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终端电能计量表计及系统

1 概述
        Acrel-3000系列电能管理系统是紧密把握电力系统用户的需求，遵循电力系统的标准规范而开发的一套具有专业性强、自动化程度高、易使用、高性能、高可靠等特点的适用于低压配电系统的电能管理系统。通过遥测和遥控可以合理调配负荷，实现优化运行，有效节约电能，并有高峰与低谷用电记录，从而为用电的合理管理提供了数据依据。

2 参照标准
GB50052-2009 供配电系统设计规范
GB50054-2011 低压配电设计规范
GB/T 17215.321-2008 交流电测量设备特殊要求第21部分：静止式有功电能表（1级和2级）
GB/T 17215.322-2008 交流电测量设备特殊要求第22部分：静止式有功电能表（0.2S级和0.5S级）
GB/T 17215.301-2007 多功能电能表特殊要求
DL/T448-2000 《电能计量装置技术管理规程》
DL/T 698 电能信息采集与管理系统
DL/T 814-2002 配电自动化系统功能规范
DL/T5137-2001 《电测量及电能计量装置设计技术规程》

3 系统结构
        电能管理系统可对低压设备消耗的电能进行分项计量，该系统由站控管理层、网络通讯层、现场设备层三部分组成。
        现场设备层采用安科瑞低压智能计量箱AZX J，内部安装预付费电能表以及卡轨式电能表。通过低压智能计量箱配合电能管理监控系统，利用计算机、后台监控管理软件和网络通讯技术，将采集到的用电设备的能耗数据上传到统一的监测管理平台，实现对用电系统的监控管理，对高能耗用电设备的合理控制，最终使整套用电系统达到节能效果。电能管理系统网拓扑图见下图。

4 系统设计参数
遥测正确率： ≥99.9%
模拟量测量综合误差： ＜0.5%
遥测更新周期： ＜2S
一般遥测更新周期： ＜3S
调用画面响应时间： ＜2S
事故推画面时间： ＜2S
网络速率： 10M/100M
工作环境温度范围： -20℃~+55℃
相对温度： ≤95%（25℃）
历史曲线日报，月报存储时间： ≥1年
系统使用寿命： ≥5年
系统平均无故障时间MTBF： ≥30000小时

5 系统功能
        安科瑞终端用电管理系统是指通过在商业建筑、写字楼、农贸市场、宿舍等建筑物内安装导轨式及预付费电能计量装置，采用远程传输等手段及时采集各监测点电能数据并对用电量进行预付费管理，采用先买电后用电的模式，可以用来转移经营风险，并能提前收回电费，减少了后期运营的人员的工作量；实现了网络化实时操作，实时计量监控，即时售退电、即时通断电的控制效果。彻底解决了以往由载波通信电表等电能采集设备组成的电能管理系统用电管理繁琐、系统稳定性差、数据不透明、欠费不交等的诸多问题，并可通过自助终端机或者互联网自助充值，无需进行人工繁杂的充值过程。通过终端用电管理系统能合理的控制用电，对超标使用的电费严格收取，企业或者用户可根据购电情况发现用电的合理性并进行管理。

