德国Janitza UMG 96RM-PN 电流互感器

德国Janitza UMG 96RM-PN功率分析仪应用案例

一、产品技术参数与规格

（一）核心技术参数

UMG 96RM-PN 功率分析仪具备多种关键技术指标，其电压输入范围广泛，支持 90-277V 交流电压输入，满足多数常规交流供电场景；同时支持 90-250V 直流电压输入，可适应不同类型的直流电源环境 。该设备符合 UL 安全认证标准，这意味着它通过了严格的安全测试，能在安全性能上为用户提供保障，适用于 CAT III 300V 过电压类别，可在一定过电压情况下稳定工作。

在测量精度方面，有功电能测量精度达 0.5S 级，能够较为精确地测量有功电能，为能源计量和分析提供可靠数据。设备支持高达 40 次谐波电流分析，可有效检测和分析电网中由各种非线性设备产生的谐波，如变压器、节能灯、变频器和电力电子设备等产生的谐波，及时发现电网失真问题。其具备 21.3kHz 高采样率，确保了测量数据的高分辨率，从而为长期稳定性提供有力支撑，使设备能长期稳定地输出可靠的测量结果。

（二）硬件设计与接口

设备的硬件设计较为精巧，尺寸为 42mm×97mm×100mm ，属于较为紧凑的规格，方便在各种空间有限的场合进行安装和布置；净重 65g，重量较轻，便于运输和安装操作。采用紧凑型导轨安装设计，可便捷地安装在标准导轨上，利于在配电柜等设备中进行集成安装。

在接口配置上，它配置了 RS485 通信接口，并支持 Modbus RTU 协议，这使得设备能够方便地与其他具备 RS485 接口的设备进行通信，实现数据的传输和交互，例如可与 PLC、上位机等设备连接，将测量数据上传至控制系统，用于进一步的分析和处理。设备内置 2 个数字输出端口，可用于输出一些控制信号或状态信号，但它没有数字输入端口，无法接收外部的数字信号输入；同时也无数据存储功能，不能本地存储测量数据，若需要保存数据，需借助外部的数据采集和存储设备 。其背光寿命达 40,000 小时（初始亮度 50%），在正常使用情况下，能长时间维持清晰的显示效果，方便用户查看测量数据 。

二、典型应用场景

（一）工业能源管理系统集成

在某大型汽车制造工厂，其低压配电系统覆盖了冲压、焊接、涂装、总装等多个生产车间。为实现能源精细化管理，引入了 UMG 96RM-PN 功率分析仪 ，将其安装在各车间的配电箱及主要设备的配电支路。设备实时监测各产线的电能消耗情况，精确记录有功电能、无功电能数据，以及负荷曲线数据 。

通过 RS485 通信接口，利用 Modbus 协议，UMG 96RM-PN 与车间的 PLC 控制系统实现对接。PLC 将收集到的电能数据上传至工厂的能源管理平台，该平台基于 ISO 50001 能源管理体系标准搭建。通过对这些数据的分析，工厂能够清晰地了解各能耗成本中心的能源使用情况，例如发现涂装车间在某一时间段内的能耗过高，经过排查，原来是部分设备的运行参数设置不合理。工厂根据分析结果对设备进行优化调整，终实现了整体能效的提升，降低了能源成本。

（二）商业楼宇电能质量监测

某大型商业综合体，集购物、餐饮、娱乐等多种功能于一体。内部大量使用变频设备（如电梯、空调的变频控制系统）和 LED 照明，这些非线性负载导致电网中产生了较为严重的谐波干扰。为保障电力系统稳定运行和敏感设备正常工作，在商业综合体的配电室安装了 UMG 96RM-PN 功率分析仪 。

UMG 96RM-PN 实时检测并记录 40 次以内的谐波电流，通过分析这些数据，快速识别出谐波污染的源头，如某楼层的餐饮区因大量使用变频空调和电磁炉，产生了较多的 3 次、5 次谐波。同时，设备配合楼宇管理系统（BMS），对配电系统的电压波动、不平衡度进行持续监控。当检测到某区域电压波动超过允许范围时，BMS 及时发出警报，并采取相应的调整措施，如调整变压器分接头、投入或切除部分无功补偿装置等，保障了商业综合体内的各类敏感设备，如服务器、收银系统、照明设备等稳定运行，减少了因电能质量问题导致的设备故障和维修成本。

（三）北美地区工业设施适配

在北美某数据中心，其电力系统由中压配电系统转低压侧供电。考虑到当地的安全规范和能效管理需求，选用了具备 UL 认证及宽电压输入范围（90 - 277V）的 UMG 96RM-PN 功率分析仪 。该数据中心的电网频率为 60Hz，UMG 96RM-PN 能够准确监测这一频率下的电能参数。

在数据中心的低压配电柜中安装了多台 UMG 96RM-PN，用于对各服务器机柜、制冷系统、备用电源系统等的电能计量。设备将测量数据通过通信接口传输至数据中心的能源管理系统，管理人员可以实时了解各部分的电能消耗情况，进行能效分析和成本核算。在一次电力系统检修后，通过 UMG 96RM-PN 的监测数据发现某区域的电能损耗异常增加，经过排查，确定是部分电缆接头松动导致接触电阻增大。及时修复后，电能损耗恢复正常，保障了数据中心电力系统的可靠性和高效运行 。

