電力儀表在大型公建電能分項計量中的應用
日期: 2018-12-02
目前，據有關部門統計，國家機關辦公建筑和大型公建年耗電量約占全國城鎮總耗電量的22%，每平米耗電量是普通民居的10~20倍，是歐洲、日本等發達國家同類建筑的1.5~2倍。因此，在公建中節能是一項重要任務。
1. 哪些建筑屬于大型公建？
根據建科[2008]114號文件，將下列八類建筑列為大型公建：①辦公建筑；②商場建筑；③賓館、飯店建筑；④文化教育建筑；⑤醫療衛生建筑；⑥體育建筑；⑦綜合建筑；⑧其它建筑。
2 大型公建實現電能分項計量管理的目的為了推動公共機構節能，提高公共機構能源利用效率。發揮公共機構在全社會節能中的表率作用，國務院令第531號《公共機構節能條例》第14條明確指出：公共機構應當實行能源消費計量制度，區分用能種類，用能系統實行能源消費分戶、分類、分項計量，并對能源消耗狀況實行監測，及時發現、糾正用能浪費現象。建筑部推出建科[2008]114號文附件3：《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統———樓宇分項計量設計安裝技術導則》，對電能分項計量的分類、設計、安裝、驗收等進行了規范。江蘇、上海等地方分別推出蘇建科[2007]217號文《江蘇省公共建筑用能計量設計規定》和滬建交[2008]828號文《關于進一步加強本市民用建筑設備專業節能設計技術管理的通知》，進一步明確提出對主要用電設施分項計量，對辦公樓、商場、宿舍等應計量到經濟核算單元，對醫療病房、賓館客房、學校教室應按樓層或功能分區計量等等。由此可見，大型建筑實現電能分項計量管理，可及時發現、糾正用電浪費，并為建筑節能考核提供數據。
3. 大型公建電能計量宜采用內部管理電表大型公建電能計量宜采用內部管理電表，不宜用收費電表。兩者主要特點歸納如表1：
4. 供電部門是否允許企事業單位安裝內部管理電表供電部門一般給用戶實施一戶一表的收費制度，即收費電表由供電部門統一安裝。因此，收費電表除了要有技監局發放的計量器具許可證外，還需要當地省、市電力部門的許可才可安裝使用。內部管理電表在用戶安裝收費表的基礎上，考慮內部電能節能管理的需要安裝，因此用戶可自主選擇采購，但應注意制造商是否有省（市）政府質量技術監督部門頒發的電力儀表（電能部分）的計量器具許可證。
5. 電力儀表在電能計量中的選型方案
電力儀表功能、型號繁多，價格也各不相同，電能計量方案也多種多樣，因此，應合理選配，達到較佳的性價比。
5.1針對宿舍、商鋪、病房等應計量到經濟核算單元的地方，可采用DDS1352（不能組網）或DDSF1352（可組網）電表。見圖1、圖2。
5.2針對用電設施按照明與插座用電、動力用電、空調用電、特殊用電進行分項計量及學校教室、醫療病房、賓館客房按樓層或功能分區計量時，可選用DTSF1352或ACR120EL電表。見圖3、圖4。均帶Modbus協議。一些重要場合需檢測諧波的， 可采用ACR220ELH多功能電表，除測量電參量外，還可檢測2-31次電流、電壓諧波分量。
5.3 針對進線回路或重要出線回路， 可采用ACR230ELH多功能電表（見圖5）。該表為嵌入式安裝，安裝在配電柜門板上，面框尺寸為96mm×96mm，規格為220V/380V、5A，電流經互感器接入，精度為0.5級，除測量所有電參量外，還具有最大需量、2-31次電流、電壓諧波分量、電壓波峰系數、電流K系數、電話波形因子、電流電壓不平衡度、正、負、零序分量分析等功能。
6. 系統組網
電能管理系統以計算機、通訊設備、計量單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數據采集、遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測、控制設備構成復雜的監控系統。該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，分站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。（如圖6）系統軟件最大的特點是能以靈活多樣的“組態形式”而不是編程方式來進行系統集成，它提供了良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成對現場數據的采集與監測功能。系統具有友好的人機交互界面，可實時和定時采集現場設備各參量及開關量狀態，并將采集到的數據上傳給數據中心存儲。系統還提供實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統可以實現所有回路電能的采集和統計，實現遠程自動抄表、電能監測功能：
（1）運行狀態監測：通訊異常報警提示。
（2）用戶管理：不同用戶權限具備不同操作功能；各級權限的口令修改功能；具有權限防誤功能。
（3）能耗報表、棒圖：實現所有能耗報表的按時間查詢，分為日、月、年報表等，任意分類、分項實時能耗棒圖顯示。
（4）打印及導出：所有報表及界面可打印， 或以EXCEL、WORD格式進行導出。
7. 應用案例
上海浦東某圖書館是一個高能耗大型公共建筑，總建筑面積60885m2,消耗的能源主要為電、水，還有少量的燃氣、柴油等，柴油發電機是作為應急電源之用。該項目電能監測系統采用三層網絡結構，各樓層對用電進行分類、分項計量，各樓層及總供水管道、燃氣、柴油管道都安裝有測量儀表，以實現對能耗的實時采集與監控。所有的智能測量儀表均通過現場總線進行組網，在監控室對現場各回路能耗狀況實現集中監控與管理。該項目中采用研祥工業計算機作為監控主機，并附帶液晶顯示器、打印機等設備，山特UPS電源在整個系統發生供電問題時，可在一定時間內保證站控管理層設備的正常運行。數據采集終端采用高可靠性、帶有現場總線連接的智能測量儀表。對于圖書館供配電系統，低壓進線回路和重要回路安裝ACR系列多功能電力儀表，普通饋線回路及照明配電箱中安裝導軌式電能表。監測系統通過現場設備和通信系統提供的傳輸通道，完成對各用電回路的數據采集，信息經分析、處理，以報表、圖形等多種形式供值班員參考，使值班員能夠便捷的掌握系統的運行及能耗狀況，及時發現、糾正能源浪費現象，從而進行節能管理。在需要時，還可提供快捷的遠程控制手段，完成對設備運行狀態的改變以及事故情況的處理。表2給出了圖書館能耗數據查詢表，很清楚的顯示出各類能源的使用情況。圖7為系統給出的圖書館照明、空調及插座等用電量的餅圖，很直觀地顯示出分項用電量的百分比。
8. 結束語
隨著能源的日益緊張，節能降耗成為大型公共建筑智能化建設的必然選擇，本文介紹的電能分項監測系統，不僅能監控供配電系統的運行狀況，還能監測用水量、燃氣等其它能源的使用狀況，并能根據采集到的能耗數據繪制出各種報表、分析曲線、圖形等，便于分析研究，為智能建筑的節能技術提供參考。該系統運行安全、可靠，并附有事件記錄及故障報警等功能，極大地方便了用戶的使用。
隨著社會的發展，能源的日益緊張，實現對分類能耗、分項電能的遠程監測與管理成為智能建筑發展的必然趨勢。
備案號：滬ICP備18025528號-1