電力儀表在大型公共建筑電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用

周中1　杜毅威2　杜運(yùn)東1

（1. 上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 201801；2.中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院，成都 610081 ）

    摘 要：介紹了電力儀表的功能特點(diǎn)以及電力儀表在大型公共建筑電能分項(xiàng)計(jì)量中的選型方案，電力儀表具有的通訊功能，可以與計(jì)算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng)，其強(qiáng)大的電能報(bào)表、曲線分析、圖形顯示功能，使得電力儀表在大型公共建筑電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

    0　 引言

    目前，據(jù)國(guó)家有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑每平方米建筑面積年平均耗電量為85.4度（年平均85.4kWh／m2），約占全國(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米耗電量是普通居民的10~20倍，是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家同類(lèi)建筑的1.5~2倍。

    一方面，我國(guó)大型公共建筑用電巨大，另一方面，我們也缺乏直接數(shù)據(jù)為用電節(jié)能決策的制定提供參考。為此，國(guó)務(wù)院令第531號(hào)《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》第14條明確指出：公共機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)實(shí)行能源消費(fèi)計(jì)量制度，區(qū)分用能種類(lèi)，用能系統(tǒng)實(shí)行能源消費(fèi)分戶、分類(lèi)、分項(xiàng)計(jì)量，并對(duì)能源消耗狀況實(shí)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費(fèi)現(xiàn)象。江蘇、上海等地方分別推出蘇建科[2007]217號(hào)文《江蘇省公共建筑用能計(jì)量設(shè)計(jì)規(guī)定》和滬建交[2008]828號(hào)文《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)本市民用建筑設(shè)備專(zhuān)業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)管理的通知》，進(jìn)一步明確提出對(duì)主要用電設(shè)施分項(xiàng)計(jì)量，對(duì)辦公樓、商場(chǎng)、宿舍等應(yīng)計(jì)量到經(jīng)濟(jì)核算單元，對(duì)醫(yī)療病房、賓館客房、學(xué)校教室應(yīng)按樓層或功能分區(qū)計(jì)量等等。

    由此可見(jiàn)，大型公共建筑實(shí)行電能分項(xiàng)計(jì)量管理，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)糾正用電浪費(fèi)，并為建筑節(jié)能考核提供數(shù)據(jù)。

    1　 大型公建電能計(jì)量宜采用智能電力監(jiān)控儀表

    大型公共建筑電能計(jì)量宜采用電力儀表作為內(nèi)部管理電表，不宜用收費(fèi)電表。兩者主要特點(diǎn)歸納如下（見(jiàn)表1）。

    表1　收費(fèi)電表與電力儀表之比較

    供電部門(mén)一般給用戶實(shí)施一戶一表的收費(fèi)制度，即收費(fèi)電表由供電部門(mén)統(tǒng)一安裝。因此，收費(fèi)電表除了要有技監(jiān)局發(fā)放的計(jì)量器具許可證外，還需要當(dāng)?shù)厥　⑹须娏Σ块T(mén)的許可才可安裝使用。在大型公共建筑電能管理中，供電部門(mén)一般會(huì)在總進(jìn)線處安裝收費(fèi)電表。

    電力儀表在用戶安裝收費(fèi)電表的基礎(chǔ)上，考慮內(nèi)部電能計(jì)量與節(jié)能管理的需要安裝，用于內(nèi)部電能管理。因此用戶可自主選擇采購(gòu)，但應(yīng)注意制造商是否有電力儀表（電能部分）的計(jì)量許可證。電力儀表可以完成對(duì)各回路、各樓層或各功能區(qū)的分項(xiàng)電能數(shù)據(jù)的采集，通過(guò)后臺(tái)電能管理系統(tǒng)完成對(duì)大型公共建筑的電能分項(xiàng)計(jì)量。

    2　 電力儀表在電能分項(xiàng)計(jì)量中的選型方案

    電力儀表，是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設(shè)施、智能大型公共建筑的電力監(jiān)控與電能管理需求而設(shè)計(jì)的。它能高精度的測(cè)量所有常用的電力參數(shù)，如三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、四象限電能等，采用可視度高的LCD來(lái)顯示儀表測(cè)量參數(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行信息。電力儀表功能、型號(hào)繁多，價(jià)格也各不相同，電能計(jì)量方案也多種多樣，因此，應(yīng)合理選配，達(dá)到較佳的性價(jià)比。

