1. 工程概況

廠區供電分為2個變電所，共計6臺變壓器,變壓器總容量8200kVA，其中：

2. 現狀分析

現場計量主要集中在10kV變配電所，部分回路已加裝計量儀表，目前主要問題有：

1）只計量了部分回路，沒有搭建成一個完整的計量體系，部分用電回路還處于用電不透明狀態；

2）現場沒有本地管理主機，當回路出現故障時無法在第一時間解決問題，對企業生產造成影響；

3）無法掌握和預測企業每個月的最大需量；

4）6臺變壓器都存在諧波畸變率過高的情況，其中3#、4#電流諧波畸變率超過國家標準(5%)的10倍以上，2#、5#、6#也基本超過國家標準2倍以上，長期運行對變壓器和用電設備影響較大，導致變壓器損耗和線纜線損增加，老化加快；

2#主變總電流諧波畸變率

6#變總電流諧波畸變率

3#主變總電流諧波畸變率

4#主變總電流諧波畸變率

5#主變總電流諧波畸變率

5）功率因數偏低。其中10kV總進線為供電局考核點，剛好達標(0.9)，波動稍大可能導致被罰款，1#、2#功率因數均低于0.9。

6）日常設備巡檢只能依靠人力，效率低，部分問題不能及時發現。

3. 用戶需求

現企業需實現節能減排，企業生產用能成本支出較高，但是缺乏有效的能源計量系統，缺乏整體的能源計量體系，因此需要建立一套有效的用能管理系統，用于企業內部考核管理，并在此基礎上逐步整理完善設備能源運行參數數據庫，同時后期如果集團公司需要統一監測全部子公司的能源使用，該系統數據可直接上傳集團公司平臺。現主要需求為：

1）搭建計量體系，實時采集用能數據，并按照要求形成圖形和報表，數據存儲在本地系統，為節能考核提供數據支持；

2）掌握每個月最大需量和發生時間，并可設置需量報警功能；

3）改善電能質量，降低諧波畸變率；

4）改善功率因數，避免可能被罰款；

5）實現遠程抄表；

6）數據可上傳上一級能源管理平臺，比如集團公司能效平臺；

4. 方案設計和實現效果

4.1 方案設計原則

本電能管理系統是一套完整的用電綜合管理系統，其設計遵循下列原則：

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，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。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。

同時，改善電能質量，提高功率因數，延長重要設備使用壽命也能起到很好的節能效果。

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。

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系統，如集團管理信息系統(MIS)、樓宇自動化控制系統（BAS）、消防控制系統(FCS)等運行，可實現系統擴展，而且承諾免費開放。

系統的易維護性

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。

我方鄭重承諾，系統完成投入使用后不收取電能服務費。

4.2 方案實施及效果

4.2.1 加裝計量，完善計量體系

在變電所進出線回路搭建三級計量體系，層層對比，避免體系外不合理用電，并監測變壓器損耗和線路損耗。目前電費一年2000多萬元，通過系統提供的數據配合適當的管理手段，如果能省電3%，一年便可節省60萬元。

4.2.2 實時監測企業用電需量

通過曲線圖反映企業的用電需量，并記錄最大值和發生時間，當需量接近設定值時可以發出報警信號，通知人為干預降低需量。

4.2.3 改善電能質量

對電能質量嚴重超標的回路，比如3#、4#、2#、5#、6#等變壓器出線端增加濾波裝置，保證電能質量符合國家標準，避免廠內重要設備提前老化，減少變壓器本身損耗和線損，達到設備節能。

方案采用有源濾波和無源濾波相結合的方式，消除配電系統的諧波污染。具體的配置需要進一步現場測量后確認，本次方案暫不包含濾波設備。

4.2.4 提高功率因數

通過有源濾波和無功補償配合，能可靠提高系統功率因數到0.95以上，避免高額罰款。

5. 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》

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》

GB2887               《計算站場地技術條件》

6. 方案設計

6.1 系統結構

電能管理系統主干通信網絡采用以太網進行數據通信,數據采集器和計量儀表以串行通信為現場智能設備通信方式為主的RS485現場總線相結合的上下級分層結構，分為三級結構：

