安科瑞 繆凱倫
摘要：本文主要介紹了吳淞中心醫(yī)院采用安科瑞智能電力儀表對(duì)配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量的采集,，通過(guò)總線型組網(wǎng)方式,，把數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái),，進(jìn)行智能化組網(wǎng),。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化,、數(shù)字化,、網(wǎng)絡(luò)化電能管理,。
關(guān)鍵詞：效率高,；網(wǎng)絡(luò)電力儀表；電能管理
1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介
吳淞中心醫(yī)院創(chuàng)建于1934年,，醫(yī)院占地面積42畝,，建筑面積21500平方米，綠化面積6623平方米,。
為了加強(qiáng)醫(yī)院用電的科學(xué)管理和用電設(shè)備的技術(shù)改造及提高電能的利用率,，吳淞中心醫(yī)院需設(shè)計(jì)一套電能管理系統(tǒng)，此項(xiàng)目的監(jiān)控范圍為：吳淞中心醫(yī)院變電所內(nèi)智能儀表的運(yùn)行參數(shù),，吳淞中心醫(yī)院共一個(gè)變電所,，變電所內(nèi)有2路變壓器（1#變壓器、2#變壓器）出線及93路普通饋線,。
安科瑞電氣股份有限公司于2012年10月承接了吳淞醫(yī)院系統(tǒng)集成工作,，并根據(jù)吳淞醫(yī)院現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，為其選用了我司ACREL-3000電能管理系統(tǒng),。
進(jìn)線回路采用ACR220ELH多功能諧波儀表,，其是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè),、公共設(shè)施,、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù),，如：三相電壓,、電流、有功功率,、無(wú)功功率,、功率因數(shù)、頻率,、有功電度,、無(wú)功電度、并可監(jiān)測(cè)電壓,、電流的2-31次諧波分量等多種電參量,。并且本儀表帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點(diǎn)和2路繼電器控制輸出接點(diǎn),，這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作,。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動(dòng)化,、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電能管理,、工業(yè)自動(dòng)化,、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。[1] ,，普通饋線回路采用PZ96L-E4/C智能可編程電力儀表,，該儀表主要測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓,、電流,、有功功率、無(wú)功功率,、功率因數(shù),、頻率、有功電度,、無(wú)功電度,。
2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
GB2887-2000 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》
GB/T13729-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》
DL/T400-2010 《繼電器和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》
DL/T 814-2002 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》
DL/T634-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》
DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》
DL/T770-2001 《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB/T50063-2008 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB-14285-2006 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》
GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》
GB/T15145-2001 《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》
GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》
DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
2.2系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計(jì)
企業(yè)電能管理系統(tǒng)是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能電網(wǎng)理念結(jié)合現(xiàn)代電力需求側(cè)電能管理思想為企業(yè)構(gòu)建的電能管理ERP系統(tǒng),。其目標(biāo)是讓企業(yè)通過(guò)電能管理系統(tǒng)科學(xué)管理電能,，實(shí)現(xiàn)“安全、可靠,、經(jīng)濟(jì),、潔凈"的用的目標(biāo)和電能管理“四化"。
1,、實(shí)現(xiàn)電能管理可視化,。將電、電能這一無(wú)形,、無(wú)色,、無(wú)味的成本通過(guò)傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化管理，就是讓我們：
看到電能的運(yùn)動(dòng),，從電網(wǎng)公司買得電去了哪里：
看到電能的質(zhì)量,，使用的電能質(zhì)量如何，哪些設(shè)備在排放電力污染,；
看到電能的浪費(fèi),，每條的待機(jī)用電,、輔助用電,、變壓器損耗,、線路損耗；
看到電能的危險(xiǎn),，哪些設(shè)備發(fā)熱,、哪些設(shè)備有安全隱患、哪些設(shè)備用電指標(biāo)異常,；
