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解决方案

安科瑞多用户计量箱在高校用电计量改造方案

作者:   阅读人次:   发布时间:2017/4/16    关键词安科瑞多用户计量箱 高校用电计量 改造方案

 

    任华

    摘要通过方案对比选取高效的用电计量方式,结合终端电子计量装置,实现在不改变既有建筑配电系统前提下将通讯数据在RS485信号与无线信号之间互转,完成普通RS485设备的无线通讯。在末端电子表计量配置ADF300多用户计量箱对单三相混合负载进行计量,对用电能耗数据分项收集,有效降低了建设成本和改造工程量。

     

    关键词 无线通讯ADF300多用户计量箱 无线通讯

     

    1. 引言

        在我国,大部分高等院校的建设和运行资金多由政府提供,故院校应率先响应国家的政策和要求。完善校区内教学楼、办公楼、实验楼等公共建筑的能源计量体系,对现有系统进行节能改造,不仅可以减少资源浪费、实现用能的定额管理、分级配置以及进行能效公示评比,还可以通过挖掘能源数据来改进物业管理方式、直接联动控制用能设备节电。

        高校能源计量体系的建立,可为国家管理部门全面了解大学的用能分布结构、宏观调整能源配置和能源政策调整提供数据支持。ADF300多用户计量箱在末端配电中可灵活配置单、三回路计量,有效降低了建设成本和改造工程量。本文以某高校改造项目为例,讲解多用户计量箱在高校用电计量改造中的应用。

     

    项目概况

        本项目是一幢建设于 80 年代的教学实验楼。通过对建筑的勘查和业主需求的了解,在项目前期对项目的各个方面进行了方案对比,确定整体改造方案,并在实施过程中结合ADF300多用户计量箱,最终实现整栋建筑的精细化分项用电计量。

        通过查阅资料和现场勘查,该楼分为 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四段,其中Ⅱ段、Ⅲ段六层、Ⅳ段五层、Ⅴ段地上地下各一层,使用功能包括: 办公、实验、教学等。Ⅱ段首层设一处总配电间,两路低压进线供全楼及部分地摇楼用电,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段每层设有电气竖井服务于本区域,Ⅴ段电源由总配电间或首层Ⅱ段电井引来。各区域的使用功能为: Ⅱ段 1 层为集中实验区( 技术中心) ; 2 ~ 6 层为学院内教授、研究生的办公、实验室。Ⅲ段 1 层为学院行政办公室; 2 ~ 6 层为学院教学实验教室、教授办公室。Ⅳ段 2 层为集中实验区( 技术中心) ; 1、3 ~ 5 层为学院内教授、研究生的办公、实验室; Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段每个房间内均设有配电箱,但由于后期改造房间分拆及合并,导致配电系统混乱,且后期根据使用需要还会发生房间调整; 办公室、实验室内设备多数为插座设备,少数动力设备均由专用回路供电。Ⅳ段五层东侧图书馆分馆,Ⅴ段一层包括计算机机房,文体活动中心,公共阶梯教室,地下一层为人防区域,五个区域均有独立的配电箱供电。

        由于楼宇建设年代久远,从属关系复杂,该建筑仅在总配电间设置一块电能表总体计量学院用电能耗。随着学院管理分级、科研经费分摊的内部需求及高校对高校能源监管平台的建设要求,需要在楼内进行既满足学院计费需要,又符合《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》要求的用电计量改造工程。

     

    项目各项方案对比

        了解项目现状和业主需求后,再通过对国家规范、导则等文件的学习,本方案分别从计量方式、改造方式两个方面进行了优化对比。

     2.1计量方式

        按照《高等学校节约型校园建设管理与技术导则》要求,学校计量深度应达到院、系、部、处的目标要求,导则明确“建立校园建筑及用能设施分类能耗统计或分项能耗统计制度”,即分类和分项都符合导则规定的基本要求。表 1 为两种计量方案的比较。

     

    表1分类计量和分项计量的比较

    要求

    分类计量

    分项计量

    计量深度

    以院、系、部、处为计量单位,仅作用电总量统计。

    以每一房间的照明、插座、空调用电作为计量单位,可针对院、系、部、处做分类和分项的用电统计。

    后续管理

    院、系、部、处的用电量公示,鼓励自我挖潜节电管理措施。

    包含分类计量功能,通过分项节电数据,提供节电指导。

    对配电系

    每个计量单位需自成配电系统,在总箱处设表。

    用ADF300多用户计量箱,一表多回路,按照明、插座、空调分别设置。

    统要求

    工程量

    根据使用单位划分设置配电系统,由于区域较大,改造量相对较小。

    每个房间均按标准化方案改造,改造量较大,但标准化后易于管理。

    灵活性

    计量系统难以适应房间更换调整,需重新梳理配电系统增减电表。

    房间更换调整仅需在软件设置中进行更改,较容易实现。

     

        通过图表列出分类和分项的对比资料可见,两种方式都可以满足本次改造的目的,只是分项比分类得到的能耗数据更多,计量精细化程度更高,对后期改造适应性也更好,但改造工程量大,需求经费多。

    2.2改造方式

        采用分项计量的效果明显优于分类计量,但高昂的改造经费和巨大的工程量也使业主有所顾虑,寻找降低成本的改造方法成为影响改造效果的关键。经过对无线通讯技术和电子计量设备的了解,末端选用带计量功能且符合精度要求的ADF300多用户计量箱、AEW110无线计量模块等电子设备,通过无线网络将计量数据上传,最后经过软件编程实现各种管理计量的需要。这种创新型用电计量改造方式存在降低改造成本、减少工程量的可能性,表 2 为传统电能表技术与无线电子表技术的对比。