整個系統分為三層結構：

第一級：管理層。管理層通過采集現場儀表的數據完成能耗的數據采集；

第二級：通訊層。本工程各區域多功能電力儀表經過嚴密的通訊組網并入數據采集器，把采集處理數據傳輸到電能管理中心主機。

第三級：現場設備層。即變電所多功能儀表，如果還有水表等其它用能表計，具備RS485接口和MODBUS-RTU通信規約，均可采集數據。

現場設備層裝置安裝在低壓配電柜上，主要對電力設備進行數據采集和控制。終端設備通過RS485現場總線方式接入數據采集器,儀表采用MODBUS-RTU規約。

系統使用高性能工控機及軟、硬件系統，高性能的現場總線技術及網絡通信技術，整個系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。

設置于值班室的監控主站包含監控計算機、網絡交換機、打印機、UPS、以及Acrel-3000電能管理軟件，作為電能分析、運行及專業人員的人機交互窗口，以圖形顯示、報表打印等各種方式對建筑的能耗數據進行分析、對比和統計，提供節能降耗的數據支持。

電能管理計算機從監控管理層以太網提取數據，并且以各種圖形和數據的方式顯示在顯示器上，供操作人員運行和控制的人機界面，并把歷史數據存儲在當地計算機，可保存10年以上歷史數據。

如下圖所示，終端設備層設備通過RS485/MODBUS-RTU總線方式，采用屏蔽雙絞線接入數據采集器，數據采集器把采集到的數據轉換成以太網后，接入當地電能管理系統。另外3#、4#和6#變壓器和變電所距離較遠，采用GPRS和后臺通信。

6.2 現場設備層儀表

現場設備層層設備主要是多功能計量儀表。現場部分回路已安裝智能儀表，只需在未進行計量的回路加裝智能儀表完善計量體系。

現場設備層設備選型原則

現場設備層設備選型按照滿足用戶電能管理系統要求的原則，同時結合公司多年配電自動化系統工程經驗進行配置。

根據客戶需求，我們為本工程配置的主要現場設備層層設備為安科瑞電氣股份有限公司的導軌式計量儀表,三相回路采用DTSD1352/FC導軌式電能表。電能表采用RS485/MODBUS-RTU通信方式接入通訊管理機，10Kv變電所內就近儀表通過屏蔽雙絞線將數據傳至工控主機，生產車間變電所內儀表通過GPRS網絡將數據傳至工控主機。

   根據現場回路狀況搭建三級計量體系，回路配置如下：

回路計量儀表

進線回路配置一臺AEM96，記錄進線回路的電流、電壓、功率、電能、功率因數、最大需量，帶時標記錄。

AEM96三相嵌入式計量表是針對電力系統、工礦企業、公用設施的電能統計、管理需求而設計的一款智能儀表，集成了全部電力參數測量及全面的電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的各類電能數據統計。帶有開關量輸入和繼電器輸出可實現“遙信"和“遙控"功能，并具備報警輸出。安科瑞AEM96三相嵌入式計量表帶有RS485通信接口，采用MODBUS-RTU協議，可廣泛應用于各種控制系統，SCADA系統和能源管理系統中。

功能：

（1）具有帶背光支持的大屏幕點陣式LCD圖形顯示，長壽命，低功耗，高清晰度，寬視角，全中文菜單；具備Modbus通訊功能，RS485接口。

（2）2個數字量開入、2個數字量開出。

（3）測量功能

◆ 三相電流、相/線電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、頻率、專業的正/反向有功電能、感/容性無功電能、復費率電能、歷史電能統計。