5.1 系统主要实现的功能
（1）实时用电监控：统计记录仪表的累计用电量、剩余电量、开关状态等参量，能方便的查询每个房间、商铺或整栋公寓楼的用电情况，省时省力。
（2）集中抄表：将房间每时每天的用电量自动存储到数据库中，无论何时都可查询到房间的用电量，做到用电透明，让用户明明白白消费。
（3）历史用电记录：将用户的用电记录存储到数据库中，并能按小时、天、月汇总，生成Excel报表。
（4）充值记录查询：管理记录对预付费电表的充值记录。能方便的查询充值金额、充值时间等信息。
（5）售电日志管理：日志记录售电成功的信息、失败的原因，回溯机制。
（6）自助充值：能通过互联网充值卡或自助终端机充值，方便用户能实时的对仪表进行预付费，无需进行人工排队等待，但是不能在周期性断电期间充值，充值失败后，进行数据回滚。
（7）充值卡管理：记录充值卡的面值、有效期、状态。
（8）退费处理：在商户或者宿舍人员变更时，可对房间剩余电量进行退费处理，并打印明细。
（9）余额不足短信、邮件提醒：在系统中可按需设置预警电量，当小于等于预警电量时，由系统自动根据用户所留联系信息进行余额不足的提醒。
（10）设备管理：对仪表的地址、归属机构、检测周期等与后期控制有关的信息进行统一管理维护。
（11）定时断送电：按日期、时间、楼层、用户类别分类控制，大大节省了后勤管理人员的工作量。
（12）自动断电提醒：当余额不足时自动断电一段时间，之后自动恢复供电。
（13）囤积电量设置：可通过售电系统对电表预置“囤积电量”，当用户的新购电量与表内的剩余电量之和大于预置的“囤积电量”时，电表拒绝接收卡中的新购电量，只有当表内的剩余电量用至其与新购电量之和小于“囤积电量”时，卡中的新购电量方可追加到表中。
（14）阶梯电价：把用户用电量设置为若干个阶梯分段或分档次定价计算费用。对用电实行阶梯式递增电价可以提高能源效率。
（15）负载安全限制：恶性负载、超功率自动断电功能，恶性负载、超功率排除后，系统自动恢复供电，保护用电环境。

5.2 系统主要软件界面

6 终端电能计量表计
6.1 产品规格

6.2产品功能

6.3技术参数

6.4 ADF100单相多用户预付费电能管理仪表
6.4.1 功能
可同时计量6路单相回路；
单回路能精确计量正负两个方向的电能，且以同一方向累计；
具有实时功率显示功能，可实时显示用户的用电负荷；
可逐户显示用户剩余电量；
内置大容量磁保持继电器，可实现远程操控；
可强制断送电，硬件定时断送电；
功率控制（可设置用户的限制功率，当用户功率超过该设定值时，系统自动切断该用户电源）；
可实现预付费功能；
带有电源指示灯；
带有RS485通信，可集中抄表；

6.4.2 付费方式及系统组成
        ADF100多用户电能表实行联网付费方式，通过RS485通讯接口和通讯服务器、主控计算机组成计算机联网售电系统，每套计算机联网售电系统可同时管理255台ADF100多用户电能表，每台ADF100多用户电能表的编号不能相同。用户从管理中心交费购电后，由管理人员通过操作售电管理软件系统，将所购电量远程写入电能表中。同时，在计算机联网售电系统中，可以随时读取每台多用户电能表的每一户的剩余电量和通断电状态。系统结构示意图如下：

6.4.3 自动断电功能
无费关断
        无费关断是电能表显示用户购电量为0度时，该户的继电器自动断电，提醒用户必须购电，这时该户的户号闪烁，用电量显示为—0000.00。
超负荷断电
        多用户电能表可设定用户的最大负荷电流，当用户的用电电流超过限额电流时，电能表自动切断该供电电路，待5分钟后自动上电，若用户的用电电流仍超过限额电流，电能表将再次断电。
定时断电
        多用户电能表可对用户用电进行时间控制，电能表通过售电管理软件，设定自动断电、自动上电时间，方便对用户的用电管理（此功能适用于公寓管理，须定制）。

