無紙記錄功能電能計量裝置在現(xiàn)代工業(yè)配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

安科瑞劉鴻鵬

摘要

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)代配電系統(tǒng)對電能質(zhì)量、用電效率及安全性的要求越來越高。網(wǎng)絡(luò)電力儀表作為一種集數(shù)據(jù)采集、分析和控制于一體的智能設(shè)備，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代配電系統(tǒng)中。本文以安科瑞APM系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表為例，探討其在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用價值及未來發(fā)展方向。

1.引言

隨著工業(yè)自動化和智能化的不斷推進(jìn)，配電系統(tǒng)對電能的監(jiān)控、管理和優(yōu)化提出了更高的要求。作為現(xiàn)代配電系統(tǒng)的重要組成部分，網(wǎng)絡(luò)電力儀表集成了高精度電量測量、電能質(zhì)量分析、故障報警和數(shù)據(jù)通信等多種功能，不僅能夠?qū)崟r監(jiān)測電力參數(shù)，還可以為能源管理和系統(tǒng)優(yōu)化提供可靠的數(shù)據(jù)支持。在工業(yè)場景中，網(wǎng)絡(luò)電力儀表廣泛應(yīng)用于工廠、數(shù)據(jù)中心和大型工業(yè)園區(qū)等域，為提升配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性，優(yōu)化能源利用效率提供了重要保障。

2.網(wǎng)絡(luò)電力儀表

安科瑞電氣 APM 系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表是按 IEC 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，與國際技術(shù)同步的網(wǎng)絡(luò)電力儀表。具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計，配合功能豐富的外部 DI/DO 模塊、AI/AO 模塊、Micro SD 卡(TF 卡)事件記錄(SOE)模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、溫濕度測溫模塊，可以靈活實現(xiàn)電氣回路全電量測量及開關(guān)狀態(tài)監(jiān)控，雙 RS485 和以太網(wǎng)接 口配合可實現(xiàn) RS485 主站數(shù)據(jù)抄送，省去數(shù)據(jù)交換機(jī)。PROFIBUS-DP 接口可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸及組網(wǎng)功能，儀表的硬件支持多種通信協(xié)議，如Modbus、Profibus和以太網(wǎng)協(xié)議，同時具備Micro SD卡擴(kuò)展功能，為無紙記錄功能的實現(xiàn)提供了硬件基礎(chǔ)。

2.1功能特點

網(wǎng)絡(luò)電力儀表是按照IEC國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的多功能電力監(jiān)控設(shè)備，其功能涵蓋了全電量測量、電能質(zhì)量分析、電能統(tǒng)計、報警和事件記錄等多個方面。具體特點如下：

全電量測量：測量包括電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等所有電力參數(shù)，確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

強(qiáng)大的電能質(zhì)量分析：支持電壓、電流的不平衡度和總諧波含量測量（2-63次），幫助用戶優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。

數(shù)據(jù)存儲與無紙化記錄：通過Micro SD卡實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)記錄，包括電能數(shù)據(jù)、報警記錄和事件記錄等，可導(dǎo)出為CSV文件便于后續(xù)分析。

模塊化擴(kuò)展設(shè)計：支持多種擴(kuò)展模塊，如數(shù)字量輸入輸出模塊（DI/DO）、模擬量模塊（AI/AO）、溫濕度監(jiān)控模塊等，滿足不同場景的需求。

通信和網(wǎng)絡(luò)化：支持多種協(xié)議（Modbus、Profibus、Profinet等）和雙RS485及以太網(wǎng)接口，方便與能源管理系統(tǒng)集成。

無紙記錄功能的技術(shù)特點

APM系列儀表的無紙記錄功能通過Micro SD卡(TF卡)實現(xiàn)，其支持存儲容量可達(dá)32GB。這一功能能夠記錄以下關(guān)鍵數(shù)據(jù)：