◆ 具有最大需量統計。

（4）精度：0.5S級

技術參數：

其他回路

配置三相導軌式電能表DTSD1352/FC。性能參數如下：

n 

計量總有功電能，反向計入總電能

n 百年日歷、時間，閏年自動切換，最大可設置4個費率，8時段復費率計量，時段最小間隔1分鐘

n 電表內存儲3個月的歷史結算數據，電能結算日缺省設置為月末24時（月末結算）

n 7位寬溫型LCD顯示；有功電能脈沖、當前費率、分相有電、功率反向LED指示

n 有功電能脈沖輸出、時鐘脈沖輸出，無源光電隔離型輸出端口

n 支持RS485通訊接口，通訊規約可選（Modbus-RTU或DL/T645規約）

該電能表具有體積小巧、精度高、可靠性好、安裝方便等優點，性能指標符合國標GB/T 17215-2002、GB/T 17883-1999和電力行業標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求。

技術參數如下表：

6.3 通訊網絡層設備

數據采集點的設置

現場監控室設置在10KV變電所值班室，1#、2#、5#主變回路儀表通過RS485總線將數據直接傳至現場后臺主機，車間變電所由于離主機距離較遠，線纜敷設難度大，建議采用GPRS無線數據傳輸器將現場供電情況發送給后臺主機。

6.4 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：監控計算機采用高性能的研華工控機IPC-510MB/701VG，4G內存，1T硬盤，DVD，可適應長期不間斷運行。

計算機配置22寸液晶顯示器，可以顯示豐富的人機界面，便于監視和操作。

監控設備清單如下：

7. 系統功能設計

7.1建立電能計量體系

安科瑞Acrel-3000電能管理系統平臺基于現場配電分布情況進行設計。本方案結合配電干線的分布情況，在各回路配置適用于電參數測量、電能計量的智能表計,可實現電參量信息與電能數據的測量與統計、數據信息遠傳集中與處理、實時數據庫存儲與展示，從而為本項目搭建起完整、合理的電能計量體系。

7.2人機交互界面

安科瑞Acrel-3000電能管理系統具備友好的人機界面，能夠以配電一次干線圖的形式直觀顯示本項目配電線路的分布情況，同時將遠程采集的各回路的電參量信息（如電流、功率等），以及該回路開關的分合閘狀態，實時顯示在系統界面中。配電系統維護人員在值班室內通過瀏覽各系統界面，即可實時掌握現場配電工況。

7.3電能統計報表

安科瑞Acrel-3000電能管理系統以豐富的數據報表體現計量體系的完整性。系統具備各回路定時抄表匯總統計功能，用戶可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追溯，維護計量體系的正確性。

安科瑞Acrel-3000電能管理系統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。同時可對各回路進行日、月、年報表的統計，減少配電系統維護人員的電能統計的工作時間，提高工作效率。

7.4負荷趨勢曲線

安科瑞Acrel-3000電能管理系統對配電系統總進線回路（或重要負荷的出線）設計了負荷趨勢曲線—P-t趨勢曲線和需量曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費。

7.5越限故障告警

安科瑞Acrel-3000電能管理系統根據本項目具體情況配置告警功能，報警類型含測量值（如電流、功率）越限、監測設備通訊故障等。系統報警時能夠進行信息語音提示，自動彈出報警畫面。對重要測量值越限或發生斷路器跳閘等事故時，可以將報警信息通過手機短信等方式通知相關人員，同時可自動啟動報警記錄打印機。

7.6電能質量監測

注：該功能要求被監測回路中須配置帶諧波監測功能的儀表

安科瑞Acrel-3000電能管理系統可以對整個配電系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。例如配電系統維護人員可以通過諧波分析界面掌握配電系統的諧波含量，及時采取相應的措施提高配電系統的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發生。

7.7用戶權限管理

安科瑞Acrel-3000電能管理系統為了本項目系統安全穩定運行，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）。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通過可靠的安全保障。

7.8網絡發布功能

安科瑞Acrel-3000電能管理系統根據本項目要求配置強大的WEB信息系統功能，從而使得配電系統值班人員可以通過基于IE或其他瀏覽器，查看實時數據、監控畫面、歷史數據等遠程訪問功能。

