安科瑞 鮑靜君
摘要通過方案對比選取高效的用電計量方式，結(jié)合終端電子計量裝置，實(shí)現(xiàn)在不改變既有建筑配電系統(tǒng)前提下將通訊數(shù)據(jù)在RS485信號與無線信號之間互轉(zhuǎn)，完成普通RS485設(shè)備的無線通訊。在末端電子表計量配置ADF300多用戶計量箱對單三相混合負(fù)載進(jìn)行計量，對用電能耗數(shù)據(jù)分項(xiàng)收集，有效降低了建設(shè)成本和改造工程量。
關(guān)鍵詞 無線通訊ADF300多用戶計量箱 無線通訊
在我國，大部分高等院校的建設(shè)和運(yùn)行資金多由政府提供，故院校應(yīng)*響應(yīng)國家的政策和要求。完善校區(qū)內(nèi)教學(xué)樓、辦公樓、實(shí)驗(yàn)樓等公共建筑的能源計量體系，對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，不僅可以減少資源浪費(fèi)、實(shí)現(xiàn)用能的定額管理、分級配置以及進(jìn)行能效公示評比，還可以通過挖掘能源數(shù)據(jù)來改進(jìn)物業(yè)管理方式、直接聯(lián)動控制用能設(shè)備節(jié)電。
高校能源計量體系的建立，可為國家管理部門全面了解大學(xué)的用能分布結(jié)構(gòu)、宏觀調(diào)整能源配置和能源政策調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持。ADF300多用戶計量箱在末端配電中可靈活配置單、三回路計量，有效降低了建設(shè)成本和改造工程量。本文以某高校改造項(xiàng)目為例，講解多用戶計量箱在高校用電計量改造中的應(yīng)用。
1 項(xiàng)目概況
本項(xiàng)目是一幢建設(shè)于 80 年代的教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓。通過對建筑的勘查和業(yè)主需求的了解，在項(xiàng)目前期對項(xiàng)目的各個方面進(jìn)行了方案對比，確定整體改造方案，并在實(shí)施過程中結(jié)合ADF300多用戶計量箱，實(shí)現(xiàn)整棟建筑的精細(xì)化分項(xiàng)用電計量。
通過查閱資料和現(xiàn)場勘查，該樓分為 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四段，其中Ⅱ段、Ⅲ段六層、Ⅳ段五層、Ⅴ段地上地下各一層，使用功能包括: 辦公、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)等。Ⅱ段首層設(shè)一處總配電間，兩路低壓進(jìn)線供全樓及部分地?fù)u樓用電，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段每層設(shè)有電氣豎井服務(wù)于本區(qū)域，Ⅴ段電源由總配電間或首層Ⅱ段電井引來。各區(qū)域的使用功能為: Ⅱ段 1 層為集中實(shí)驗(yàn)區(qū)( 技術(shù)中心) ; 2 ～ 6 層為學(xué)院內(nèi)教授、研究生的辦公、實(shí)驗(yàn)室。Ⅲ段 1 層為學(xué)院行政辦公室; 2 ～ 6 層為學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)教室、教授辦公室。Ⅳ段 2 層為集中實(shí)驗(yàn)區(qū)( 技術(shù)中心) ; 1、3 ～ 5 層為學(xué)院內(nèi)教授、研究生的辦公、實(shí)驗(yàn)室; Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段每個房間內(nèi)均設(shè)有配電箱，但由于后期改造房間分拆及合并，導(dǎo)致配電系統(tǒng)混亂，且后期根據(jù)使用需要還會發(fā)生房間調(diào)整; 辦公室、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備多數(shù)為插座設(shè)備，少數(shù)動力設(shè)備均由回路供電。Ⅳ段五層?xùn)|側(cè)圖書館分館，Ⅴ段一層包括計算機(jī)機(jī)房，文體活動中心，公共階梯教室，地下一層為人防區(qū)域，五個區(qū)域均有獨(dú)立的配電箱供電。
由于樓宇建設(shè)年代久遠(yuǎn)，從屬關(guān)系復(fù)雜，該建筑僅在總配電間設(shè)置一塊電能表總體計量學(xué)院用電能耗。隨著學(xué)院管理分級、科研經(jīng)費(fèi)分?jǐn)偟膬?nèi)部需求及高校對高校能源監(jiān)管平臺的建設(shè)要求，需要在樓內(nèi)進(jìn)行既滿足學(xué)院計費(fèi)需要，又符合《高等學(xué)校節(jié)約型校園建設(shè)管理與技術(shù)導(dǎo)則》要求的用電計量改造工程。
2 項(xiàng)目各項(xiàng)方案對比
了解項(xiàng)目現(xiàn)狀和業(yè)主需求后，再通過對國家規(guī)范、導(dǎo)則等文件的學(xué)習(xí)，本方案分別從計量方式、改造方式兩個方面進(jìn)行了優(yōu)化對比。
2.1計量方式