報警數(shù)據(jù)：分類存儲66種報警類型，詳細(xì)記錄報警時間、類別及恢復(fù)狀態(tài)。

電能數(shù)據(jù)：以設(shè)定時間間隔（默認(rèn)1小時）記錄正向有功電能、反向有功電能等信息。

諧波數(shù)據(jù)：記錄從2次至63次的電壓、電流分次諧波及總諧波含量。

事件記錄：詳細(xì)記錄輸入輸出狀態(tài)變化及時間標(biāo)記，多支持128條事件記錄的存儲。

環(huán)境數(shù)據(jù)：存儲溫濕度數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

2.2功能列表

2.3技術(shù)參數(shù)

2.4設(shè)備規(guī)格

4.5應(yīng)用場景

電能質(zhì)量監(jiān)測與優(yōu)化

在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中，電能質(zhì)量問題如諧波、三相不平衡、電壓波動等會影響設(shè)備的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率。網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過實時監(jiān)測這些參數(shù)，為用戶提供詳盡的數(shù)據(jù)支持，幫助及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。例如：

諧波超限檢測可優(yōu)化電網(wǎng)配置，減少設(shè)備損耗。

電壓不平衡監(jiān)控有助于保護(hù)敏感設(shè)備，延長設(shè)備使用壽命。

能源管理與節(jié)能降耗

網(wǎng)絡(luò)電力儀表能夠提供詳細(xì)的電能統(tǒng)計和復(fù)費率電能分析，包括分時段記錄電能數(shù)據(jù)（尖、峰、平、谷）。這些數(shù)據(jù)可以與能源管理系統(tǒng)（如Acrel-2000MG）對接，幫助用戶優(yōu)化用電策略，減少高峰用電，降低整體電費支出。

配電系統(tǒng)安全監(jiān)控

現(xiàn)代配電系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過實時監(jiān)測關(guān)鍵電力參數(shù)（如過流、過壓、欠壓等）并觸發(fā)報警，能夠有效預(yù)防和減少設(shè)備損壞的風(fēng)險。例如：

在工廠配電系統(tǒng)中，儀表的事件記錄功能能夠記錄設(shè)備故障時間，快速定位問題根源。

高精度的電流和電壓監(jiān)測幫助預(yù)測設(shè)備過載情況，提采取保護(hù)措施。

工業(yè)自動化與遠(yuǎn)程監(jiān)控

網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過以太網(wǎng)或RS485接口實現(xiàn)與工業(yè)自動化系統(tǒng)的無縫連接，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析。這在數(shù)據(jù)中心、大型工業(yè)園區(qū)等場景中尤為重要。例如：

實時監(jiān)測配電柜中的各項電氣參數(shù)，并通過遠(yuǎn)程控制優(yōu)化用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

自動化報警功能通過信息或郵件通知運(yùn)維人員，提高響應(yīng)速度。

環(huán)境監(jiān)測與特殊場景應(yīng)用

部分網(wǎng)絡(luò)電力儀表配備溫濕度監(jiān)控模塊，可用于需要環(huán)境監(jiān)測的場景，如數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、實驗室等。通過實時監(jiān)控環(huán)境參數(shù)，儀表可以觸發(fā)加熱或鼓風(fēng)等控制功能，確保設(shè)備在適宜的環(huán)境中運(yùn)行。

5.網(wǎng)絡(luò)電力儀表的優(yōu)勢

高精度與高可靠性：APM系列儀表電壓、電流測量精度達(dá)0.5，電能統(tǒng)計精度可達(dá)0.2s，適用于精密場景。

易于擴(kuò)展與集成：模塊化設(shè)計支持多功能擴(kuò)展，可靈活適配不同配電系統(tǒng)需求。

強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力：具備大容量數(shù)據(jù)存儲和高速通信能力，支持與能源管理系統(tǒng)及工業(yè)自動化系統(tǒng)對接。

環(huán)保與智能化：無紙化記錄功能符合綠色發(fā)展理念，并簡化了運(yùn)維過程。

6.物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方案

7.常見問題

結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)電力儀表作為現(xiàn)代配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，不僅提高了配電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，還為用戶提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持和優(yōu)化決策依據(jù)。隨著技術(shù)的不斷更新，網(wǎng)絡(luò)電力儀表將在智能電網(wǎng)、工業(yè)自動化和能源管理等域中發(fā)揮更加重要的作用，為實現(xiàn)綠色、節(jié)能的配電系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

審核編輯 黃宇