7.9數據轉發接口

安科瑞Acrel-3000電能管理系統監控軟件具備多種標準的接口和協議的接入，如支持485總線，多種不同的通訊協議如Mobus-RTU、Mobus/TCP、IEC103、IEC104等，同時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到后臺系統中來。同時系統支持工業OPC接口與其他系統（如BA系統）進行數據共享。后期如果數據要上傳集團公司能效管理平臺，我方可免費開放接口并調試。

7.10其他輔助功能

安科瑞Acrel-3000電能管理系統為本項目配置具備完整網絡結構示意功能。從而使電能管理系統維護人員，實時掌握現場各設備的通訊狀態。同時也方便電能管理系統維護工作。

安科瑞Acrel-3000電能管理系統基于實時數據庫完成歷史數據管理，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到實時數據庫。在監控畫面中能夠自定義需要查詢的參數、查詢的時間段或選擇查詢最近更新的記錄數等，并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行歷史查詢。

8. 工程安排

8.1 資料呈審

在工程施工前，我們將準備好以下文件，并通過用戶確認后付諸實施：

1) 設計說明（包括系統功能說明及性能指標、系統設備配置清單、系統管理等說明）。

2) 系統圖（包括系統結構圖、網絡拓撲圖）。

3) 平面圖（包空計算機控制中心、受控設備配電間、通訊網絡等配線平面施工圖）。

4) 設備安裝大樣圖（包括控制中心安裝圖、數據采集及處理裝置的安裝大樣圖）。

5) 儀表和數據采集裝置二次原理圖及端子接線圖。

6) 系統設備配置、器材、線纜（包括設備編號）清單。

8.2 工程施工

1) 系統布線所需敷設的線槽及管線采用經防腐、防銹處理的金屬材料。

2) 除非已進入設備機殼內，所有線纜放置于線槽、線管內，不外露。

3) 除非與設備端接，所有線纜不續接。

4) 所有使用的標簽為機器打印，不使用手寫標簽。標簽上的編號同時支持簡體漢字、英文字母、數字、標點。

5) 標簽具有防脫落、防水、防高溫特性。

6) 所有線纜單獨標簽、線纜的兩端及中途可認為接觸的地方加標簽。

7) 所有設備端口都使用標簽予以標識。

8) 前端能耗計量裝置、傳輸系統設備外殼通過保護機箱、機柜內的匯流排就近接地。

9) 傳輸系統中屏蔽電纜屏蔽層與連接件屏蔽罩應可靠接觸，屏蔽層應保持端到端可靠連接，進入中央控制室時應就近與機房等電位連接網連接，做到同一鏈路全程屏蔽、一端接地。

10) 中央控制室布線和設備安裝按設計要求接地，采取可靠的防雷接地措施。

11) 所有接地線采用多股銅芯導線或銅帶。

12) 現場施工人員具有相應專業的操作證書。

13) 電子式電能計量裝置安裝規定：

l 安裝前通電檢查，安裝方式符合現場使用條件。

l 電壓、電流回路A、B、C各相導線分別采用黃、綠、紅色單股絕緣銅質線，中性線（N線）采用淡藍色線，保護接地線（PE線）為黃綠相間色線，并在導線上設置與圖紙相符的端子編號。導線排列順序按正相序自左向右或自上向下排列。

l 就地計量電流的測量回路采用截面不小于2.5mm²的銅質線纜。電壓測量回路應采用耐壓不低于500V的銅芯絕緣導線，且芯線截面不小于1.5 mm²。

l 經電流互感器接入的三相四線制電子式電能計量裝置，其電壓引入線單獨接入，不與電流線共用。

l 二次回路的連接件均應用銅質制品。

l 在原配電柜（箱）中加裝時，計量裝置下端設置標示回路名稱的編號。與原三相電子式計量裝置水平間距應大于80mm，單相電子式計量裝置水平間距大于30mm，電子式計量裝置與屏邊的距離大于40mm。

