1. 工程概況

蘇州旭創(chuàng)科技有限公司位于蘇州工業(yè)園區(qū)霞盛路8號，蘇州旭創(chuàng)科技有限公司專注于產(chǎn)品設計研發(fā)的高科技公司。

本次工程針對主變電所0.4kV部分回路做電能管理改造。現(xiàn)場共計95個進出線回路，樓層119個層配箱。

2. 用戶需求

1) 完成變電所0.4kV回路的電能消耗統(tǒng)計和報表，達到無人值守或少人值守的目的；

2) 實時監(jiān)測變配電回路中的各電參量，監(jiān)測各變壓器中諧波含量，可提供諧波數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)查詢，根據(jù)諧波和開關狀態(tài)位的綜合比較分析，確保供電回路的健康持續(xù)供應；

3) 監(jiān)測已安裝現(xiàn)場的溫控儀，確保變壓器運行環(huán)境的健康；

4) 實時反饋現(xiàn)場開關狀態(tài)量，如遇跳閘及時報警，讓設備保障部門去現(xiàn)場查詢是否有安全事故或者設備的損壞，確認無誤后合閘，從而達到人員的安全和設備的保護；

5) 要求有功電能精度要求至少達到1.0，無功電能2.0；

6) 需要監(jiān)測現(xiàn)場低壓出線的漏電電流及電纜溫度，確保配電線路的安全和健康，并對溫度越限報警，該越限值可自行設置；

7) 提供光伏數(shù)據(jù)的接入接口，可完成光伏發(fā)電數(shù)據(jù)的接入，并完成光伏發(fā)電效率的統(tǒng)計；

8) 光伏發(fā)電后的儲能管理。

3. 方案設計原則

本電能管理系統(tǒng)設計遵循下列原則：

系統(tǒng)的實用性

電能管理系統(tǒng)的組成和實際一定要符合現(xiàn)場配電的實際情況，不能追求華而不實，這樣勢必造成投資過大，遠超出實際需要。因此，在能夠充分實現(xiàn)用戶所需功能的情況下，系統(tǒng)的實用性是首先應遵循的第一設計原則。同時，系統(tǒng)的前端產(chǎn)品和系統(tǒng)軟件均有良好的可學習性和可操作性。系統(tǒng)的建設目的是使該系統(tǒng)真正的成為用戶節(jié)能節(jié)電管理的輔助工具，用戶管理人員可結合該系統(tǒng)制定合理的節(jié)能節(jié)電管理措施并實施，實現(xiàn)真正意義上的節(jié)電。

系統(tǒng)的穩(wěn)定性

由于電能管理系統(tǒng)需長期不間斷運行，并可監(jiān)測配電網(wǎng)絡的運行狀況，具有一定的處理事件的功能，所以系統(tǒng)的穩(wěn)定性顯得尤為重要。本司的電能管理系統(tǒng)有著數(shù)年的市場成功應用經(jīng)驗，各行業(yè)均擁有一定規(guī)模的客戶群并具備*的客戶服務體系。

系統(tǒng)的可擴展性

系統(tǒng)的設計并不是一層不變的，如今后根據(jù)需要將工程擴建、改造、或者與其他系統(tǒng)的兼容、并入等，這要求系統(tǒng)的設計應預留多路與其他系統(tǒng)的通訊接口，當追加變配電子站系統(tǒng)及與上級調(diào)度系統(tǒng)，如樓宇自動化控制系統(tǒng)（BAS）、管理信息系統(tǒng)(MIS)、消防控制系統(tǒng)(FCS)等運行，可實現(xiàn)系統(tǒng)擴展。

系統(tǒng)的易維護性

電能管理系統(tǒng)在運行過程中的維護應盡量做到簡單易行。從計算機的配置到系統(tǒng)的配置，前端設備的配置都充分仔細地考慮了系統(tǒng)可靠性，并實施了相應的認證。我們在做到系統(tǒng)故障率的同時，也考慮到即使因為意想不到的原因而發(fā)生問題時，保證數(shù)據(jù)的方便保存和快速恢復，并且保證緊急時能迅速地打開通道。整個系統(tǒng)的分層管理保證了網(wǎng)絡中一旦出現(xiàn)故障，不會因為某部分設備的維護，而停止所有設備的正常運作。

4. 參照標準

系統(tǒng)的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

ISO/IEC11801  《國際綜合布線標準》

GB/50198   《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》

GB50052-2009        《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》

GB50054-2011        《低壓配電設計規(guī)范》

IEC 61587           《電子設備機械結構系列》

DL/T448-2000    《電能計量裝置技術管理規(guī)程》

DL/T 698.1-2009   《第1部分：總則》

DL/T 698.2-2010   《第2部分：主站技術規(guī)范》

DL/T 698.31-2010  《第3.1部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-通用要求》

