1. 工程概況

蘇州旭創科技有限公司位于蘇州工業園區霞盛路8號，蘇州旭創科技有限公司專注于產品設計研發的高科技公司。

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回路的電能消耗統計和報表，達到無人值守或少人值守的目的；

2) 實時監測變配電回路中的各電參量，監測各變壓器中諧波含量，可提供諧波數據歷史數據查詢，根據諧波和開關狀態位的綜合比較分析，確保供電回路的健康持續供應；

3) 監測已安裝現場的溫控儀，確保變壓器運行環境的健康；

4) 實時反饋現場開關狀態量，如遇跳閘及時報警，讓設備保障部門去現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) 需要監測現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) 提供光伏數據的接入接口，可完成光伏發電數據的接入，并完成光伏發電效率的統計；

8) 光伏發電后的儲能管理。

3. 方案設計原則

本電能管理系統設計遵循下列原則：

系統的實用性

電能管理系統的組成和實際一定要符合現場配電的實際情況，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，在能夠充分實現用戶所需功能的情況下，系統的實用性是首先應遵循的第一設計原則。同時，系統的前端產品和系統軟件均有良好的可學習性和可操作性。系統的建設目的是使該系統真正的成為用戶節能節電管理的輔助工具，用戶管理人員可結合該系統制定合理的節能節電管理措施并實施，實現真正意義上的節電。

系統的穩定性

由于電能管理系統需長期不間斷運行，并可監測配電網絡的運行狀況，具有一定的處理事件的功能，所以系統的穩定性顯得尤為重要。本司的電能管理系統有著數年的市場成功應用經驗，各行業均擁有一定規模的客戶群并具備完善的客戶服務體系。

系統的可擴展性

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

系統的易維護性

電能管理系統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的配置，前端設備的配置都充分仔細地考慮了系統可靠性，并實施了相應的認證。我們在做到系統故障率的同時，也考慮到即使因為意想不到的原因而發生問題時，保證數據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。整個系統的分層管理保證了網絡中一旦出現故障，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   《監控系統工程技術規范》

GB50052-2009        《供配電系統設計規范》

GB50054-2011        《低壓配電設計規范》

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：主站技術規范》

DL/T 698.31-2010  《第3.1部分：電能信息采集終端技術規范-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：通訊協議-集中器下行通信協議》

DL/T/814-2002       《配電自動化系統功能規范》

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程》

5. 方案設計

5.1 系統結構

能效管理及漏電火災監測系統通常采用分層分布式結構進行設計，即現場設備層、網絡通訊層和站控管理層：

現場設備層

現場設備層主要是連接于網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必要的基本組成元素。肩負著采集數據的重任，這些設備可為本公司各系列帶通訊網絡電能計量儀表等。

網絡通訊層

網絡通訊層主要是由通訊服務器、接口轉換器件及總線網絡等組成。該層是數據信息交換的橋梁，不同的接口轉換器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太網等各種接口，組網方式靈活，支持點對點的通訊、現場總線網絡、以太網等類型的組態網絡。通訊服務器主要用于直接對現場儀器儀表轉達上位機的各種控制命令，并負責對現場儀器儀表回送的數據信息進行采集、分類和存儲等工作，如電壓/電流等電參量、輸入開關量狀態、修改儀表內部參數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絡的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統的最上層部分，主要是由電力監控系統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，通過數據傳輸協議讀取前置機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實時發送并檢測操作的執行狀況，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，報表內數據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 現場設備層儀表

方案為本次工程現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、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被其它的表計使用，DTSF1352計量儀表可以和已有的儀表串聯使用。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RS485通訊接口將溫度數據及報警信息上傳至后臺監控系統。

