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H-3000系列 谐波电能表

专为铁路电力系统设计的高精度谐波电能表,支持全电力参数测量、谐波分析、电能质量监测和能耗统计。采用先进的数字信号处理技术,满足铁路牵引供电系统的特殊需求。该产品融合了现代电力测量技术、数字信号处理算法和铁路行业专业知识,为铁路供电系统的安全、稳定、高效运行提供全面的数据支撑和技术保障。

产品概述

H-3000系列谐波电能表是西安开天电气可靠性实验室有限公司针对铁路牵引供电系统的特殊需求而研制的高精度测量设备。该系列产品不仅能够实现传统电能表的所有功能,还能够精确测量和分析电力系统中的谐波成分,为铁路供电系统的电能质量治理和节能降耗提供科学依据。

产品采用模块化设计理念,集成了高精度计量芯片、FPGA谐波分析模块、工业级通讯模块等核心组件,确保在复杂的铁路电磁环境下仍能保持卓越的测量精度和运行稳定性。

核心功能模块

高精度计量模块

采用进口0.2S级高精度计量芯片,支持双向有功、无功电能计量,四象限无功测量,满足国际贸易结算要求。

  • 有功电能精度:0.2S级
  • 无功电能精度:1级
  • 支持分时计量、费率计量
谐波分析模块

基于FPGA的实时谐波分析引擎,支持2-63次谐波测量,能够准确分析复杂的铁路牵引负荷谐波特性。

  • 谐波含有率测量
  • 总谐波畸变率(THD)
  • 谐波功率/谐波电能
电能质量监测

实时监测电压暂降、暂升、中断、频率偏差等电能质量事件,为铁路供电系统故障诊断提供依据。

  • 电压暂降/暂升记录
  • 短时/长时中断检测
  • 频率偏差监测
多协议通讯模块

支持RS485、以太网、4G/5G、LoRa等多种通讯方式,兼容Modbus、DL/T645、IEC61850等标准协议。

  • 工业以太网接口
  • 4G/5G无线通讯
  • LoRa低功耗广域网

产品特点

  • 铁路专用设计:专门针对铁路牵引供电系统的特殊需求设计,适应牵引负荷的冲击性、非线性特征
  • 高精度测量:电能精度0.2S级,谐波分析精度达到IEC61000-4-30标准要求
  • 宽动态范围:支持1000:1的宽动态测量范围,适应铁路负荷的大幅波动
  • 强抗干扰能力:采用多级EMC防护设计,通过铁路行业严苛的电磁兼容测试
  • 宽温工作:-40℃~+70℃工作温度,适应各种恶劣的铁路环境条件
  • 低功耗设计:整机功耗<3W,支持太阳能供电,适合偏远地区应用
  • 远程维护:支持远程参数配置、软件升级,降低运维成本
  • 数据安全:支持硬件加密和数据签名,确保计量数据的真实性和完整性

详细技术参数

基本参数
产品型号 H-3000A (标准型) / H-3000B (增强型) / H-3000C (防爆型)
精度等级 有功电能:0.2S级,无功电能:1级,电压:0.1级,电流:0.1级
工作频率 45Hz~65Hz,支持牵引供电系统特殊频率
工作电源 AC/DC 85V~265V 或 DC 12V~24V,功耗<3W
工作温度 -40℃~+70℃,存储温度:-45℃~+85℃
防护等级 IP54 (标准型) / IP65 (户外型) / IP68 (防爆型)
电压规格
标称电压 3×57.7V/100V/220V/380V (牵引供电专用)
电压测量范围 10V~500V,宽量程自动切换
电压谐波测量 2-63次谐波,含有率精度±0.05%,相位精度±0.1°
电流规格
标称电流 3×1A(1.5A)/5A(6A),支持直接接入和经CT接入
电流测量范围 5mA~10A,启动电流:0.1%Ib
电流谐波测量 2-63次谐波,含有率精度±0.1%,相位精度±0.2°
谐波测量功能
谐波次数 2-63次谐波,支持奇次、偶次、3的倍数次谐波分析
谐波含有率 测量范围:0%~100%,精度:±0.05%(电压)、±0.1%(电流)
总谐波畸变率 THD测量精度±0.05%,支持THD、TDD计算
谐波功率/电能 支持各次谐波功率、谐波电能计量及方向判断
通讯接口
本地通讯 RS485 × 2路,支持Modbus-RTU、DL/T645-2007/1997协议
网络通讯 10/100M以太网,支持Modbus-TCP、IEC61850协议
无线通讯 4G/5G全网通,LoRaWan,NB-IoT(可选)
红外通讯 红外接口,支持手持终端本地抄表