9. 質量保證

我公司通過了ISO9001認證。公司各項與質量有關的活動均嚴格按ISO9001:2008的要求開展。

公司從產品的整個過程對產品的質量進行控制。對訂貨合同，公司組織相關人員進行認真評審，并及時將評審結果傳達給相關人員，以確保產品能充分滿足顧客的要求。

在產品的設計和開發過程中，開發人員根據顧客的要求，相關的國際、國家、行業標準以及相關法律和法規編制開發計劃。

每一種提供的設備按相應國標之規定經過定型試驗并出具證明。證明書由聲譽而獨立的試驗所和權力機構簽發以證明產品之質量。

在生產安裝和加工的過程中，本公司制訂了完善的工藝指導書，并在管理人員的監督下由生產人員實施操作，以保證產品的均一性及質量的穩定性。

在檢驗和試驗的過程中，首先由質管部和開發部一起按企業標準制訂檢驗標準和檢驗作業指導書，并指導檢驗人員嚴格執行。本公司的檢驗和試驗設備先進、齊全，且都經過相關技術監督部門的校驗，確認合格后方可使用。檢驗中發現的產品不合格會及時反饋給責任部門，追查不合格原因，并限期整改。

我方對投標方案中我方制造的產品提供一年質保。根據買方按檢驗標準自己檢驗結果或當地質檢部門檢驗結果，或者在質量保證期內，如果貨物的數量、質量或技術規范與合同不符，或證實貨物是有缺陷的，包括潛在的缺陷或使用不符合要求的材料等，買方應盡快以書面形式通知我方。我方在接到買方通知后，在2小時內作出反應。

10. 售后服務

10.1 維護服務

我公司的技術人員將負責系統工程的安裝、調試及優化等工作，提供全面、及時的培訓、維護、咨詢服務，并配合用戶管理系統的運行。

在整個系統運行期內，系統所有故障問題的檢測和恢復均由我公司負責，并作現場測試和恢復。在故障問題發生時，我公司將及時派出富有經驗的工程師（或工程師小組），利用有關工具和測試設備，檢測問題所在，并及時提出解決方案。具體地說，我們公司將成立專項服務小組，由技術部工程師負責該項目所涉及人員的技術培訓及解決日常出現的一些問題。我公司將免費接受用戶的電話技術咨詢和書函技術咨詢，幫助用戶解決在應用過程中遇到的各種技術問題。

技術支持熱線電話：800-820-6632

對于非設備性故障或一般性故障以及電話技術咨詢，我公司保證在1小時內給予回應，必要時派專業技術人員到達現場處理故障。

對于設備性故障，一方面在系統設計時，我們盡量避免單點故障，另一方面我們將利用我們公司的零備件應急供應體系，及時排除故障，保證不影響系統的正常運行。

10.2 維修服務

在質保期間發生問題，我方會在收到通知后及時響應，24小時內派合格的技術人員并攜帶工具無條件到現場作技術服務，除非該問題可以通過通訊解決。

在質保期內，如因我方責任需要調換或修理合同設備，并由此引起合同設備停機時，則有關合同設備的質保期按實際停機時間相應延長。重新修理或更換后的合同設備部件的質保期為修理和更換完畢并經雙方確認相應延長，但不能少于規定的一年質保期。

在質保期滿后30天內，買方因在質保期內發現合同設備有缺陷而出具的索賠證明仍然有效。

免費維修期內人為或自然災害引起的故障或損壞，僅收取維修成本費。

免費維修期以外的維修服務僅收取維修成本費。

10.3 更新改進服務 

本公司產品設計更新提高或軟件版本升級，我司將即時通知和協助需方進行已運行系統的改進提高，并無償提供軟件新版本。

用戶對系統改制、擴容、拆點等不同要求，公司將及時、準確地予以滿足。