技術參數：

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 網絡通訊層設備

網絡通訊層設備是指數據采集器，本項目數據采集器采用N2S08-485I-ETS。

數據采集器

配置：N2S08-485I-ETS

數據采集器根據現場設備數量，配置8口數據采集器，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。

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

l 負責把現場前置層智能保護/測控單元的數據采集,再將這些信息上傳到當地監控系統和遠動通訊服務器，完成遙信、遙測。

l 接收當地監控系統和遠動通訊服務器下達的命令并轉發給現場前置層智能保護/測控單元,完成對現場前置層智能保護/測控單元的遙控和遙調。

l 每個串口都可使用組態軟件通過網絡進行參數的下載和設置，實現遠程維護。

5.4 站控管理層設備

監控計算機及電能管理軟件負責完成對整個系統設備的數據采集、處理、顯示和監視功能，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接入接口。監控計算機是監控系統的主要人機界面，用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態顯示和查詢，設備狀態和參數的查詢，操作控制命令的解釋和下達，系統時鐘校正等。通過該工作站，在允許的權限下實現對變電站生產運行設備的運行監視和操作控制，監控計算機通過鼠標能實現常規主控制屏的全部功能。

后臺監控系統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信息，并可召喚或者定時打印數據報表。

電能管理層負責完成對整個工程電能管理系統儀表設備的數據采集、處理、顯示和監視功能，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接入接口。監控計算機是監控系統的主要人機界面，用于圖形及報表顯示、電能統計分析、事件記錄及報警狀態顯示和查詢，設備狀態和參數的查詢等。

電能管理系統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信息，并可召喚或者定時打印數據報表。

電能管理計算機

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

監控系統以 Windows 7為操作系統平臺，提供美觀、友好、安全、方便的人機界面。實時動態顯示潮流數據；運用聲、光、色、動畫等多種手段實現告警提示；遙控、遙調和順控等操作界面符合電廠運行規程和操作習慣。提供各種數據的錄入和查詢功能。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

現場儀表層設備

電能管理系統設備清單

6. 能效管理系統功能

6.1配電系統實時監測

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，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數、電能等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態，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，斷路器、地刀、隔離開關等合分位狀態。其中，400V低壓進線回路電參量主要有：開關狀態、三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、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、三相（單相）電流、三項功率。

6.2電能統計報表

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。系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。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項目范圍內所有配電回路的用電量。可通過導出按鈕將報表以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，鼠標指針變為手形，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、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和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、時間或選擇查詢最近更新的記錄數據等，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，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、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等；亦可以根據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，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。

6.5變壓器運行監視

中龍電能效管理平臺對配電系統總進線、主變壓器、重要負荷出線的運行狀態進行在線實時監視，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，還可以根據變壓器額定參數和用戶需要，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，系統能夠對配電回路斷路器，以及電壓、電流、功率、功率因數、電纜溫度越限等事件進行實時監測，并根據事件等級發出告警。系統報警時自動彈出實時報警窗口，并發出聲音或語音提醒。

主要功能：根據遙信、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、數值、級別、類型、確認狀態、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對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析

主要功能：可根據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、數值、級別、類型、確認狀態、確認人、確認時間等。

6.8電能質量監測

中龍電能效管理平臺可以對整個配電系統范圍內的電能質量進行持續性的監測，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安全穩定運行，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、系統配置、用戶管理等。系統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通訊狀態圖

中龍電能效管理平臺支持實時監視接入系統的各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通訊狀態，發生網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場各設備的通訊狀態，及時維護出現異常的設備，保證系統的穩定運行。

主要功能：具備完整的系統通訊拓撲結構圖，實時顯示設備通訊狀態，紅色狀態表示對應設備通訊正常，綠色狀態表示設備通訊異常。系統主機和串口服務器/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計報表功能，包含不同饋線的峰平谷用電量統計與記錄，從而為用電的合理管理提供了數據依據(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、月電能統計形成報表，減少配電系統維護人員電能統計的工作量，提高工作效率.

6.12通基于B/S的網絡應用

中龍電能效管理平臺配置了強大的WEB頁面發布功能，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，系統遙信、遙測實時報警信息可以通過短信報警模塊發送到系統管理人員手機上，使得用戶能夠及時掌握現場配電情況，消除可能發生的配電隱患。

6.14開放的系統擴展功能

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

6.15漏電電流監測

中龍電能效管理平臺包含漏電電流監測及電纜溫度監測的實時監測和顯示。

6.16光伏監測開放接口

中龍電能效管理平臺可兼容光伏數據的接入，為新能源的接入提供智能化的接入點，并為以后光伏發電效率提供強有力地數據依托，為綠色能源的產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的接入，為光伏產能提供存儲空間，合理有效的使用新能源。