三、实施效果分析

（一）数据监测精度验证

在某汽车制造工厂试点项目中，UMG 96RM-PN 连续 12 个月监测车间配电回路，其有功电能测量≤0.5%，谐波电流检测分辨率达 0.1mA，为设备能耗分摊及谐波治理提供可靠数据依据。

在 12 个月的监测期内，对于各车间不同类型的设备，如冲压车间的大型冲压机、焊接车间的电焊机等，这些设备的用电特性差异较大，有的是大功率、高能耗设备，有的是频繁启停且产生大量谐波的设备。UMG 96RM-PN 均能精准地测量其有功电能消耗。通过与高精度的标准电能表对比测试，在不同的负载工况下，无论是轻载、满载还是过载状态，其测量误差始终控制在 0.5% 以内 。这使得工厂在进行能耗成本核算时，能够精确地计算出每台设备的实际电能消耗，从而合理地进行能源成本分摊，避免了因测量误差导致的成本核算不准确问题 。

在谐波电流检测方面，面对车间内复杂的谐波环境，如大量变频器、整流器等非线性设备产生的多种频次的谐波电流，UMG 96RM-PN 凭借其高分辨率的检测能力，能够清晰地分辨出低至 0.1mA 的谐波电流变化 。这为工厂进行谐波治理提供了关键的数据支持，通过准确地识别谐波源和测量谐波电流大小，工厂可以针对性地选择合适的谐波治理设备和方案，有效地降低电网中的谐波含量，提高电能质量，保障设备的稳定运行 。

（二）系统兼容性评估

与 SCADA 系统集成时，设备通过 Modbus RTU 协议实现 115.2kbps 高速数据传输，支持多台仪表级联组网，单网络可接入 128 台设备，满足大规模配电系统分布式监测需求，降低硬件部署成本。

在某大型商业综合体的配电系统改造项目中，需要将 UMG 96RM-PN 功率分析仪与现有的 SCADA 系统进行集成，以实现对整个商业综合体电力系统的集中监测和管理。在集成过程中，UMG 96RM-PN 通过 RS485 通信接口，依据 Modbus RTU 协议与 SCADA 系统进行数据交互 。经过实际测试，数据传输速率稳定在 115.2kbps，能够快速地将测量数据传输至 SCADA 系统 。在整个商业综合体的配电系统中，分布着众多的配电箱和用电设备，需要部署大量的功率分析仪。UMG 96RM-PN 支持多台仪表级联组网的特性得以充分发挥，通过将多台设备依次连接，形成一个完整的监测网络，在单网络中成功接入了 128 台设备 ，实现了对各个区域电力参数的全面监测。这种组网方式不仅满足了大规模配电系统分布式监测的需求，而且相较于传统的一对一连接方式，大大减少了通信线路和硬件设备的使用量，降低了硬件部署成本 。同时，在长期运行过程中，系统保持了高度的稳定性，未出现因数据传输或设备组网问题导致的监测中断或数据丢失现象 。

四、解决方案优势

（一）可靠性设计

UMG 96RM-PN 功率分析仪由德国原装制造，选用工业级元件，保障了设备的高可靠性。在环境适应性方面表现出色，能够在 - 10℃~+55℃的环境温度范围内稳定运行，无论是在寒冷的冬季还是炎热的夏季，都能正常工作，不受环境温度的影响 。在抗电磁干扰能力上，它符合 IEC 61000-4 标准，这意味着设备能够有效抵御各种电磁干扰，在复杂的工业电磁环境中，如存在大量电机、变频器等设备的工业厂房中，依然可以稳定地采集和传输数据，减少了因电磁干扰导致的数据错误或设备故障，从而降低了维护频率与停机风险，确保了电力监测系统的长期稳定运行 。

（二）合规性与灵活性

该设备兼容北美 UL 及国际 IEC 测量标准，这使其具备了广泛的市场适应性。无论是在北美地区，还是在遵循 IEC 标准的其他国家和地区，都可以放心使用，无需担心标准不兼容的问题 。其电压输入范围为 90 - 277V，覆盖了主流的低压配电系统，并且支持 50/60Hz 的电网频率，能够灵活适配不同区域的项目需求 。对于跨国企业或在不同地区开展项目的公司来说，这一特性极大地简化了设备选型流程，减少了因地区差异而需要更换设备的麻烦，降低了项目实施成本和时间成本 。

（三）成本效益优化

UMG 96RM-PN 通过高精度的能耗数据采集功能，能够精确地获取电力使用信息，帮助用户准确识别高耗能节点 。例如，在工业生产中，可以快速定位到哪些设备或生产环节消耗的电能较多，从而有针对性地进行优化。设备还具备费率管理功能，支持 14 种资费配置，可根据不同的用电时段和费率标准，实现峰谷时段用电成本的差异化核算 。用户可以根据这些数据，合理调整用电策略，在低谷时段增加用电负荷，在高峰时段减少用电，从而有效降低用电成本 。通过这种方式，推动了节能策略的精准落地，为用户带来显著的经济效益 。

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