看到電費(fèi)的增加,，每個(gè)樓層的當(dāng)日電費(fèi)與累計(jì)電費(fèi)，動(dòng)態(tài)看到企業(yè)的成本隨時(shí)間的流失而流失,；
2,、實(shí)現(xiàn)電能管理數(shù)字化。電難管是人們對(duì)它陌生,，電好電壞,、管好管不好、節(jié)約與浪費(fèi),、要用不要用沒有具體標(biāo)準(zhǔn)和尺度,，須將用電、管電,、節(jié)電用數(shù)字進(jìn)行量化,，電能數(shù)字化的目標(biāo)是：
用多用少拿電量說(shuō)話；
電能質(zhì)量好壞拿國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)話,；
節(jié)約浪費(fèi)拿電能運(yùn)行指標(biāo)說(shuō)話,；
節(jié)約浪費(fèi)拿產(chǎn)品單耗說(shuō)話；
安全可靠拿用電異常和故障發(fā)生的百分?jǐn)?shù)說(shuō)話,；
3,、實(shí)現(xiàn)電能管理專業(yè)化。電難管的另一個(gè)原因有時(shí)專業(yè)性強(qiáng),，人們對(duì)它一知半解,，長(zhǎng)期壟斷。企業(yè)人才沒有,、技術(shù)沒有,、資金優(yōu)勢(shì)瓶頸，況且又不是自己的主業(yè),。電能專業(yè)化的目標(biāo)是：
像電網(wǎng)公司一樣有自己管電的團(tuán)隊(duì),；
像電網(wǎng)公司一樣有自己管電的技術(shù)；
像電網(wǎng)公司一樣有自己管電的現(xiàn)代裝備,；
像電網(wǎng)公司一樣運(yùn)行,、維護(hù)自己的配電系統(tǒng)和用電設(shè)備；
比電網(wǎng)公司更專業(yè)管理自己的用電設(shè)備,；
4,、實(shí)現(xiàn)電能管理網(wǎng)絡(luò)化,。電難管的原因還有就是它實(shí)時(shí)性強(qiáng)、分布廣,、危險(xiǎn)性大,，且枯燥乏味，我們需要做到的是只要有互聯(lián)網(wǎng)的地方我們都可以管理電能,。
2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-3000電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層,、站控管理層,，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖（1）所示：
整套電能管理系統(tǒng)站控管理部分包括監(jiān)控管理主機(jī)、打印機(jī),、UPS電源等,；網(wǎng)絡(luò)通訊層部分包括一個(gè)16口的串口服務(wù)器；現(xiàn)場(chǎng)智能儀表監(jiān)控設(shè)備層由ACR220ELH和PZ96L-E4組成,。該配電系統(tǒng)分布在一個(gè)變電所內(nèi),，2臺(tái)變壓器的所有電力儀表通過(guò)RS485總線連接至串口服務(wù)器，并經(jīng)過(guò)超五類網(wǎng)線上傳至監(jiān)控后臺(tái),。
配電系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)主要是ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表和PZ可編程智能電測(cè)儀表的現(xiàn)場(chǎng)各回路電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),，包括電流、電壓,、功率等遙測(cè)信息以及斷路器分合閘狀態(tài),、保護(hù)信息以及故障等；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備將所采集和處理過(guò)的信號(hào)經(jīng)屏蔽雙絞線上傳至通訊管理機(jī),，經(jīng)超五類線上傳至站控管理層,。ACR220ELH、PZ96L-E4網(wǎng)絡(luò)多功能儀表采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸,，接線簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信,，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps,。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng),，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,，傳輸距離為1.2km。
整個(gè)配電系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心,，采用現(xiàn)代通訊技術(shù),，對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的用電狀況進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)環(huán)節(jié),、每種設(shè)備的用電量,；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),、監(jiān)督電能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用電故障,，避免用電的浪費(fèi)。
2.4系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)功能
2.4.1用戶權(quán)限管理
針對(duì)不同級(jí)別的用戶,，設(shè)置不同的權(quán)限,，方便不同權(quán)限的管理人員對(duì)系統(tǒng)的不同操作，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運(yùn)行,。通過(guò)用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷,、修改密碼,、添加刪除等操作，方便用戶對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改,。
2.4.2系統(tǒng)主界面
系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單,、易用、良好的用戶使用界面,。采用全中文界面,，CAD圖形顯示配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),，畫面定時(shí)輪巡切換,；畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示,；開關(guān)量顯示,；連續(xù)記錄顯示等，通過(guò)畫面顏色的變化（紅色表示合閘狀態(tài),、綠色表示分閘狀態(tài)）可以看到各回路的分合閘狀態(tài),。
