入通道都有兩個路徑——正常的量程(2x 額定)和滿量程(10x額定 )。所有的通道在電壓輸入、電流輸入時都可保持高的精度。
遵行標準
并行、兼容的諧波計算，可以同時根據(jù)IEC 61000-4-30、以及每周波的測量計算。電壓閃變測量不僅根據(jù)IEC-61000-4-15(10/120分鐘)，而且也適合更短的階段(2秒，10秒)等來測量，快速電壓閃變測量允許即時分析。所有標準都可以在相關的清單中方便地被找到，例如EN 50160標準等。
結構設計和擴展選擇
電能質量數(shù)據(jù)中心的結構設計，使用以太網(wǎng)通訊，允許本機和顯示進行長距離的連接，一個本機能連接多個顯示。這種靈活性可以根據(jù)需要選擇顯示，避免安裝不必要的組成部分從而產生不必要的費用。
控制器本身能方便連接其他的模塊標準組件，在系統(tǒng)內部存儲設備（標準閃存模塊) 采用的CF插槽保護，可供不同的擴展選擇諸如GPS、WiFior Bluetooth。
通信連接
電能質量數(shù)據(jù)中心支持多種通信端口協(xié)議，2種快速的以太網(wǎng)（10/100兆），RS422/485和USB端口等標準的選擇。通信端口和I/O端口能通過擴展模塊和閃存模塊進行擴展。
以太網(wǎng)接口支持多種通信協(xié)議，基于數(shù)據(jù)包協(xié)議, 向傳統(tǒng)的TCP/IP提供通信支持軟件。
內部OPC Server向OPC提供的支持，像大多數(shù)SCADA系統(tǒng)一樣，能從OPC Server自動地找回所有可使用的信息。分析器支持連續(xù)的、實時的OPC數(shù)據(jù)采集，也可以根據(jù)需要提供數(shù)據(jù)報警、以及事件通知。
RS-422/485通信端口通過2線或4線可以方便地進行通信連接，同時也支持串口/以太網(wǎng)的轉換，實現(xiàn)把記錄數(shù)據(jù)連接到以太網(wǎng)，從而通過以太網(wǎng)記錄數(shù)據(jù)。
電力供應
ELSPEC G4000包括四個電力供應來源的：AC(80-240V，47-63Hz)，直流DC(48V±10%)，以太網(wǎng)和一個內部電源。
以太網(wǎng)的電能傳送主要通過以太網(wǎng)電纜提供的電壓來滿足，該控制器支持以太網(wǎng)接收(從另一個設備收到電源)和以太網(wǎng)發(fā)送(把電源傳送到另一個設備)，電源典型地被用來把電能從控制器傳送到遙遠的顯示。
對于處理臨時性的電源故障，控制器的內部電源提供需要的電能達到25秒，從而克服臨時性的電壓中斷。
多輸入/輸出擴展模塊
多輸入/輸出擴展模塊，可以用附加的數(shù)字量和模擬量輸入/輸出端口，來擴展EG4K黑匣子的監(jiān)控能力。
— 操作數(shù)據(jù)的收集
— 監(jiān)視溫度、水平和狀態(tài)
— 讀取外部脈沖（包括TOU）的同步信號 輸入
— 監(jiān)測開關、保護繼電器、斷路器的狀態(tài)
— 用數(shù)字信號對設備進行操作和控制
發(fā)電、輸電、工業(yè)用電的綜合監(jiān)控網(wǎng)絡現(xiàn)場節(jié)點—數(shù)據(jù)倉庫—專業(yè)分析軟件
| 實時測量 | EG4410 | EG4420 | EG4430 |
| 電壓/電流：每相、平均值、不平衡 | |||
| 功率：有功、無功、視在、功率因數(shù)、頻率 | |||
| 電能：雙向、輸入、輸出、凈值、總和 | |||
| 需量：窗口，滑動窗口 | |||
| 采樣率/每周波 | 256 | 512 | 1024 |
| 諧波測量（單個、偶次、奇次、總數(shù)） | 127th | 255th | 511th |
| 間諧波、次諧波 | - | - | - |
| 每周波、有效值、頻率和諧波 | - | - | - |