     

    表 2传统电能表与多用户计量箱对比

    要求

    传统电能表技术

    多用户计量箱

     

     

    改造内容

    改造配电线路区分照明、插座、空调等,每个回路设计量表,计量表数据通过总线网络上传至监管平台。

    将末端面板更换为带计量功能的无线通讯模块,通过无线采集器上传数据,部分大功率设备及各个配电箱处设置电表,总线网络将电表、采集器数据上传至监管平台。

    计量装置

    电能表、数据收集器

    电能表、数据收集器、、计量开关、无线信号采集器。

     

    工程量

    每个计量单位内分项计量最少需三块表,且现有每个房间都需要进行大规模配电线路改造。

    在配电箱内安装无线通讯模块,无配电线路改造,在不改变既有建筑配电系统前提下将通讯数据在RS485信号与无线信号之间互转,完成普通RS485设备的无线通讯。

     

    改造效果

    可实现分项需要,但数据量相对较少; 改造过程对现状使用影响大; 后期房间更换影响小,房间合并分拆影响大。

    可满足各种用电分析对数据的要求,数据量大,改造对现状影响小; 后期各种房间改造仅需增减计量面板,适应各种改造需要。

     

        ADF300多用户计量箱的改造方案不需要对现有配电线路进行更改,减少了大量的施工作业,为了减少面板的安装数量将各个房间面板数量标准化,减少计量插座设备,进一步降低造价。

        经过方案对比并结合本项目实际需求确定了最终的设计方案: 在楼内办公室、教学实验教室,实验室采用无线电子表技术的分项计量法,并在户内配电箱设置导轨式电能表,作为末端电子表的二级计量装置; 单独功能区如图书馆分馆、计算机机房,文体活动中心,大型公共教室和大功率用电设备按分类计量法在配电箱和控制箱内设置导轨式电能表计量。

     

    项目实施方案

        这种创新的改造方案降低了项目的实施难度,由于避免了大量的拆改工作,减少线路重新敷设,使得设计、施工的工作量都得已降低。通过前期对建筑的勘查,在项目的实施过程中将计量点位设置分为配电箱电能表和末端电子表两部分。

        安科瑞企业电能管理系统依据住建部《国家机关和大型公建能耗监测系统技术导则》、发改委《电力需求侧管理平台建设技术规范》和企业节能计量相关标准,帮助用户梳理用电去向,建立符合用户实际的用电计量体系,使其用电透明化,加强用电管理,为后续节能改造提供可靠的数据支撑。系统解决方案有Acrel-3000电能管理系统、Acrel-3100商铺电能管理系统、Acrel-5000建筑能耗监测系统、Acrel-PVMS预付费电能管理系统。相关产品有AEM系列电能计量表、DDSD/DTSD1352系列电能计量表、ADF300系列多用户计量装置、AEW110无线通讯转换器等。

        变电所中所用的计量部分是供电公司的壁挂表,或者配合系统具有国网性能指标的壁挂表;楼层与总进线场合可以配壁挂表,也可以用AEM系列及ADL300;到了终端用户,根据其不同的个性化需求,可以选择不同仪表,导轨表,预付费,多用户等。

        配电箱电能表计量设置: 整栋建筑总配电间两路进线每路设置一块AEM96电能表; 每层电气竖井内设置一块层电能总表; 每个房间的总配电箱内设置一块DTSD1352导轨式电表; 部分大型单相设备 ( 20A 以上) 及三相用电设备分别设置DDSD1352和DTSF1352导轨式电表; 独立功能区如计算机机房,文体活动中心,公共教室,人防区,图书馆分馆,大会议室的配电总箱分别设置AEW110无线通讯模块。

        末端电子表计量设置: 办公室、实验室、教学实验教室,按房间数量设置ADF300多用户计量箱。ADF300系列多用户计量箱是一种电子式智能化多用户电能表,设计采用一户一计量方案,具有计量准确度高、户与户之间计量互不干扰、集中安装、集中管理优势。最大可以同时计量12户三相、36户单相、单/三相回路混合用电状况,其接线示意图如下图所示。

     

     

     

        计量系统组网形式: 采用《安科瑞高校电能管理系统》,它是安科瑞公司最新研制的与预付费系列电能表配套的售电管理系统,以电能管理软件和集中抄表软件为主,包括计算机、通讯管理机、打印机等设备在内的集成系统,通过校园网传输至学校能源计量监管平台进行数据分析。该系统主要分为三层,其中底层为ADF300系列多用户计量箱,中间层为通讯管理机,上层为客户端PC、服务器及相关外设(如打印机、短信猫等),系统拓扑图如下图所示。

     

     

     

    结束语

         目前我国的大中城市中存在大量高耗能的既有建筑,它们的功能、年代、形式各有不同,节能改造方式也应根据使用需要、现场情况不同做出有针对性的技术方案并择优使用。本文简述的计量改造项目就是先选取最优的计量方案,再运用先进的技术产品,从而做出有针对性的实施方案,这种方式既满足了业主需要,又降低了改造成本。

     

    参考文献

    [1]中华人民共和国住房和城乡建设部,教育部. 高等学校节约型校园建设管理与技术导则 ( 试行 ) ( 建科〔2008 〕89 号 )[Z]. 2008.

    [2]中华人民共和国建设部,财政部. 关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见(  建科〔2007〕245)[Z]. 2007.

    作者简介:

    任华,男,本科。任职单位:现任职于安科瑞电气股份有限公司

    联系电话:021-59104851,手机:187-0211-2061,QQ:2880-157-851

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