按照《高等學(xué)校節(jié)約型校園建設(shè)管理與技術(shù)導(dǎo)則》要求，學(xué)校計量深度應(yīng)達(dá)到院、系、部、處的目標(biāo)要求，導(dǎo)則明確“建立校園建筑及用能設(shè)施分類能耗統(tǒng)計或分項(xiàng)能耗統(tǒng)計制度”，即分類和分項(xiàng)都符合導(dǎo)則規(guī)定的基本要求。表 1 為兩種計量方案的比較。
表1分類計量和分項(xiàng)計量的比較
要求 | 分類計量 | 分項(xiàng)計量 |
計量深度 | 以院、系、部、處為計量單位，僅作用電總量統(tǒng)計。 | 以每一房間的照明、插座、空調(diào)用電作為計量單位，可針對院、系、部、處做分類和分項(xiàng)的用電統(tǒng)計。 |
后續(xù)管理 | 院、系、部、處的用電量公示，鼓勵自我挖潛節(jié)電管理措施。 | 包含分類計量功能，通過分項(xiàng)節(jié)電數(shù)據(jù)，提供節(jié)電指導(dǎo)。 |
對配電系 | 每個計量單位需自成配電系統(tǒng)，在總箱處設(shè)表。 | 用ADF300多用戶計量箱，一表多回路，按照明、插座、空調(diào)分別設(shè)置。 |
統(tǒng)要求 | ||
工程量 | 根據(jù)使用單位劃分設(shè)置配電系統(tǒng)，由于區(qū)域較大，改造量相對較小。 | 每個房間均按標(biāo)準(zhǔn)化方案改造，改造量較大，但標(biāo)準(zhǔn)化后易于管理。 |
靈活性 | 計量系統(tǒng)難以適應(yīng)房間更換調(diào)整，需重新梳理配電系統(tǒng)增減電表。 | 房間更換調(diào)整僅需在軟件設(shè)置中進(jìn)行更改，較容易實(shí)現(xiàn)。 |
通過圖表列出分類和分項(xiàng)的對比資料可見，兩種方式都可以滿足本次改造的目的，只是分項(xiàng)比分類得到的能耗數(shù)據(jù)更多，計量精細(xì)化程度更高，對后期改造適應(yīng)性也更好，但改造工程量大，需求經(jīng)費(fèi)多。
2.2改造方式
采用分項(xiàng)計量的效果明顯優(yōu)于分類計量，但高昂的改造經(jīng)費(fèi)和巨大的工程量也使業(yè)主有所顧慮，尋找降低成本的改造方法成為影響改造效果的關(guān)鍵。經(jīng)過對無線通訊技術(shù)和電子計量設(shè)備的了解，末端選用帶計量功能且符合精度要求的ADF300多用戶計量箱、AEW110無線計量模塊等電子設(shè)備，通過無線網(wǎng)絡(luò)將計量數(shù)據(jù)上傳，經(jīng)過軟件編程實(shí)現(xiàn)各種管理計量的需要。這種創(chuàng)新型用電計量改造方式存在降低改造成本、減少工程量的可能性，表 2 為傳統(tǒng)電能表技術(shù)與無線電子表技術(shù)的對比。
表 2傳統(tǒng)電能表與多用戶計量箱對比
要求 | 傳統(tǒng)電能表技術(shù) | 多用戶計量箱 |
改造內(nèi)容 | 改造配電線路區(qū)分照明、插座、空調(diào)等，每個回路設(shè)計量表，計量表數(shù)據(jù)通過總線網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)管平臺。 | 將末端面板更換為帶計量功能的無線通訊模塊，通過無線采集器上傳數(shù)據(jù)，部分大功率設(shè)備及各個配電箱處設(shè)置電表，總線網(wǎng)絡(luò)將電表、采集器數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)管平臺。 |
計量裝置 | 電能表、數(shù)據(jù)收集器 | 電能表、數(shù)據(jù)收集器、、計量開關(guān)、無線信號采集器。 |
工程量 | 每個計量單位內(nèi)分項(xiàng)計量需三塊表，且現(xiàn)有每個房間都需要進(jìn)行大規(guī)模配電線路改造。 | 在配電箱內(nèi)安裝無線通訊模塊，無配電線路改造，在不改變既有建筑配電系統(tǒng)前提下將通訊數(shù)據(jù)在RS485信號與無線信號之間互轉(zhuǎn)，完成普通RS485設(shè)備的無線通訊。 |
改造效果 | 可實(shí)現(xiàn)分項(xiàng)需要，但數(shù)據(jù)量相對較少; 改造過程對現(xiàn)狀使用影響大; 后期房間更換影響小，房間合并分拆影響大。 | 可滿足各種用電分析對數(shù)據(jù)的要求，數(shù)據(jù)量大，改造對現(xiàn)狀影響小; 后期各種房間改造僅需增減計量面板，適應(yīng)各種改造需要。 |
ADF300多用戶計量箱的改造方案不需要對現(xiàn)有配電線路進(jìn)行更改，減少了大量的施工作業(yè)，為了減少面板的安裝數(shù)量將各個房間面板數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)化，減少計量插座設(shè)備，進(jìn)一步降低造價。