6.5外形尺寸(单位：mm)
DDS1352单相电能计量仪表

DDSD1352单相电能计量仪表

DDSY1352单相预付费电能管理仪表

ADF100单相多用户预付费电能管理仪表

DDSF1352单相电能计量仪表

DTSF1352、DTSD1352三相电能计量仪表

DTSY1352三相预付费电能管理仪表

ADL3000-KLH三相多功能电能计量仪表

6.6接线端子
DDS1352单相电能计量仪表

DDSD1352单相电能计量仪表

DDSY1352单相预付费电能管理仪表

ADF100单相多用户预付费电能管理仪表

注：L与L*均是相线，相线从L接入多用户电能表，由L*引出后接入负载；零线由零排统一提供。

DDSF1352单相电能计量仪表

DTSF1352、DTSD1352三相电能计量仪表

DTSY1352三相预付费电能管理仪表

ADL3000-KLH三相多功能电能计量仪表

6.7预付费售电管理系统
6.7.1系统概述
        《ACREL- PVMS预付费售电管理系统》是公司最新研制的与DDSY1352单相电子式预付费电能表或DTSY1352三相电子式预付费电能表配套的售电管理系统。它是以售电管理软件和数据库软件为主，包括计算机、IC卡读写器、打印机等设备在内的计算机系统。主要完成电能表参数设置、售电管理及用电管理工作。操作简便，具有良好的人机界面，能够有效的统计和管理数据，并对数据的安全性做有效的保密措施。是用电管理部门和物业小区管理部门提高用电管理水平，解决收费难问题的理想产品。

6.7.2应用范围
        商场及交易市场、学校、工厂职工宿舍、住宅小区，以及其他出租管理等场所。

6.7.3系统组成

6.7.4系统主站图片

6.7.5系统特点
  ♦操作界面友好、简洁、智能化程度高。
  ♦一户一表，便于管理。
  ♦系统安全性高。

6.7.6运行环境
        为正确地运行安科瑞预付费售电管理系统，将系统性能发挥到最佳水平，推荐以下配置：
        硬件环境：
♦工作站配置：双核处理器2.8G或更快，2G内存，120GB以上的可用磁盘空间。建议使用硬盘备份，确保数据安全。
♦ 配套工具：IC卡读写器、IC卡及DDSY1352单相电子式预付费电能表或DTSY1352三相电子式预付费电能表。
♦ LQ1600K打印机或其他打印机(票据打印机)。
♦ 显示器分辨率:：(根据显示器大小设定)。

        软件环境：
  ♦工作站操作系统：中文WINDOWS 7 ,WINDOWS 2003，WINDOWS XP(推荐操作系统 WINDOWS XP)。
  ♦服务器操作系统 WINDOWS 2003。
  ♦数据库系统：Microsoft SQL SERVER 2008 R2。

6.7.7系统功能模块
登录管理：主要管理登录系统的操作，包括操作员管理、修改操作员密码、权限的管理等。
系统设置：系统相关参数维护管理。
客户管理：包括新表开户、换表补电、过户处理、注销客户信息等。
IC卡操作：包括读卡、清卡、售电写卡、制作各种参数卡等。
数据查询：各类明细报表、统计报表、通用查询等。
数据管理：系统数据库备份、数据库管理。

7、低压智能计量箱
7.1概述
        安科瑞低压智能计量箱是对消耗的电能进行准确测量的设备，并通过网络通讯实现数据上传，是能耗监测系统的一个组成部分。
        低压智能计量箱AZX J主要由箱体、箱门、开关、电能表等组成，有嵌入式和壁挂式两种，计量箱采用金属外壳，箱体板厚1.5mm，安装板厚2mm，材质为冷轧钢板，箱内设接地排，箱体进行防锈处理，环氧粉末喷涂，箱体颜色为RAL7035桔纹，整体设计合理美观。可根据客户要求选择不同尺寸、材质的箱体及颜色。

7.2使用环境条件
  ♦周围空气温度不高于＋40℃，不低于－25℃。24h内的平均温度不得高于＋35℃。
  ♦使用地点的海拔高度≤2000M。
  ♦设备安装时与垂直面的倾斜度不超过 5％。
  ♦安装场所应干燥，无剧烈震动，无有害气体、蒸汽、导电性或爆炸性尘埃的场所。
  ♦用户有特殊要求或上述使用条件不能满足时，协商解决。

