电力仪表在大型公建电能分项计量中的应用
日期: 2018-12-02
目前，据有关部门统计，国家机关办公建筑和大型公建年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%，每平米耗电量是普通民居的10~20倍，是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5~2倍。因此，在公建中节能是一项重要任务。
1. 哪些建筑属于大型公建？
根据建科[2008]114号文件，将下列八类建筑列为大型公建：①办公建筑；②商场建筑；③宾馆、饭店建筑；④文化教育建筑；⑤医疗卫生建筑；⑥体育建筑；⑦综合建筑；⑧其它建筑。
2 大型公建实现电能分项计量管理的目的为了推动公共机构节能，提高公共机构能源利用效率。发挥公共机构在全社会节能中的表率作用，国务院令第531号《公共机构节能条例》第14条明确指出：公共机构应当实行能源消费计量制度，区分用能种类，用能系统实行能源消费分户、分类、分项计量，并对能源消耗状况实行监测，及时发现、纠正用能浪费现象。建筑部推出建科[2008]114号文附件3：《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统———楼宇分项计量设计安装技术导则》，对电能分项计量的分类、设计、安装、验收等进行了规范。江苏、上海等地方分别推出苏建科[2007]217号文《江苏省公共建筑用能计量设计规定》和沪建交[2008]828号文《关于进一步加强本市民用建筑设备专业节能设计技术管理的通知》，进一步明确提出对主要用电设施分项计量，对办公楼、商场、宿舍等应计量到经济核算单元，对医疗病房、宾馆客房、学校教室应按楼层或功能分区计量等等。由此可见，大型建筑实现电能分项计量管理，可及时发现、纠正用电浪费，并为建筑节能考核提供数据。
3. 大型公建电能计量宜采用内部管理电表大型公建电能计量宜采用内部管理电表，不宜用收费电表。两者主要特点归纳如表1：
4. 供电部门是否允许企事业单位安装内部管理电表供电部门一般给用户实施一户一表的收费制度，即收费电表由供电部门统一安装。因此，收费电表除了要有技监局发放的计量器具许可证外，还需要当地省、市电力部门的许可才可安装使用。内部管理电表在用户安装收费表的基础上，考虑内部电能节能管理的需要安装，因此用户可自主选择采购，但应注意制造商是否有省（市）政府质量技术监督部门颁发的电力仪表（电能部分）的计量器具许可证。
5. 电力仪表在电能计量中的选型方案
电力仪表功能、型号繁多，价格也各不相同，电能计量方案也多种多样，因此，应合理选配，达到较佳的性价比。
5.1针对宿舍、商铺、病房等应计量到经济核算单元的地方，可采用DDS1352（不能组网）或DDSF1352（可组网）电表。见图1、图2。
5.2针对用电设施按照明与插座用电、动力用电、空调用电、特殊用电进行分项计量及学校教室、医疗病房、宾馆客房按楼层或功能分区计量时，可选用DTSF1352或ACR120EL电表。见图3、图4。均带Modbus协议。一些重要场合需检测谐波的， 可采用ACR220ELH多功能电表，除测量电参量外，还可检测2-31次电流、电压谐波分量。
5.3 针对进线回路或重要出线回路， 可采用ACR230ELH多功能电表（见图5）。该表为嵌入式安装，安装在配电柜门板上，面框尺寸为96mm×96mm，规格为220V/380V、5A，电流经互感器接入，精度为0.5级，除测量所有电参量外，还具有最大需量、2-31次电流、电压谐波分量、电压波峰系数、电流K系数、电话波形因子、电流电压不平衡度、正、负、零序分量分析等功能。
6. 系统组网
电能管理系统以计算机、通讯设备、计量单元为基本工具，为大型公共建筑的实时数据采集、远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成复杂的监控系统。该系统主要采用分层分布式计算机网络结构，分站控管理层、网络通讯层和现场设备层。（如图6）系统软件最大的特点是能以灵活多样的“组态形式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成对现场数据的采集与监测功能。系统具有友好的人机交互界面，可实时和定时采集现场设备各参量及开关量状态，并将采集到的数据上传给数据中心存储。系统还提供实时曲线和历史趋势曲线分析，符合用户设计需要的报表、事件记录和故障报警等功能。整个系统可以实现所有回路电能的采集和统计，实现远程自动抄表、电能监测功能：
（1）运行状态监测：通讯异常报警提示。
（2）用户管理：不同用户权限具备不同操作功能；各级权限的口令修改功能；具有权限防误功能。
（3）能耗报表、棒图：实现所有能耗报表的按时间查询，分为日、月、年报表等，任意分类、分项实时能耗棒图显示。
（4）打印及导出：所有报表及界面可打印， 或以EXCEL、WORD格式进行导出。
7. 应用案例
上海浦东某图书馆是一个高能耗大型公共建筑，总建筑面积60885m2,消耗的能源主要为电、水，还有少量的燃气、柴油等，柴油发电机是作为应急电源之用。该项目电能监测系统采用三层网络结构，各楼层对用电进行分类、分项计量，各楼层及总供水管道、燃气、柴油管道都安装有测量仪表，以实现对能耗的实时采集与监控。所有的智能测量仪表均通过现场总线进行组网，在监控室对现场各回路能耗状况实现集中监控与管理。该项目中采用研祥工业计算机作为监控主机，并附带液晶显示器、打印机等设备，山特UPS电源在整个系统发生供电问题时，可在一定时间内保证站控管理层设备的正常运行。数据采集终端采用高可靠性、带有现场总线连接的智能测量仪表。对于图书馆供配电系统，低压进线回路和重要回路安装ACR系列多功能电力仪表，普通馈线回路及照明配电箱中安装导轨式电能表。监测系统通过现场设备和通信系统提供的传输通道，完成对各用电回路的数据采集，信息经分析、处理，以报表、图形等多种形式供值班员参考，使值班员能够便捷的掌握系统的运行及能耗状况，及时发现、纠正能源浪费现象，从而进行节能管理。在需要时，还可提供快捷的远程控制手段，完成对设备运行状态的改变以及事故情况的处理。表2给出了图书馆能耗数据查询表，很清楚的显示出各类能源的使用情况。图7为系统给出的图书馆照明、空调及插座等用电量的饼图，很直观地显示出分项用电量的百分比。
8. 结束语
随着能源的日益紧张，节能降耗成为大型公共建筑智能化建设的必然选择，本文介绍的电能分项监测系统，不仅能监控供配电系统的运行状况，还能监测用水量、燃气等其它能源的使用状况，并能根据采集到的能耗数据绘制出各种报表、分析曲线、图形等，便于分析研究，为智能建筑的节能技术提供参考。该系统运行安全、可靠，并附有事件记录及故障报警等功能，极大地方便了用户的使用。
随着社会的发展，能源的日益紧张，实现对分类能耗、分项电能的远程监测与管理成为智能建筑发展的必然趋势。
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