DL/T 698.35-2010   《第3-5部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

DL/T 698.41-2010   《第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

DL/T 698.42-2010    《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

DL/T/814-2002       《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

GB/T/3047.1         《面板、架和柜的基本尺寸系列》

DL/T5137-2001       《電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程》

5. 方案設計

5.1 系統(tǒng)結構

能效管理及漏電火災監(jiān)測系統(tǒng)通常采用分層分布式結構進行設計，即現(xiàn)場設備層、網(wǎng)絡通訊層和站控管理層：

現(xiàn)場設備層

現(xiàn)場設備層主要是連接于網(wǎng)絡中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡電能計量儀表等。

網(wǎng)絡通訊層

網(wǎng)絡通訊層主要是由通訊服務器、接口轉換器件及總線網(wǎng)絡等組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，不同的接口轉換器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太網(wǎng)等各種接口，組網(wǎng)方式靈活，支持點對點的通訊、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡、以太網(wǎng)等類型的組態(tài)網(wǎng)絡。通訊服務器主要用于直接對現(xiàn)場儀器儀表轉達上位機的各種控制命令，并負責對現(xiàn)場儀器儀表回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和存儲等工作，如電壓/電流等電參量、輸入開關量狀態(tài)、修改儀表內(nèi)部參數(shù)或各種控制繼電器斷開/閉合的操作命令等。

站控管理層

站控管理層是針對配電網(wǎng)絡的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的最上層部分，主要是由電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取前置機采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實時發(fā)送并檢測操作的執(zhí)行狀況，以保證供用電單位的正常工作；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴格按照各種標準進行計量，用戶只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。

三層示意圖如下圖：

5.2 現(xiàn)場設備層儀表

方案為本次工程現(xiàn)場配置的計量表計為安科瑞電氣股份有限公司的DTSF1352/C，專門用于電能的計量，采用導軌安裝。

5.2.1 表計選型

     型號：PZ80L-E4

測量：三相電流、三相電壓、頻率、功率因數(shù)、有功/無功功率、

有功/無功電度

通訊：RS485/MODBUS-RTU

顯示：液晶

技術參數(shù)如下表：

5.2.2 互感器的安裝

計量表計可以使用精度為0.5級的測量電流互感器。如果電流互感器上已經(jīng)被其它的表計使用，DTSF1352計量儀表可以和已有的儀表串聯(lián)使用。接線如下圖所示：

如果缺少電流互感器或者需要新增加電流互感器，可以使用安科瑞電氣股份有限公司的AKH開口式電流互感器。

AKH系列開口式電流互感器安裝方法：

5.2.3 溫度巡檢儀表計選型

型號：ARTM系列

簡介：該系列產(chǎn)品通過采集熱電阻（PT100）信號來測量溫度，通過按鍵編程設置每一路溫度測量的報警閾值，并帶有2路繼電器輸出，分別作用于信號和跳閘，經(jīng)RS485通訊接口將溫度數(shù)據(jù)及報警信息上傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

技術參數(shù)：

安裝方式：

5.2.5 儀表的通訊連接

n 每條總線上連接儀表數(shù)量不超過25臺；

n 通訊電纜采用RVVSP 2*1.0 紅藍屏蔽雙絞線；

n 儀表采用手拉手方式連接，不得星型并接。

5.3 網(wǎng)絡通訊層設備

網(wǎng)絡通訊層設備是指數(shù)據(jù)采集器，本項目數(shù)據(jù)采集器采用N2S08-485I-ETS。

數(shù)據(jù)采集器

配置：N2S08-485I-ETS

數(shù)據(jù)采集器根據(jù)現(xiàn)場設備數(shù)量，配置8口數(shù)據(jù)采集器，每個串口只能接入型號相同的設備，不同的設備占用不同的串口。