登錄普通權(quán)限用戶，通過(guò)主界面的操作,，可以查看各回路運(yùn)行的電參量（電流,、電壓、有功,、無(wú)功,、功率因數(shù)、電度）,；登錄權(quán)限用戶,，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部電度報(bào)表、電流曲線,、報(bào)警信息的打印及導(dǎo)出功能,。
2.4.3 趨勢(shì)曲線分析
Acrel-3000電能管理系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線的分析界面,，通過(guò)調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過(guò)調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況,。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì),，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。
2.4.4 報(bào)表統(tǒng)計(jì)
吳淞中心醫(yī)院系統(tǒng)中分電能報(bào)表為1#變壓器及其回路報(bào)表和2#變壓器及其回路報(bào)表,，方便管理員查看分析,，同時(shí)系統(tǒng)將采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同,，自動(dòng)生成報(bào)表并有報(bào)表打印功能,，可對(duì)任意回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，這些報(bào)表均支持Excel導(dǎo)出功能,。
2.4.5 報(bào)警功能
遙信和遙測(cè)報(bào)警功能,，主要完成對(duì)低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對(duì)開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警,，提醒值班人員及時(shí)處理,。遙測(cè)報(bào)警值設(shè)置界面可以看到每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)值和報(bào)警設(shè)置值，方便值班人員比對(duì)進(jìn)線設(shè)置,，負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置,。具備歷史查詢功能。
3.運(yùn)行效果
3.1效益分析
電能管理給客戶帶來(lái)的效益主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：
1,、直接效益
指降低用電成本帶來(lái)的效益,，也就是我們通常講的省錢。這部分的效益一般在年電報(bào)費(fèi)的1-30%不等,，主要根據(jù)企業(yè)規(guī)模,、性質(zhì)、現(xiàn)行管理水平確定,。
2,、間接效益
指通過(guò)電能管理服務(wù)提高客戶電能管理、設(shè)備管理,、生產(chǎn)管理帶來(lái)的效益,。這部分的效益是實(shí)在的，但難以用價(jià)值衡量,。如：
科學(xué)實(shí)施了有序用電,，降低了大負(fù)荷需求，用電高峰不受拉閘限電影響,；
發(fā)現(xiàn)電力污染源及污染性質(zhì),，為科學(xué)治理電力污染提供依據(jù)；
使配電管理人員管電變得方便、快捷,、準(zhǔn)確,；
建立健全了配電設(shè)備、用電設(shè)備檔案管理體系和設(shè)備運(yùn)行管理體系,，使企業(yè)不因人員更新導(dǎo)致配電系統(tǒng)資料,、圖紙缺失帶來(lái)的損失；
培養(yǎng)了客戶電力總監(jiān)和管電的職業(yè)化團(tuán)隊(duì),；
通過(guò)電能消耗和電力指標(biāo)變化管理生產(chǎn)運(yùn)行等等,；
上述這些間接效益，對(duì)客戶來(lái)說(shuō)有的可能比直接效益更有價(jià)值,。
3,、社會(huì)效益
指通過(guò)電能管理服務(wù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排帶來(lái)的效益,。主要體現(xiàn)在以下方面：
降低企業(yè)大負(fù)荷10%,，使得電廠少發(fā)電；
實(shí)現(xiàn)了設(shè)備層面的有序用電,，科學(xué)應(yīng)對(duì)用電高峰,；
在用戶層面建能效電廠等等；
4.結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,，智能電能管理系統(tǒng)已成為大型公共建造的必然選擇,，本文介紹的電力儀表及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在吳淞中心醫(yī)院項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測(cè),、遙信功能,，實(shí)時(shí)顯示了現(xiàn)場(chǎng)電參量，方便值班人員查看,；給用戶設(shè)置定值修改功能同樣人性化地提高了值班人員操作的安全系數(shù),；同時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,，并生成各種電能報(bào)表,、分析曲線、棒圖等,，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析,、研究；報(bào)警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時(shí)檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況,。
該項(xiàng)目所采用的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)已經(jīng)于2013年1月底正式投入運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,、安全，方便了用戶的使用,，提供了大量實(shí)時(shí),、準(zhǔn)確的電能數(shù)據(jù)，為管理者進(jìn)行內(nèi)部計(jì)量考核提供了依據(jù)，為進(jìn)一步節(jié)能管理及節(jié)能措施的實(shí)施打下了基礎(chǔ),。
