1. 工程概况

厂区供电分为2个变电所，共计6台变压器,变压器总容量8200kVA，其中：

2. 现状分析

现场计量主要集中在10kV变配电所，部分回路已加装计量仪表，目前主要问题有：

1）只计量了部分回路，没有搭建成一个完整的计量体系，部分用电回路还处于用电不透明状态；

2）现场没有本地管理主机，当回路出现故障时无法在第一时间解决问题，对企业生产造成影响；

3）无法掌握和预测企业每个月的最大需量；

4）6台变压器都存在谐波畸变率过高的情况，其中3#、4#电流谐波畸变率超过国家标准(5%)的10倍以上，2#、5#、6#也基本超过国家标准2倍以上，长期运行对变压器和用电设备影响较大，导致变压器损耗和线缆线损增加，老化加快；

2#主变总电流谐波畸变率

6#变总电流谐波畸变率

3#主变总电流谐波畸变率

4#主变总电流谐波畸变率

5#主变总电流谐波畸变率

5）功率因数偏低。其中10kV总进线为供电局考核点，刚好达标(0.9)，波动稍大可能导致被罚款，1#、2#功率因数均低于0.9。

6）日常设备巡检只能依靠人力，效率低，部分问题不能及时发现。

3. 用户需求

现企业需实现节能减排，企业生产用能成本支出较高，但是缺乏有效的能源计量系统，缺乏整体的能源计量体系，因此需要建立一套有效的用能管理系统，用于企业内部考核管理，并在此基础上逐步整理完善设备能源运行参数数据库，同时后期如果集团公司需要统一监测全部子公司的能源使用，该系统数据可直接上传集团公司平台。现主要需求为：

1）搭建计量体系，实时采集用能数据，并按照要求形成图形和报表，数据存储在本地系统，为节能考核提供数据支持；

2）掌握每个月最大需量和发生时间，并可设置需量报警功能；

3）改善电能质量，降低谐波畸变率；

4）改善功率因数，避免可能被罚款；

5）实现远程抄表；

6）数据可上传上一级能源管理平台，比如集团公司能效平台；

4. 方案设计和实现效果

4.1 方案设计原则

本电能管理系统是一套完整的用电综合管理系统，其设计遵循下列原则：

系统的实用性

电能管理系统的组成和实际一定要符合现场配电的实际情况，因此，在能够充分实现用户所需功能的情况下，系统的实用性是首先应遵循的第一设计原则。系统的建设目的是使该系统真正的成为用户节能节电管理的辅助工具，用户管理人员可结合该系统制定合理的节能节电管理措施并实施，实现真正意义上的节电。

同时，改善电能质量，提高功率因数，延长重要设备使用寿命也能起到很好的节能效果。

系统的稳定性

由于电能管理系统需长期不间断运行，并可监测配电网络的运行状况，具有一定的处理事件的功能，所以系统的稳定性显得尤为重要。

系统的可扩展性

系统的设计并不是一层不变的，如今后根据需要将工程扩建、改造、或者与其他系统的兼容、并入等，这要求系统的设计应预留多路与其他系统的通讯接口，当追加变配电子站系统及与上级系统，如集团管理信息系统(MIS)、楼宇自动化控制系统（BAS）、消防控制系统(FCS)等运行，可实现系统扩展，而且承诺免费开放。

系统的易维护性

整个系统的分层管理保证了网络中一旦出现故障，不会因为某部分设备的维护，而停止所有设备的正常运作。

我方郑重承诺，系统完成投入使用后不收取电能服务费。

4.2 方案实施及效果

4.2.1 加装计量，完善计量体系

在变电所进出线回路搭建三级计量体系，层层对比，避免体系外不合理用电，并监测变压器损耗和线路损耗。目前电费一年2000多万元，通过系统提供的数据配合适当的管理手段，如果能省电3%，一年便可节省60万元。

4.2.2 实时监测企业用电需量

通过曲线图反映企业的用电需量，并记录最大值和发生时间，当需量接近设定值时可以发出报警信号，通知人为干预降低需量。

4.2.3 改善电能质量

对电能质量严重超标的回路，比如3#、4#、2#、5#、6#等变压器出线端增加滤波装置，保证电能质量符合国家标准，避免厂内重要设备提前老化，减少变压器本身损耗和线损，达到设备节能。