作為自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信服務器不僅提供串行接口RS232/485/422與網(wǎng)絡接口之間的相互轉換。

l 負責把現(xiàn)場前置層智能保護/測控單元的數(shù)據(jù)采集,再將這些信息上傳到當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)和遠動通訊服務器，完成遙信、遙測。

l 接收當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)和遠動通訊服務器下達的命令并轉發(fā)給現(xiàn)場前置層智能保護/測控單元,完成對現(xiàn)場前置層智能保護/測控單元的遙控和遙調(diào)。

l 每個串口都可使用組態(tài)軟件通過網(wǎng)絡進行參數(shù)的下載和設置，實現(xiàn)遠程維護。

5.4 站控管理層設備

監(jiān)控計算機及電能管理軟件負責完成對整個系統(tǒng)設備的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和監(jiān)視功能，并在滿足權限和邏輯時，對相應的設備進行控制，還為運行人員提供各種控制管理功能，并提供多種外部系統(tǒng)接入接口。監(jiān)控計算機是監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機界面，用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(tài)顯示和查詢，設備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作控制命令的解釋和下達，系統(tǒng)時鐘校正等。通過該工作站，在允許的權限下實現(xiàn)對變電站生產(chǎn)運行設備的運行監(jiān)視和操作控制，監(jiān)控計算機通過鼠標能實現(xiàn)常規(guī)主控制屏的全部功能。

后臺監(jiān)控系統(tǒng)的計算機采用高性能工控機，同時配置大屏幕彩色液晶顯示器，提供良好的人機界面。后臺音響設備可提供聲光報警，打印機可以記錄系統(tǒng)信息，并可召喚或者定時打印數(shù)據(jù)報表。

電能管理層負責完成對整個工程電能管理系統(tǒng)儀表設備的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和監(jiān)視功能，還為運行人員提供各種控制管理功能，并提供多種外部系統(tǒng)接入接口。監(jiān)控計算機是監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機界面，用于圖形及報表顯示、電能統(tǒng)計分析、事件記錄及報警狀態(tài)顯示和查詢，設備狀態(tài)和參數(shù)的查詢等。

電能管理系統(tǒng)的計算機采用高性能工控機，同時配置大屏幕彩色液晶顯示器，提供良好的人機界面。后臺音響設備可提供語音報警，打印機可以記錄系統(tǒng)信息，并可召喚或者定時打印數(shù)據(jù)報表。

電能管理計算機

配置：IPC-510MB/701VG( 2串口,單網(wǎng)口）/I5-2400/3.1GHz/4G/1TB /DVD/研華鍵盤+光電鼠標。

監(jiān)控系統(tǒng)以 Windows 7為操作系統(tǒng)平臺，提供美觀、友好、安全、方便的人機界面。實時動態(tài)顯示潮流數(shù)據(jù)；運用聲、光、色、動畫等多種手段實現(xiàn)告警提示；遙控、遙調(diào)和順控等操作界面符合電廠運行規(guī)程和操作習慣。提供各種數(shù)據(jù)的錄入和查詢功能。在線驗證操作員的操作權限及身份，并存儲操作的結果。

5.5 項目設備清單

現(xiàn)場儀表層設備

電能管理系統(tǒng)設備清單

6. 能效管理系統(tǒng)功能

6.1配電系統(tǒng)實時監(jiān)測

中龍電能效管理平臺人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關故障、告警等信號。

主要功能：一次圖顯示各回路對應回路名稱、三相電流、三相線電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)，斷路器、地刀、隔離開關等合分位狀態(tài)。其中，400V低壓進線回路電參量主要有：開關狀態(tài)、三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計值；400V低壓出線回路主要有：開關狀態(tài)、三相（單相）電流、三項功率。

6.2電能統(tǒng)計報表

中龍電能效管理平臺以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

主要功能：具有起始時間和結束時間的時間選擇框，選定想要查詢的時間段后，通過點擊查詢按鈕可查詢出系統(tǒng)項目范圍內(nèi)所有配電回路的用電量?？赏ㄟ^導出按鈕將報表以Excel形式導出保存，通過打印按鈕進行報表打印。

6.3詳細電參量查詢

在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變?yōu)槭中?，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及7天相電流趨勢曲線。

6.4運行報表

中龍電能效管理平臺具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時間或選擇查詢最近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。

主要功能：查詢各回路或者設備時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等；亦可以根據(jù)用戶具體需要定制運行日報、月報。電參量報表也支持導出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導出PDF格式文件。

6.5變壓器運行監(jiān)視

中龍電能效管理平臺對配電系統(tǒng)總進線、主變壓器、重要負荷出線的運行狀態(tài)進行在線實時監(jiān)視，用曲線顯示其運行趨勢，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護人員及時掌握運行水平和用電需求，確保供電安全可靠性。

主要功能：實時監(jiān)視變壓器運行電流，變壓器運行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負荷率，還可以根據(jù)變壓器額定參數(shù)和用戶需要，分析變壓器有功損耗、無功損耗；通過電流曲線展示分相運行電流趨勢，溫度曲線展示分相運行溫度趨勢，功率曲線展示有功功率趨勢。

