能量管理的好帮手——车载能量计量表EM4TII

莱姆电子（中国）有限公司高级工程师 成秋花

    轨道交通已经成为大众出行、运输的重要工具，随着动车、高铁及城市轨道交通的快速发展，轨道交通逐渐成为了能源消耗大户，如何实现轨道交通的能源管理、降低能耗逐步凸显。要有效地实现能源管理，能耗的监测和计量是关键，只有获得详实的能耗数据，才可以有针对性地采取节能措施。

    轨道交通的能耗管理与一般的能源管理不同，能耗主要分布在列车牵引用电和各种动力设备用电。 不同的列车在不同运营时段以及不同的位置的耗电不同，特别是针对交、直流共有系统以及能量回馈系统的计量，用传统的方式很难实现。LEM的车载能量表可以安装在机车上，实现对牵引系统的电能和再生能量的测量的计量，为真正的能耗管理提供详实的数据。

    LEM提供用于牵引系统的产品已经有四十多年的经验，在第一代能量表的基础上新升级的二代能量表EM4TII，获得PTB（Physikalisch - Technische Bundesanstalt）授权，符合EN 50463和EN50155标准关于计量和车载应用的所有要求，精度0.5R。

    按照EN50463的标准，EM4TII把ECF （Energy Measurement Function）和DHS（Digital Handling System）集成到一个装置中，既可以实现能量的测量功能，也可以实现数据处理。如下图所示。

    EM4TII 适用于多系统的能量检测，包括25kV 50/60Hz和15kV 16.7Hz，或者DC 600V，750V，1.5kV和3Kv 的供电系统。能量计量可以检测到系统的变化，并存入负荷曲线中。来自变压器和整流器的电压和电流信号可以通过变压器、互感器或传感器接入EM4TII的4个输入通道，采用Sigma-Delta模、数转换器，采样精度高，抑制输入通道的高频干扰，可靠性高。这四个通道可以接收交流或直流信号，实现电压、电流的信号处理。 根据用户的不同需求，可以有如下五种选择。

    接收到的信号经过信号处理之后输入CPU， CPU读取采样值并按照可调时间间隔进行能量值的计算，包括消耗和再生能量的有功和无功绝对值，并储负荷曲线。同时EM4TII可以设置机车识别号，记录日志事件。日志信息包括：工作电压的降低和增加、供电电压的通/断，时钟同步以及影响能量计算的参数变化等。

    能量管理中不同时段的能耗信息非常重要，EM4TII提供GPS信号接口，可以实现整个系统的时间同步，所有记录的信息都带有时间戳记，方便跟踪。

    真正的能量管理不仅要关注到一台牵引机车，而是要对所有运行机车以及整个用电设备的统筹管理。EM4TII除了带有本地显示与存储功能外，还带有通讯接口，接口采用RS 232/422/485，通讯协议遵循IEC 62056-21， 可以与常见的远程数据读取系统兼容。

    EM4TII机械性能方便充分考虑了轨道交通的特殊性，震动试验按照EN61373的要求，达到一类B级。防护等级为IP65。

    真实地记录消耗和再生能量，才能合理地调配资源，所有测量环节也是不可忽视的因素，LEM作为全球电量测量的领先者，充分考虑了用户应用的整体性，除了EM4TII外，可以提供一整套的能量管理解决方案，包括EM4TII以及相应的信号采样传感器。

    电流测量传感器ITC系列， 专为能量测量系统设计，用于配套EM4TII能量表的电流传感器，采用闭环磁通门技术，零点和增益温漂低，测量电流从1000A到4000A。符合EN50463要求，精度0.5R。

    有了成套的能量测量的硬件系统和开放的通讯协议，用户可以结合自身的需求，开发相应的管理软件，构建一套定制化的能源管理系统，真正实现节能降耗，合理分配资源。

    关于LEM

    LEM作为电量传感器领域的市场先导者，为客户提供创新的技术和高质量的电量测量解决方案。其核心产品为电流电压传感器，可广泛应用于驱动与焊接、可再生能源与电源、铁路与轨道交通、高精度、传统汽车与新能源汽车等业务领域。莱姆的战略在于发挥其核心业务固有优势的同时，开发新的应用领域并在新的市场中寻求发展机遇。莱姆作为一家中等规模的全球化公司，在北京（中国）、日内瓦（瑞士）、町田（日本）、哥本哈根（丹麦）设有生产中心，各地的销售办事处能够为全球客户提供周到的服务。莱姆（LEM）集团于1986年在瑞士证券交易所上市（股市代码：LEHN）。莱姆电子（中国）有限公司是莱姆电子在中国的全资公司，在各地区设有销售办事处，为中国客户提供全球化的无缝服务。<