方案采用有源滤波和无源滤波相结合的方式，消除配电系统的谐波污染。具体的配置需要进一步现场测量后确认，本次方案暂不包含滤波设备。

4.2.4 提高功率因数

通过有源滤波和无功补偿配合，能可靠提高系统功率因数到0.95以上，避免高额罚款。

5. 参照标准

系统的设计满足以下所列制造和试验标准：

ISO/IEC11801  《国际综合布线标准》

GB/50198   《监控系统工程技术规范》

GB50052-2009        《供配电系统设计规范》

GB50054-2011        《低压配电设计规范》

IEC 61587           《电子设备机械结构系列》

DL/T448-2000    《电能计量装置技术管理规程》

DL/T 698.1-2009   《第1部分：总则》

GB/T/3047.1          《面板、架和柜的基本尺寸系列》

DL/T5137-2001        《电测量及电能计量装置设计技术规程》

GB2887               《计算站场地技术条件》

6. 方案设计

6.1 系统结构

电能管理系统主干通信网络采用以太网进行数据通信,数据采集器和计量仪表以串行通信为现场智能设备通信方式为主的RS485现场总线相结合的上下级分层结构，分为三级结构：

整个系统分为三层结构：

第一级：管理层。管理层通过采集现场仪表的数据完成能耗的数据采集；

第二级：通讯层。本工程各区域多功能电力仪表经过严密的通讯组网并入数据采集器，把采集处理数据传输到电能管理中心主机。

第三级：现场设备层。即变电所多功能仪表，如果还有水表等其它用能表计，具备RS485接口和MODBUS-RTU通信规约，均可采集数据。

现场设备层装置安装在低压配电柜上，主要对电力设备进行数据采集和控制。终端设备通过RS485现场总线方式接入数据采集器,仪表采用MODBUS-RTU规约。

系统使用高性能工控机及软、硬件系统，高性能的现场总线技术及网络通信技术，整个系统运行安全、稳定可靠、使用维护方便。

设置于值班室的监控主站包含监控计算机、网络交换机、打印机、UPS、以及Acrel-3000电能管理软件，作为电能分析、运行及专业人员的人机交互窗口，以图形显示、报表打印等各种方式对建筑的能耗数据进行分析、对比和统计，提供节能降耗的数据支持。

电能管理计算机从监控管理层以太网提取数据，并且以各种图形和数据的方式显示在显示器上，供操作人员运行和控制的人机界面，并把历史数据存储在当地计算机，可保存10年以上历史数据。

如下图所示，终端设备层设备通过RS485/MODBUS-RTU总线方式，采用屏蔽双绞线接入数据采集器，数据采集器把采集到的数据转换成以太网后，接入当地电能管理系统。另外3#、4#和6#变压器和变电所距离较远，采用GPRS和后台通信。

6.2 现场设备层仪表

现场设备层层设备主要是多功能计量仪表。现场部分回路已安装智能仪表，只需在未进行计量的回路加装智能仪表完善计量体系。

现场设备层设备选型原则

现场设备层设备选型按照满足用户电能管理系统要求的原则，同时结合公司多年配电自动化系统工程经验进行配置。

根据客户需求，我们为本工程配置的主要现场设备层层设备为安科瑞电气股份有限公司的导轨式计量仪表,三相回路采用DTSD1352/FC导轨式电能表。电能表采用RS485/MODBUS-RTU通信方式接入通讯管理机，10Kv变电所内就近仪表通过屏蔽双绞线将数据传至工控主机，生产车间变电所内仪表通过GPRS网络将数据传至工控主机。

   根据现场回路状况搭建三级计量体系，回路配置如下：

回路计量仪表

进线回路配置一台AEM96，记录进线回路的电流、电压、功率、电能、功率因数、最大需量，带时标记录。

AEM96三相嵌入式计量表是针对电力系统、工矿企业、公用设施的电能统计、管理需求而设计的一款智能仪表，集成了全部电力参数测量及全面的电能计量及考核管理，提供上24时、上31日以及上12月的各类电能数据统计。带有开关量输入和继电器输出可实现“遥信”和“遥控”功能，并具备报警输出。安科瑞AEM96三相嵌入式计量表带有RS485通信接口，采用MODBUS-RTU协议，可广泛应用于各种控制系统，SCADA系统和能源管理系统中。

功能：

（1）具有带背光支持的大屏幕点阵式LCD图形显示，长寿命，低功耗，高清晰度，宽视角，全中文菜单；具备Modbus通讯功能，RS485接口。

（2）2个数字量开入、2个数字量开出。

（3）测量功能

◆ 三相电流、相/线电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、专业的正/反向有功电能、感/容性无功电能、复费率电能、历史电能统计。