經(jīng)過方案對比并結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際需求確定了設(shè)計方案: 在樓內(nèi)辦公室、教學(xué)實(shí)驗(yàn)教室，實(shí)驗(yàn)室采用無線電子表技術(shù)的分項(xiàng)計量法，并在戶內(nèi)配電箱設(shè)置導(dǎo)軌式電能表，作為末端電子表的二級計量裝置; 單獨(dú)功能區(qū)如圖書館分館、計算機(jī)機(jī)房，文體活動中心，大型公共教室和大功率用電設(shè)備按分類計量法在配電箱和控制箱內(nèi)設(shè)置導(dǎo)軌式電能表計量。
3 項(xiàng)目實(shí)施方案
這種創(chuàng)新的改造方案降低了項(xiàng)目的實(shí)施難度，由于避免了大量的拆改工作，減少線路重新敷設(shè)，使得設(shè)計、施工的工作量都得已降低。通過前期對建筑的勘查，在項(xiàng)目的實(shí)施過程中將計量點(diǎn)位設(shè)置分為配電箱電能表和末端電子表兩部分。
安科瑞企業(yè)電能管理系統(tǒng)依據(jù)*《國家機(jī)關(guān)和大型公建能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》、*《電力需求側(cè)管理平臺建設(shè)技術(shù)規(guī)范》和企業(yè)節(jié)能計量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，幫助用戶梳理用電去向，建立符合用戶實(shí)際的用電計量體系，使其用電透明化，加強(qiáng)用電管理，為后續(xù)節(jié)能改造提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)解決方案有Acrel-3000電能管理系統(tǒng)、Acrel-3100商鋪電能管理系統(tǒng)、Acrel-5000建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)、Acrel-PVMS預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)。相關(guān)產(chǎn)品有AEM系列電能計量表、DDSD/DTSD1352系列電能計量表、ADF300系列多用戶計量裝置、AEW110無線通訊轉(zhuǎn)換器等。
變電所中所用的計量部分是供電公司的壁掛表，或者配合系統(tǒng)具有國網(wǎng)性能指標(biāo)的壁掛表；樓層與總進(jìn)線場合可以配壁掛表，也可以用AEM系列及ADL300；到了終端用戶，根據(jù)其不同的個性化需求，可以選擇不同儀表，導(dǎo)軌表，預(yù)付費(fèi)，多用戶等。
配電箱電能表計量設(shè)置: 整棟建筑總配電間兩路進(jìn)線每路設(shè)置一塊AEM96電能表; 每層電氣豎井內(nèi)設(shè)置一塊層電能總表; 每個房間的總配電箱內(nèi)設(shè)置一塊DTSD1352導(dǎo)軌式電表; 部分大型單相設(shè)備 ( 20A 以上) 及三相用電設(shè)備分別設(shè)置DDSD1352和DTSF1352導(dǎo)軌式電表; 獨(dú)立功能區(qū)如計算機(jī)機(jī)房，文體活動中心，公共教室，人防區(qū)，圖書館分館，大會議室的配電總箱分別設(shè)置AEW110無線通訊模塊。
末端電子表計量設(shè)置: 辦公室、實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)實(shí)驗(yàn)教室，按房間數(shù)量設(shè)置ADF300多用戶計量箱。ADF300系列多用戶計量箱是一種電子式智能化多用戶電能表，設(shè)計采用一戶一計量方案，具有計量準(zhǔn)確度高、戶與戶之間計量互不干擾、集中安裝、集中管理優(yōu)勢?？梢酝瑫r計量12戶三相、36戶單相、單/三相回路混合用電狀況，其接線示意圖如下圖所示。
計量系統(tǒng)組網(wǎng)形式: 采用《安科瑞高校電能管理系統(tǒng)》，它是安科瑞公司研制的與預(yù)付費(fèi)系列電能表配套的售電管理系統(tǒng)，以電能管理軟件和集中抄表軟件為主，包括計算機(jī)、通訊管理機(jī)、打印機(jī)等設(shè)備在內(nèi)的集成系統(tǒng)，通過校園網(wǎng)傳輸至學(xué)校能源計量監(jiān)管平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。該系統(tǒng)主要分為三層，其中底層為ADF300系列多用戶計量箱，中間層為通訊管理機(jī)，上層為客戶端PC、服務(wù)器及相關(guān)外設(shè)（如打印機(jī)、短信等），系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖所示。
4 結(jié)束語
目前我國的大中城市中存在大量高耗能的既有建筑，它們的功能、年代、形式各有不同，節(jié)能改造方式也應(yīng)根據(jù)使用需要、現(xiàn)場情況不同做出有針對性的技術(shù)方案并擇優(yōu)使用。本文簡述的計量改造項(xiàng)目就是先選取較好的計量方案，再運(yùn)用*的技術(shù)產(chǎn)品，從而做出有針對性的實(shí)施方案，這種方式既滿足了業(yè)主需要，又降低了改造成本。
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