7.3参照标准
DL/T488-2000 《电能计量装置技术管理规程》
Q/GDW 347-2009 《电能计量装置通用设计》
Q/GDW 355-2009 《智能电能表系列标准》
GB-7251.3 《低压成套开关设备和控制装置设备》
DIN VDE0105 《电力设备的运行》
DL/T645-1997 《多功能电能表通信规约》
GB/T17883-1999 《0.2S级和0.5S静止式交流有功电度表》
GB/T17215-2002 《1级和2级静止式交流有功电度表》
GB/T18640.3-2001 《IC卡预付费售电系统》
DL/T614-2007 《多功能电能表》
GB/T19882.31 《自动抄表系统第31部分》
GB/T1987.1-2005 《自动抄表系统低层通信协议》

7.4应用
7.4.1应用范围
        通过低压智能计量箱配合能耗监控系统，利用计算机、后台监控管理软件和网络通讯技术，将采集到的用电设备的能耗数据上传到统一的监测管理平台，实现对用电系统的监控管理，对高能耗用电设备进行合理控制，最终使整套用电系统达到节能效果。

7.4.2使用场合
  ♦商铺、商场
♦ 学校、宿舍、公共建筑
♦ 办公、写字楼
  ♦生活小区、别墅
  ♦政府机关大楼
  ♦其他需要能耗计量、监测的场所。

7.4.3箱体分类
        低压智能计量箱根据安装方式可分为嵌入式和壁挂式两种；按照安装环境可分为户内和户外两种；根据表位（三相表）数量不同可分为1、2、4、6、12、16表位，箱内亦可装单相表（一个三相表的空间可装2个单相表）。

7.4.4产品的安装：
        低压智能计量箱安装时，如无设计要求，则一般嵌入式暗装为底边距地1.5米，壁挂明装的计量箱中心距地1.3米(箱体高度大于0.8米)或1.5米(箱体高度小于0.8米)。

7.5型号说明
        
注：1.常规产品为三相电能表，使用单相表时需在订单中说明。
        2.订购时需提供使用的电表为直接接入还是二次接入，安装地点。

7.6技术参数

7.7 安装示意图

8 应用方案
8.1商业中心、写字楼、商业建筑电能计量系统方案
8.1.1 客户关注
♦及时详细了解建筑物内部每个环节的电能消耗。
♦ 出租的商铺、写字楼，对用户实行先购电后用电的管理模式。
♦对公共区域电能消耗实行分项计量，如照明、插座、空调、动力等。
♦电能消耗分区分部门计量，如独立经营的店铺、出租的写字间等。
♦电能消耗数据统计、记录、分析和管理。
♦自动生成各种用电报表、曲线和图形。
♦监测分析，评估各区域的电能消耗水平和异常。
♦电能消耗趋势预测和分析。

8.1.2 客户收益
♦终端电能计量表计体积小巧，方便安装，支持一次接入。
♦ 终端电能计量表计功能简洁，经济实用。
♦ 终端电能管理系统实现丰富的报表生成管理功能。
♦ 支持多种数据接口，可与其他系统共享数据。

8.1.3 电能计量系统方案

方案配置
1、 总进线计量
        配置ADL3000-KLH导轨式多功能电能表，可测量三相四线制供电系统电能、电压、电流、功率等主要电力参数，并具有谐波检测功能。
2、 三相负载计量
        a、配置DTSF1352电能表，可测有功电能、电流、电压信号。直接接入、经CT接入均可，直接接入最大测量电流80A。
        b、配置DTSD1352电能表，可测电能、电流、电压、功率、功率因数、频率信号。直接接入、经CT接入均可，直接接入最大测量电流80A。
3、 单相负载计量
        a、配置DDSD1352电能表，可测有功电能、电流、电压、功率、功率因数、频率信号。直接接入，最大测量电流60A。
        b、配置DDSF1352电能表，可测有功电能、电流、电压信号。直接接入、经CT接入均可，直接接入最大测量电流80A。
4、 出租商铺计量
        配置DDSY1352预付费电能表，可实现先交费后用电。直接接入，最大测量电流60A。