◆ 具有最大需量统计。

（4）精度：0.5S级

技术参数：

其他回路

配置三相导轨式电能表DTSD1352/FC。性能参数如下：

n 

计量总有功电能，反向计入总电能

n 百年日历、时间，闰年自动切换，最大可设置4个费率，8时段复费率计量，时段最小间隔1分钟

n 电表内存储3个月的历史结算数据，电能结算日缺省设置为月末24时（月末结算）

n 7位宽温型LCD显示；有功电能脉冲、当前费率、分相有电、功率反向LED指示

n 有功电能脉冲输出、时钟脉冲输出，无源光电隔离型输出端口

n 支持RS485通讯接口，通讯规约可选（Modbus-RTU或DL/T645规约）

该电能表具有体积小巧、精度高、可靠性好、安装方便等优点，性能指标符合国标GB/T 17215-2002、GB/T 17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求。

技术参数如下表：

6.3 通讯网络层设备

数据采集点的设置

现场监控室设置在10KV变电所值班室，1#、2#、5#主变回路仪表通过RS485总线将数据直接传至现场后台主机，车间变电所由于离主机距离较远，线缆敷设难度大，建议采用GPRS无线数据传输器将现场供电情况发送给后台主机。

6.4 站控管理层设备

监控计算机及电能管理软件负责完成对整个系统设备的数据采集、处理、显示和监视功能，并在满足权限和逻辑时，对相应的设备进行控制，还为运行人员提供各种控制管理功能，并提供多种外部系统接入接口。监控计算机是监控系统的主要人机界面，用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作控制命令的解释和下达，系统时钟校正等。通过该工作站，在允许的权限下实现对变电站生产运行设备的运行监视和操作控制，监控计算机通过鼠标能实现常规主控制屏的全部功能。

后台监控系统的计算机采用高性能工控机，同时配置大屏幕彩色液晶显示器，提供良好的人机界面。后台音响设备可提供声光报警，打印机可以记录系统信息，并可召唤或者定时打印数据报表。

电能管理层负责完成对整个工程电能管理系统仪表设备的数据采集、处理、显示和监视功能，还为运行人员提供各种控制管理功能，并提供多种外部系统接入接口。监控计算机是监控系统的主要人机界面，用于图形及报表显示、电能统计分析、事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询等。

电能管理系统的计算机采用高性能工控机，同时配置大屏幕彩色液晶显示器，提供良好的人机界面。后台音响设备可提供语音报警，打印机可以记录系统信息，并可召唤或者定时打印数据报表。

电能管理计算机

配置：监控计算机采用高性能的研华工控机IPC-510MB/701VG，4G内存，1T硬盘，DVD，可适应长期不间断运行。

计算机配置22寸液晶显示器，可以显示丰富的人机界面，便于监视和操作。

监控设备清单如下：

7. 系统功能设计

7.1建立电能计量体系

安科瑞Acrel-3000电能管理系统平台基于现场配电分布情况进行设计。本方案结合配电干线的分布情况，在各回路配置适用于电参数测量、电能计量的智能表计,可实现电参量信息与电能数据的测量与统计、数据信息远传集中与处理、实时数据库存储与展示，从而为本项目搭建起完整、合理的电能计量体系。

7.2人机交互界面

安科瑞Acrel-3000电能管理系统具备友好的人机界面，能够以配电一次干线图的形式直观显示本项目配电线路的分布情况，同时将远程采集的各回路的电参量信息（如电流、功率等），以及该回路开关的分合闸状态，实时显示在系统界面中。配电系统维护人员在值班室内通过浏览各系统界面，即可实时掌握现场配电工况。

7.3电能统计报表

安科瑞Acrel-3000电能管理系统以丰富的数据报表体现计量体系的完整性。系统具备各回路定时抄表汇总统计功能，用户可自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可追溯，维护计量体系的正确性。

安科瑞Acrel-3000电能管理系统为用户提供了综合的电能和需量统计报表功能，包含不同馈线的峰平谷用电量统计与记录，从而为用电的合理管理提供了数据依据。同时可对各回路进行日、月、年报表的统计，减少配电系统维护人员的电能统计的工作时间，提高工作效率。