6.6實時報警

中龍電能效管理平臺具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?，以及電壓、電流、功率、功率因?shù)、電纜溫度越限等事件進行實時監(jiān)測，并根據(jù)事件等級發(fā)出告警。系統(tǒng)報警時自動彈出實時報警窗口，并發(fā)出聲音或語音提醒。

主要功能：根據(jù)遙信、保護動作、電量越限等事件的類型和報警級別，彈出實時事件告警窗口，報警列表包含：事件動作日期、時間、事件描述、數(shù)值、級別、類型、確認狀態(tài)、確認人、確認時間等。

6.7歷史事件查詢

中龍電能效管理平臺能夠?qū)b信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析

主要功能：可根據(jù)用戶需要設置起始時間、結束時間，選擇查詢時段，進行時間事件查詢，歷史事件查詢列表中包含：事件動作日期、時間、事件描述、數(shù)值、級別、類型、確認狀態(tài)、確認人、確認時間等。

6.8電能質(zhì)量監(jiān)測

中龍電能效管理平臺可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量進行持續(xù)性的監(jiān)測，運行維護人員可以通過諧波分析棒圖、報表掌握進線、變壓器、重要回路的電壓、電流諧波畸變率、諧波含量、電壓不平衡度、電壓偏差、電壓合格率等，及時采取相應的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性，降低諧波損耗，減少因諧波造成的異常和事故。

主要功能：能夠以統(tǒng)計報表和棒圖等形式顯示三相電壓、三相電流的2-31次諧波畸變率、諧波含量。諧波棒圖可以進行原始量程、10倍量程、20倍量程、50倍量程、100倍量程、最適量程的選擇切換。

6.9用戶權限管理

中龍電能效管理平臺為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。系統(tǒng)管理員為最高等級用戶，高一級用戶可添加、刪除下一級別的用戶。

6.10通訊狀態(tài)圖

中龍電能效管理平臺支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現(xiàn)場各設備的通訊狀態(tài)，及時維護出現(xiàn)異常的設備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

主要功能：具備完整的系統(tǒng)通訊拓撲結構圖，實時顯示設備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對應設備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設備通訊異常。系統(tǒng)主機和串口服務器/通訊管理機旁標明設備分配IP地址，各設備旁標識了設備地址和設備回路編號。

6.11綜合統(tǒng)計報表

中龍電能效管理平臺為用戶提供了綜合的電能和需量統(tǒng)計報表功能，包含不同饋線的峰平谷用電量統(tǒng)計與記錄，從而為用電的合理管理提供了數(shù)據(jù)依據(jù)(需要帶復費率和最大需量功能的電力儀表配合)。同時可對各回路進行日、月電能統(tǒng)計形成報表，減少配電系統(tǒng)維護人員電能統(tǒng)計的工作量，提高工作效率.

6.12通基于B/S的網(wǎng)絡應用

中龍電能效管理平臺配置了*的WEB頁面發(fā)布功能，從而使得用戶可以通過基于Windows平臺的IE或其他主流瀏覽器，

6.13手機短信報警（該功能的實現(xiàn)需要另外增配手機報警模塊）

中龍電能效管理平臺支持手機短信報警功能，系統(tǒng)遙信、遙測實時報警信息可以通過短信報警模塊發(fā)送到系統(tǒng)管理人員手機上，使得用戶能夠及時掌握現(xiàn)場配電情況，消除可能發(fā)生的配電隱患。

6.14開放的系統(tǒng)擴展功能

中龍電能效管理平臺支持Modbus-RTU、Modbus/TCP等多種標準協(xié)議的數(shù)據(jù)轉發(fā)，具備后期對非標準規(guī)約協(xié)議的開發(fā)接入，使得所有智能設備都能無縫連接入系統(tǒng)；支持工業(yè)OPC接口、ADO接口、ODBC接口等與其他系統(tǒng)（如BA系統(tǒng)）進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)與第三方系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享。

6.15漏電電流監(jiān)測

中龍電能效管理平臺包含漏電電流監(jiān)測及電纜溫度監(jiān)測的實時監(jiān)測和顯示。

6.16光伏監(jiān)測開放接口

中龍電能效管理平臺可兼容光伏數(shù)據(jù)的接入，為新能源的接入提供智能化的接入點，并為以后光伏發(fā)電效率提供強有力地數(shù)據(jù)依托，為綠色能源的產(chǎn)生和使用提供切實可靠地保障。

6.17儲能管理開放接口

中龍電能效管理平臺可提供儲能管理系統(tǒng)的接入，為光伏產(chǎn)能提供存儲空間，合理有效的使用新能源。