    根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部114號(hào)文件，對(duì)大型公共建筑能耗數(shù)據(jù)實(shí)行分類(lèi)、分項(xiàng)計(jì)量，對(duì)電能按動(dòng)力用電、照明與插座用電、空調(diào)用電和特殊用電進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量管理[1]。因此，針對(duì)宿舍、商鋪、病房等應(yīng)計(jì)量到經(jīng)濟(jì)核算單元的地方，可采用DDS1352或DDSF1352電表；

    DDS1352單相電表，用于單相電能計(jì)量，DIN35mm導(dǎo)軌安裝，寬度為1個(gè)模數(shù)（即寬為18mm），一次最大接入單相電流30A，精度1.0級(jí)。優(yōu)點(diǎn)是尺寸小，價(jià)格低，缺點(diǎn)是沒(méi)有通訊功能，不能組網(wǎng)。

    DDSF1352單相電表，同樣為DIN35mm導(dǎo)軌安裝，寬度為4個(gè)模數(shù)，一次最大接入單相電流為80A，精度1.0級(jí)，具有峰、平、谷電能分時(shí)復(fù)費(fèi)率計(jì)量功能，帶RS485接口，Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約，可組網(wǎng)。主要應(yīng)用于對(duì)單相電能的計(jì)量，常用在配電箱內(nèi)。DDS1352及DDSF1352單相電表外形及應(yīng)用如圖1所示：

圖1　DDS1352電表外形，DDSF1352電表外形及其應(yīng)用

    針對(duì)用電設(shè)施按照明與插座用電、動(dòng)力用電、空調(diào)用電、特殊用電進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，對(duì)學(xué)校教室、醫(yī)療病房、賓館客房按樓層或功能分區(qū)計(jì)量時(shí)，可選用DTSF1352或ACR120EL電表。

    采用DTSF1352三相四線電表（見(jiàn)圖2），用于三相電能計(jì)量，具有尖、峰、平、谷電能分時(shí)復(fù)費(fèi)率計(jì)量功能，DIN35mm導(dǎo)軌安裝，寬度為7個(gè)模數(shù)，可安裝在照明箱或動(dòng)力箱中，一次最大接入三相電流80A，80A以上可經(jīng)電流互感器采集，精度0.5級(jí)，帶RS485接口，Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約，可組網(wǎng)[2]。

圖2　DTSF1352電表外形及其在動(dòng)力箱中的應(yīng)用

    采用ACR120EL多功能電表，該表為嵌入式安裝，可安裝在動(dòng)力箱或低壓出線柜門(mén)板上，面板尺寸為80mm×80mm，規(guī)格為220/380V、5A，電流經(jīng)互感器接入，精度0.5級(jí)，可測(cè)量電流、電壓、功率、頻率、功率因數(shù)、四象限電能等電參量，帶Modbus通訊協(xié)議。

    一些重要場(chǎng)合需檢測(cè)諧波的，可采用ACR230ELH多功能電表，針對(duì)進(jìn)線回路或重要出線回路，采用ACR230ELH多功能電表，嵌入式安裝在配電柜門(mén)板上，面框尺寸為96mm×96mm，除測(cè)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(shù)、電流K系數(shù)、電話波形因子、電流電壓不平衡度、正負(fù)零序分量分析等功能。ACR120EL，ACR230ELH多功能電表外形及其在低壓配電柜中的實(shí)際應(yīng)用如圖3所示。

圖3　ACR120EL、ACR230ELH多功能電表外形及其在配電抽屜柜中的應(yīng)用

    3　 系統(tǒng)組網(wǎng)

    電力儀表可作為內(nèi)部管理電表單獨(dú)使用，取代大量傳統(tǒng)的模擬儀表，亦可作為電力監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制。符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的RS485通訊接口，使得組網(wǎng)輕松便捷，是SCADA系統(tǒng)集成的理想選擇。大型公共建筑電能管理系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，采用現(xiàn)場(chǎng)總線以光纖環(huán)網(wǎng)、以太網(wǎng)或無(wú)線等組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)電能集抄與電能分項(xiàng)計(jì)量功能。系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)電力儀表計(jì)量裝置為基本工具，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)、控制設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層[3]（如圖4）。

圖4　電能管理系統(tǒng)