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載進行計量，對用電能耗數(shù)據(jù)分項收集，有效降低了建設成本和改造工程量。
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和運行資金多由政府提供，故院校應*響應國家的政策和要求。完善校區(qū)內(nèi)教學樓、辦公樓、實驗樓等公共建筑的能源計量體系，對現(xiàn)有系統(tǒng)進行節(jié)能改造，不僅可以減少資源浪費、實現(xiàn)用能的定額管理、分級配置以及進行能效公示評比，還可以通過挖掘能源數(shù)據(jù)來改進物業(yè)管理方式、直接聯(lián)動控制用能設備節(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，有效降低了建設成本和改造工程量。本文以某高校改造項目為例，講解多用戶計量箱在高校用電計量改造中的應用。
1 項目概況
本項目是一幢建設于 80 年代的教學實驗樓。通過對建筑的勘查和業(yè)主需求的了解，在項目前期對項目的各個方面進行了方案對比，確定整體改造方案，并在實施過程中結(jié)合ADF300多用戶計量箱，實現(xiàn)整棟建筑的精細化分項用電計量。
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、實驗、教學等。Ⅱ段首層設一處總配電間，兩路低壓進線供全樓及部分地搖樓用電，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段每層設有電氣豎井服務于本區(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 層為集中實驗區(qū)( 技術(shù)中心) ; 2 ～ 6 層為學院內(nèi)教授、研究生的辦公、實驗室。Ⅲ段 1 層為學院行政辦公室; 2 ～ 6 層為學院教學實驗教室、教授辦公室。Ⅳ段 2 層為集中實驗區(qū)( 技術(shù)中心) ; 1、3 ～ 5 層為學院內(nèi)教授、研究生的辦公、實驗室; Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段每個房間內(nèi)均設有配電箱，但由于后期改造房間分拆及合并，導致配電系統(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、實驗室內(nèi)設備多數(shù)為插座設備，少數(shù)動力設備均由回路供電。Ⅳ段五層東側(cè)圖書館分館，Ⅴ段一層包括計算機機房，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)域均有獨立的配電箱供電。
由于樓宇建設年代久遠，從屬關(guān)系復雜，該建筑僅在總配電間設置一塊電能表總體計量學院用電能耗。隨著學院管理分級、科研經(jīng)費分攤的內(nèi)部需求及高校對高校能源監(jiān)管平臺的建設要求，需要在樓內(nèi)進行既滿足學院計費需要，又符合《高等學校節(jié)約型校園建設管理與技術(shù)導則》要求的用電計量改造工程。
2 項目各項方案對比
了解項目現(xiàn)狀和業(yè)主需求后，再通過對國家規(guī)范、導則等文件的學習，本方案分別從計量方式、改造方式兩個方面進行了優(yōu)化對比。
2.1計量方式
按照《高等學校節(jié)約型校園建設管理與技術(shù)導則》要求，學校計量深度應達到院、系、部、處的目標要求，導則明確“建立校園建筑及用能設施分類能耗統(tǒng)計或分項能耗統(tǒng)計制度”，即分類和分項都符合導則規(guī)定的基本要求。表 1 為兩種計量方案的比較。
表1分類計量和分項計量的比較
要求 | 分類計量 | 分項計量 |
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，通過分項節(jié)電數(shù)據(jù)，提供節(jié)電指導。 |
對配電系 | 每個計量單位需自成配電系統(tǒng)，在總箱處設表。 | 用ADF300多用戶計量箱，一表多回路，按照明、插座、空調(diào)分別設置。 |
統(tǒng)要求 | ||
工程量 | 根據(jù)使用單位劃分設置配電系統(tǒng)，由于區(qū)域較大，改造量相對較小。 | 每個房間均按標準化方案改造，改造量較大，但標準化后易于管理。 |
靈活性 | 計量系統(tǒng)難以適應房間更換調(diào)整，需重新梳理配電系統(tǒng)增減電表。 | 房間更換調(diào)整僅需在軟件設置中進行更改，較容易實現(xiàn)。 |
通過圖表列出分類和分項的對比資料可見，兩種方式都可以滿足本次改造的目的，只是分項比分類得到的能耗數(shù)據(jù)更多，計量精細化程度更高，對后期改造適應性也更好，但改造工程量大，需求經(jīng)費多。
2.2改造方式
采用分項計量的效果明顯優(yōu)于分類計量，但高昂的改造經(jīng)費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備，通過無線網(wǎng)絡將計量數(shù)據(jù)上傳，經(jīng)過軟件編程實現(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，每個回路設計量表，計量表數(shù)據(jù)通過總線網(wǎng)絡上傳至監(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)，部分大功率設備及各個配電箱處設置電表，總線網(wǎng)絡將電表、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)分項計量需三塊表，且現(xiàn)有每個房間都需要進行大規(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設備的無線通訊。 |
改造效果 | 可實現(xiàn)分項需要，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)量標準化，減少計量插座設備，進一步降低造價。
經(jīng)過方案對比并結(jié)合本項目實際需求確定了設計方案: 在樓內(nèi)辦公室、教學實驗教室，實驗室采用無線電子表技術(shù)的分項計量法，并在戶內(nèi)配電箱設置導軌式電能表，作為末端電子表的二級計量裝置; 單獨功能區(qū)如圖書館分館、計算機機房，文體活動中心，大型公共教室和大功率用電設備按分類計量法在配電箱和控制箱內(nèi)設置導軌式電能表計量。
3 項目實施方案
這種創(chuàng)新的改造方案降低了項目的實施難度，由于避免了大量的拆改工作，減少線路重新敷設，使得設計、施工的工作量都得已降低。通過前期對建筑的勘查，在項目的實施過程中將計量點位設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)*《國家機關(guān)和大型公建能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導則》、*《電力需求側(cè)管理平臺建設技術(shù)規(guī)范》和企業(yè)節(jié)能計量相關(guān)標準，幫助用戶梳理用電去向，建立符合用戶實際的用電計量體系，使其用電透明化，加強用電管理，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預付費電能管理系統(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)性能指標的壁掛表；樓層與總進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，導軌表，預付費，多用戶等。
配電箱電能表計量設置: 整棟建筑總配電間兩路進線每路設置一塊AEM96電能表; 每層電氣豎井內(nèi)設置一塊層電能總表; 每個房間的總配電箱內(nèi)設置一塊DTSD1352導軌式電表; 部分大型單相設備 ( 20A 以上) 及三相用電設備分別設置DDSD1352和DTSF1352導軌式電表; 獨立功能區(qū)如計算機機房，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置AEW110無線通訊模塊。
末端電子表計量設置: 辦公室、實驗室、教學實驗教室，按房間數(shù)量設置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，設計采用一戶一計量方案，具有計量準確度高、戶與戶之間計量互不干擾、集中安裝、集中管理優(yōu)勢。可以同時計量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付費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、通訊管理機、打印機等設備在內(nèi)的集成系統(tǒng)，通過校園網(wǎng)傳輸至學校能源計量監(jiān)管平臺進行數(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，上層為客戶端PC、服務器及相關(guān)外設（如打印機、短信等），系統(tǒng)拓撲圖如下圖所示。
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目就是先選取較好的計量方案，再運用*的技術(shù)產(chǎn)品，從而做出有針對性的實施方案，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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