能量管理的好幫手——車載能量計量表EM4TII

萊姆電子（中國）有限公司高級工程師 成秋花

    軌道交通已經成為大眾出行、運輸的重要工具，隨著動車、高鐵及城市軌道交通的快速發展，軌道交通逐漸成為了能源消耗大戶，如何實現軌道交通的能源管理、降低能耗逐步凸顯。要有效地實現能源管理，能耗的監測和計量是關鍵，只有獲得詳實的能耗數據，才可以有針對性地采取節能措施。

    軌道交通的能耗管理與一般的能源管理不同，能耗主要分布在列車牽引用電和各種動力設備用電。 不同的列車在不同運營時段以及不同的位置的耗電不同，特別是針對交、直流共有系統以及能量回饋系統的計量，用傳統的方式很難實現。LEM的車載能量表可以安裝在機車上，實現對牽引系統的電能和再生能量的測量的計量，為真正的能耗管理提供詳實的數據。

    LEM提供用于牽引系統的產品已經有四十多年的經驗，在第一代能量表的基礎上新升級的二代能量表EM4TII，獲得PTB（Physikalisch - Technische Bundesanstalt）授權，符合EN 50463和EN50155標準關于計量和車載應用的所有要求，精度0.5R。

    按照EN50463的標準，EM4TII把ECF （Energy Measurement Function）和DHS（Digital Handling System）集成到一個裝置中，既可以實現能量的測量功能，也可以實現數據處理。如下圖所示。

    EM4TII 適用于多系統的能量檢測，包括25kV 50/60Hz和15kV 16.7Hz，或者DC 600V，750V，1.5kV和3Kv 的供電系統。能量計量可以檢測到系統的變化，并存入負荷曲線中。來自變壓器和整流器的電壓和電流信號可以通過變壓器、互感器或傳感器接入EM4TII的4個輸入通道，采用Sigma-Delta模、數轉換器，采樣精度高，抑制輸入通道的高頻干擾，可靠性高。這四個通道可以接收交流或直流信號，實現電壓、電流的信號處理。 根據用戶的不同需求，可以有如下五種選擇。

    接收到的信號經過信號處理之后輸入CPU， CPU讀取采樣值并按照可調時間間隔進行能量值的計算，包括消耗和再生能量的有功和無功絕對值，并儲負荷曲線。同時EM4TII可以設置機車識別號，記錄日志事件。日志信息包括：工作電壓的降低和增加、供電電壓的通/斷，時鐘同步以及影響能量計算的參數變化等。

    能量管理中不同時段的能耗信息非常重要，EM4TII提供GPS信號接口，可以實現整個系統的時間同步，所有記錄的信息都帶有時間戳記，方便跟蹤。

    真正的能量管理不僅要關注到一臺牽引機車，而是要對所有運行機車以及整個用電設備的統籌管理。EM4TII除了帶有本地顯示與存儲功能外，還帶有通訊接口，接口采用RS 232/422/485，通訊協議遵循IEC 62056-21， 可以與常見的遠程數據讀取系統兼容。

    EM4TII機械性能方便充分考慮了軌道交通的特殊性，震動試驗按照EN61373的要求，達到一類B級。防護等級為IP65。