7.4负荷趋势曲线

安科瑞Acrel-3000电能管理系统对配电系统总进线回路（或重要负荷的出线）设计了负荷趋势曲线—P-t趋势曲线和需量曲线。便于配电维护人员及时掌握用电需求与供电系统负荷占比，确保供电可靠性，为用户单位的用能权益提供保障。借助该功能，还可分析用能需量的增长趋势，适时调整需量申报，减少因需量偏差过大造成的多余缴费。

7.5越限故障告警

安科瑞Acrel-3000电能管理系统根据本项目具体情况配置告警功能，报警类型含测量值（如电流、功率）越限、监测设备通讯故障等。系统报警时能够进行信息语音提示，自动弹出报警画面。对重要测量值越限或发生断路器跳闸等事故时，可以将报警信息通过手机短信等方式通知相关人员，同时可自动启动报警记录打印机。

7.6电能质量监测

注：该功能要求被监测回路中须配置带谐波监测功能的仪表

安科瑞Acrel-3000电能管理系统可以对整个配电系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。例如配电系统维护人员可以通过谐波分析界面掌握配电系统的谐波含量，及时采取相应的措施提高配电系统的可靠性，减少因谐波造成的供电事故的发生。

7.7用户权限管理

安科瑞Acrel-3000电能管理系统为了本项目系统安全稳定运行，用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行维护管理通过可靠的安全保障。

7.8网络发布功能

安科瑞Acrel-3000电能管理系统根据本项目要求配置强大的WEB信息系统功能，从而使得配电系统值班人员可以通过基于IE或其他浏览器，查看实时数据、监控画面、历史数据等远程访问功能。

7.9数据转发接口

安科瑞Acrel-3000电能管理系统监控软件具备多种标准的接口和协议的接入，如支持485总线，多种不同的通讯协议如Mobus-RTU、Mobus/TCP、IEC103、IEC104等，同时具备后期对非标准规约协议的开发接入，使得所有智能设备都能无缝连接到后台系统中来。同时系统支持工业OPC接口与其他系统（如BA系统）进行数据共享。后期如果数据要上传集团公司能效管理平台，我方可免费开放接口并调试。

7.10其他辅助功能

安科瑞Acrel-3000电能管理系统为本项目配置具备完整网络结构示意功能。从而使电能管理系统维护人员，实时掌握现场各设备的通讯状态。同时也方便电能管理系统维护工作。

安科瑞Acrel-3000电能管理系统基于实时数据库完成历史数据管理，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到实时数据库。在监控画面中能够自定义需要查询的参数、查询的时间段或选择查询最近更新的记录数等，并通过报表方式显示出来。该功能方便用户进行历史查询。

8. 工程安排

8.1 资料呈审

在工程施工前，我们将准备好以下文件，并通过用户确认后付诸实施：

1) 设计说明（包括系统功能说明及性能指标、系统设备配置清单、系统管理等说明）。

2) 系统图（包括系统结构图、网络拓扑图）。

3) 平面图（包空计算机控制中心、受控设备配电间、通讯网络等配线平面施工图）。

4) 设备安装大样图（包括控制中心安装图、数据采集及处理装置的安装大样图）。

5) 仪表和数据采集装置二次原理图及端子接线图。

6) 系统设备配置、器材、线缆（包括设备编号）清单。

8.2 工程施工

1) 系统布线所需敷设的线槽及管线采用经防腐、防锈处理的金属材料。

2) 除非已进入设备机壳内，所有线缆放置于线槽、线管内，不外露。

3) 除非与设备端接，所有线缆不续接。

4) 所有使用的标签为机器打印，不使用手写标签。标签上的编号同时支持简体汉字、英文字母、数字、标点。

5) 标签具有防脱落、防水、防高温特性。

6) 所有线缆单独标签、线缆的两端及中途可认为接触的地方加标签。

7) 所有设备端口都使用标签予以标识。

8) 前端能耗计量装置、传输系统设备外壳通过保护机箱、机柜内的汇流排就近接地。

9) 传输系统中屏蔽电缆屏蔽层与连接件屏蔽罩应可靠接触，屏蔽层应保持端到端可靠连接，进入中央控制室时应就近与机房等电位连接网连接，做到同一链路全程屏蔽、一端接地。