主要功能

电能计量

双向有功、无功电能计量,四象限无功计量

需量测量

最大需量、当前需量、需量周期记录

谐波分析

电压、电流谐波分析,谐波功率测量

事件记录

电压暂降、暂升、中断等电能质量事件

应用场景与案例分析

牵引变电所

安装在牵引变电所的主变压器、馈线等关键位置,实现牵引供电系统的全面电能计量和谐波监测。

典型案例:
某高铁线路牵引变电所安装H-3000系列电能表20台,实时监测牵引负荷产生的3、5、7次谐波,为谐波治理提供数据支撑,谐波含量降低30%。
接触网监测

安装在接触网沿线关键节点,监测接触网供电质量,及时发现供电异常,保障列车安全运行。

典型案例:
某地铁线路在接触网分段处安装H-3000B型电能表,实现接触网供电质量的分段监测,故障定位时间缩短60%。
机车车辆

安装在电力机车、动车组上,监测机车能耗特性,优化司机驾驶习惯,实现节能降耗。

典型案例:
某机务段在200台电力机车上安装H-3000A型电能表,通过能耗数据分析优化驾驶策略,年均节电15%。
光伏扶贫项目

用于铁路沿线光伏电站的电能计量和谐波监测,确保光伏发电质量符合并网要求。

应用效果:
监测光伏逆变器输出电能质量,及时发现并解决谐波超标问题,确保光伏电站稳定运行。
工矿企业专线

用于铁路专用线、工矿企业专用铁路的供电监测,保障特殊负荷的供电安全。

应用效果:
某钢厂专用铁路安装H-3000C型防爆电能表,实现恶劣环境下铁路供电的可靠监测。
客户价值

提升供电可靠性:通过实时监测和预警,减少供电故障发生率,保障铁路运输安全。

降低运维成本:远程监测和诊断功能,减少现场巡检频次,降低人工成本。

节能降耗:精确的能耗数据支撑节能改造,帮助客户实现节能减排目标。

数据资产价值:海量的电能质量数据为设备状态评估和预测性维护提供依据。

产品优势与技术特色

铁路行业专用设计

充分考虑铁路牵引供电系统的特殊性,针对冲击负荷、谐波污染、电压波动等问题进行专门优化设计。

  • 适应牵引负荷特性:支持短时过载能力强,适应机车频繁启停的冲击负荷
  • 特殊频率支持:支持16.7Hz、25Hz等非工频铁路专用频率测量
  • 强抗干扰设计:多级EMC防护,通过铁路行业严苛的电磁兼容测试
高可靠性设计

采用工业级元器件,严格按照铁路行业标准设计,确保产品在各种恶劣环境下的长期稳定运行。

  • 宽温工作:-40℃~+70℃,适应全国各地气候条件
  • 防震设计:通过振动、冲击测试,适应铁路环境
  • 长寿命设计:MTBF>10年,降低更换维护成本
智能化功能

集成先进的智能化算法,实现数据自动分析、异常检测、趋势预测等高级功能。

  • 负荷特征识别:自动识别不同类型的负荷特征
  • 异常模式检测:基于AI的电能质量异常智能检测
  • 趋势预测:负荷变化和电能质量趋势预测
为什么选择H-3000系列?

专业定制:专为铁路行业定制设计,深度理解铁路供电系统的特殊需求和技术挑战。

技术领先:采用国际先进的测量技术和算法,测量精度和功能全面领先同类产品。

服务保障:完善的技术支持和售后服务体系,为客户提供全方位的专业服务。