8.1.4 通讯网络组建
1、 设备层的导轨式电能表组成RS485总线网络。
2、 网络层通讯前置机进行数据采集、通讯协议转换(Modbus-TCP/IP)。

8.2学校、学生公寓、职工宿舍电能计量系统方案
8.2.1 客户关注
如何全面监视学校各部门、院系的用电量，实现独立电费计量。
对学生宿舍、职工宿舍的用电实行先购电后用电的管理模式。
如何通过监视和管理，持续有效地降低电能成本。

8.2.2 客户收益
分散采集监控，集中管理，大大提高管理效率和管理质量。
细化电能管理，量化电能收费。
对学生宿舍、职工宿舍变被动收费为主动交费。

8.2.3 电能计量系统方案

方案配置
1、动力箱总进线计量
        配置ADL3000-KLH导轨式多功能电能表，可测量三相四线制供电系统电能、电压、电流、功率等主要电力参数，并具有谐波检测功能。
2、三相出线计量
        配置DTSF1352电能表，可测有功电能、电流、电压信号。直接接入、经CT接入均可，直接接入最大测量电流80A。
3、单相负载计量
        A、配置DDSD1352电能表，可测有功电能、电流、电压、功率、功率因数、频率信号。直接接入，最大测量电流60A。
        B、配置DDSF1352电能表，可测有功电能、电流、电压信号。直接接入、经CT接入均可，直接接入最大测量电流80A。
4、宿舍、学生公寓计量
        A、配置ADF100多用户预付费电能表，可同时计量6路单相回路，先购电后用电，实现远程操控、功率限制。
        B、配置DDSY1352预付费电能表，可实现先交费后用电。直接接入，最大测量电流60A。

8.2.4 通讯网络组建
        1、设备层的导轨式电能表、多用户电能表组成RS485总线网络。
        2、网络层通讯前置机进行数据采集、通讯协议转换(Modbus-TCP/IP)。

9 典型案列
        某大学新校区共有12栋学生公寓楼，每幢楼有6层，每层有60个学生宿舍。每个宿舍进线回路配置DDSF1352电能表，空调回路需要进行预付费电能管理，配置DDSY1352电能表。
        该项目采用安科瑞预付费电能表、Acrel-3000电能管理组态软件与校园一卡通平台进行数据交互无缝连接，引导电能的商品化经营，便于电力需求侧管理，实现电能收费模式的转变、提高用电管理水平、解决了“抄表难、收费难”的问题。
        该系统采用分层分布式结构进行设计，即站控管理层、网络通讯层和现场设备层，如下图所示：

        在每栋学生宿舍楼内均设置一个电能预付费管理系统查询操作站，学生可以通过操作站自助查询各自宿舍的可用剩余电量及历史充值记录和历史用电量。
        电能预付费管理系统具有提醒学生宿舍可用剩余电量不足急需充值的功能，当宿舍空调回路的可用余电不足时，电能预付费系统通过短信平台发送短信通知相应宿舍的学生。数据传输网络可以根据需要选择单独铺设稳定可靠的光纤专网或者使用原有的校园局域网。现场设备层的电能表采用485总线的联网方案，每条485总线可以连接25块左右仪表，仪表之间采用手拉手的连接方式。每栋宿舍楼设置一个通讯采集箱，预付费电表手拉手串接的485总线接入通讯采集箱内的智能通讯前置机。
系统主要实现的功能：
1、预付费功能
        每个宿舍空调回路单独安装预付费电能表，学生必须先缴费购电然后才能用电，学生充值购电可以通过校园一卡通购电平台自助充值。
2、提醒学生及时充值购电功能
        新校区宿舍楼内每个宿舍空调回路采用“先充值后用电”的管理模式，当宿舍预付费电表内剩余电量小于10kWh(可设定)时，预付费电表可通过报警灯报警，另外后台电能管理系统可通过短信方式通知宿舍人员及时充值购电。
3、查询功能
        学校管理人员可通过互联网对学生宿舍的用电情况进行查询。在每栋宿舍楼管理处设置一台用电查询终端，学生可通过查询终端查询自己本宿舍的剩余电量，以及充值购电历史记录。