10) 中央控制室布线和设备安装按设计要求接地，采取可靠的防雷接地措施。

11) 所有接地线采用多股铜芯导线或铜带。

12) 现场施工人员具有相应专业的操作证书。

13) 电子式电能计量装置安装规定：

l 安装前通电检查，安装方式符合现场使用条件。

l 电压、电流回路A、B、C各相导线分别采用黄、绿、红色单股绝缘铜质线，中性线（N线）采用淡蓝色线，保护接地线（PE线）为黄绿相间色线，并在导线上设置与图纸相符的端子编号。导线排列顺序按正相序自左向右或自上向下排列。

l 就地计量电流的测量回路采用截面不小于2.5mm²的铜质线缆。电压测量回路应采用耐压不低于500V的铜芯绝缘导线，且芯线截面不小于1.5 mm²。

l 经电流互感器接入的三相四线制电子式电能计量装置，其电压引入线单独接入，不与电流线共用。

l 二次回路的连接件均应用铜质制品。

l 在原配电柜（箱）中加装时，计量装置下端设置标示回路名称的编号。与原三相电子式计量装置水平间距应大于80mm，单相电子式计量装置水平间距大于30mm，电子式计量装置与屏边的距离大于40mm。

9. 质量保证

我公司通过了ISO9001认证。公司各项与质量有关的活动均严格按ISO9001:2008的要求开展。

公司从产品的整个过程对产品的质量进行控制。对订货合同，公司组织相关人员进行认真评审，并及时将评审结果传达给相关人员，以确保产品能充分满足顾客的要求。

在产品的设计和开发过程中，开发人员根据顾客的要求，相关的国际、国家、行业标准以及相关法律和法规编制开发计划。

每一种提供的设备按相应国标之规定经过定型试验并出具证明。证明书由声誉而独立的试验所和权力机构签发以证明产品之质量。

在生产安装和加工的过程中，本公司制订了完善的工艺指导书，并在管理人员的监督下由生产人员实施操作，以保证产品的均一性及质量的稳定性。

在检验和试验的过程中，首先由质管部和开发部一起按企业标准制订检验标准和检验作业指导书，并指导检验人员严格执行。本公司的检验和试验设备先进、齐全，且都经过相关技术监督部门的校验，确认合格后方可使用。检验中发现的产品不合格会及时反馈给责任部门，追查不合格原因，并限期整改。

我方对投标方案中我方制造的产品提供一年质保。根据买方按检验标准自己检验结果或当地质检部门检验结果，或者在质量保证期内，如果货物的数量、质量或技术规范与合同不符，或证实货物是有缺陷的，包括潜在的缺陷或使用不符合要求的材料等，买方应尽快以书面形式通知我方。我方在接到买方通知后，在2小时内作出反应。

10. 售后服务

10.1 维护服务

我公司的技术人员将负责系统工程的安装、调试及优化等工作，提供全面、及时的培训、维护、咨询服务，并配合用户管理系统的运行。

在整个系统运行期内，系统所有故障问题的检测和恢复均由我公司负责，并作现场测试和恢复。在故障问题发生时，我公司将及时派出富有经验的工程师（或工程师小组），利用有关工具和测试设备，检测问题所在，并及时提出解决方案。具体地说，我们公司将成立专项服务小组，由技术部工程师负责该项目所涉及人员的技术培训及解决日常出现的一些问题。我公司将免费接受用户的电话技术咨询和书函技术咨询，帮助用户解决在应用过程中遇到的各种技术问题。

技术支持热线电话：800-820-6632

对于非设备性故障或一般性故障以及电话技术咨询，我公司保证在1小时内给予回应，必要时派专业技术人员到达现场处理故障。

对于设备性故障，一方面在系统设计时，我们尽量避免单点故障，另一方面我们将利用我们公司的零备件应急供应体系，及时排除故障，保证不影响系统的正常运行。

10.2 维修服务

在质保期间发生问题，我方会在收到通知后及时响应，24小时内派合格的技术人员并携带工具无条件到现场作技术服务，除非该问题可以通过通讯解决。

在质保期内，如因我方责任需要调换或修理合同设备，并由此引起合同设备停机时，则有关合同设备的质保期按实际停机时间相应延长。重新修理或更换后的合同设备部件的质保期为修理和更换完毕并经双方确认相应延长，但不能少于规定的一年质保期。

在质保期满后30天内，买方因在质保期内发现合同设备有缺陷而出具的索赔证明仍然有效。

免费维修期内人为或自然灾害引起的故障或损坏，仅收取维修成本费。

免费维修期以外的维修服务仅收取维修成本费。

10.3 更新改进服务 

本公司产品设计更新提高或软件版本升级，我司将即时通知和协助需方进行已运行系统的改进提高，并无偿提供软件新版本。

用户对系统改制、扩容、拆点等不同要求，公司将及时、准确地予以满足。