電力監(jiān)控儀表應(yīng)用分析

劉紅艷 趙金英 郝慶久 管宏宇

（內(nèi)蒙古烏海市海勃灣發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 烏海 016034）

1 電力監(jiān)控儀表主要分類

1.1 監(jiān)控與保護(hù)儀表

主要對電網(wǎng)中的電力參數(shù)測量、故障診斷、越限報(bào)警、事件記錄，以及對電氣設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制和保護(hù)，產(chǎn)品又可細(xì)分為數(shù)顯電測儀表、監(jiān)控儀表、保護(hù)儀表。

1.1.1 數(shù)顯電測表

主要替代傳統(tǒng)指針式儀表，對各種電參數(shù)進(jìn)行測量，有測量精度高，顯示直觀，測量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。

1.1.2 監(jiān)控儀表

除測量電參量外，儀表帶I/O模塊，模擬量輸出、繼電器控制輸出，帶標(biāo)準(zhǔn)RS485接口。通過對電氣回路的斷路器、接觸器等低壓元件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視，遠(yuǎn)程控制、報(bào)警和事件記錄，屬低壓電器電量控制器，是低壓配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的關(guān)鍵產(chǎn)品，該儀表的應(yīng)用可減少低壓配電系統(tǒng)人為操作事故，降低人力成本，提高工作效率。

1.1.3 保護(hù)儀表

主要針對0.69KV電壓等級的電源進(jìn)線、饋線、馬達(dá)、電容器等電氣回路進(jìn)行監(jiān)測和保護(hù)，儀表通過建立熱容量模型，當(dāng)故障電流達(dá)到某一值時(shí)，斷路器脫扣或接觸器斷開，防止設(shè)備過載損壞。具有過載保護(hù)，短路保護(hù)，過壓、欠壓保護(hù)，漏電保護(hù)等功能。該類產(chǎn)品既有監(jiān)控功能，又具有繼電器特點(diǎn)，需取得CCC認(rèn)證，一般歸在繼電器保護(hù)及電力自動(dòng)化行業(yè)。

1.2 電能分析與管理儀表

根據(jù)電網(wǎng)用戶端工礦企業(yè)和建筑樓宇配電系統(tǒng)的特點(diǎn)，為使用能透明可控，對高、低壓開關(guān)柜，動(dòng)力箱，照明箱各個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)的重點(diǎn)用能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理就十分必要。該電能計(jì)量表計(jì)既要安裝于開關(guān)柜、配電箱的各個(gè)回路，又要與配電系統(tǒng)兼容組網(wǎng)，由電力公司加裝的傳統(tǒng)的收費(fèi)電表無法同時(shí)滿足。電能分析與管理儀表主要有2類，為電能質(zhì)量分析儀表和終端電能計(jì)量儀表。

1.2.1 電能質(zhì)量分析儀表

該類儀表主要應(yīng)用于高、中壓電氣回路或低壓重要回路，功能主要有全電參量測量，四象限電能計(jì)量，復(fù)費(fèi)率分時(shí)計(jì)費(fèi)，電流、電壓各次諧波分量，電壓波峰系數(shù)，電流K系數(shù)，電流、電壓不平衡度，正、負(fù)、零序分量等。

1.2.2 終端電能計(jì)量管理儀表

該類電表主要用于380V/220V配、用電末端，功能有電能計(jì)量，包括有功、無功電能，復(fù)費(fèi)率分時(shí)計(jì)費(fèi)，最大需量統(tǒng)計(jì)，最大一次接入電流可達(dá)80A，節(jié)省了電流互感器。采用DIN35mm導(dǎo)軌安裝，寬度為18mm的倍數(shù)，可方便與微型斷路器并列安裝使用。終端電能表計(jì)結(jié)構(gòu)上有的廠家設(shè)計(jì)有防竊電措施，如“鉛封”結(jié)構(gòu)，能申請到計(jì)量器具制造許可證。因此，只要供電部門認(rèn)可，也可作收費(fèi)表使用。

1.3 電氣安全儀表

主要針對低壓配電系統(tǒng)檢測剩余電流，防止電氣火災(zāi)及人身觸電傷亡事故。產(chǎn)品主要分為數(shù)顯剩余電流監(jiān)控儀表，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，IT配電系統(tǒng)絕緣檢測儀等種類。

1.3.1 數(shù)顯剩余電流監(jiān)控儀表

通過剩余電流互感器，在0.4KV電壓等級TN－C－S、TN－S及局部TT系統(tǒng)采集剩余電流，故障發(fā)生時(shí)，經(jīng)儀表計(jì)算運(yùn)行顯示數(shù)值，超設(shè)定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警或脫扣指令，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大。該類儀表也可稱為數(shù)顯剩余電流繼電器，須取得CCC認(rèn)證，歸入繼電器行業(yè)。

1.3.2 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控儀表

該產(chǎn)品在0.4KV電壓等級TN－C－S、TN－S及局部TT系統(tǒng)檢測剩余電流外，還有電纜溫度監(jiān)測，三相電流、電壓測量，多路繼電器輸出，支持消防聯(lián)動(dòng)等功能。因產(chǎn)品用來電氣火災(zāi)監(jiān)測，需在公安部（沈陽）消防研究所作型式測試合格，方可銷售。

1.3.3 IT配電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測儀表

應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)室、ICU病房等重要場合的IT配電系統(tǒng)，用來監(jiān)視變壓器次級回路對地絕緣阻抗，防止病人受到微電流電擊。

2 電力監(jiān)控儀表與用戶端智能配電系統(tǒng)

用戶端是電力系統(tǒng)的“配、用”環(huán)節(jié)，是智能電網(wǎng)的用電末端，主要有工礦企業(yè)、建筑樓宇、基礎(chǔ)設(shè)施等用戶。電網(wǎng)80%以上的電能是用戶端消耗的。建立用戶端智能配電系統(tǒng)，可以在電力變壓器到用電設(shè)備之間，使電能傳輸、分配、控制、保護(hù)及管理實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化。使用電更加可靠、安全、高效、環(huán)保。智能電力儀表作為配電系統(tǒng)中開關(guān)電器的二次元件，起著對電參量的測量與監(jiān)視，電能的計(jì)量與管理，電氣故障的診斷和記錄，設(shè)備運(yùn)行的控制和保護(hù)等功能。

智能配電系統(tǒng)就是把眾多帶通信接口的控制設(shè)備和儀表與計(jì)算機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)集中數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)控、分析、調(diào)度等智能化管理。

3 市場前景分析

電力監(jiān)控儀表作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，其市場前景與下列因素有關(guān)：（1）用戶端的電力配電系統(tǒng)智能化需求及智能電網(wǎng)的推進(jìn)；（2）工礦企業(yè)與建筑樓宇的節(jié)能減排；（3）新能源、新行業(yè)的發(fā)展需求等。

3.1 用戶端的電力配電系統(tǒng)智能化需求及智能電網(wǎng)的推進(jìn)

目前，電的生產(chǎn)、傳輸及高端用戶，如電信、銀行、石化等大用戶配電正在實(shí)現(xiàn)信息化、智能化。隨著智能電網(wǎng)的推進(jìn)，電的生產(chǎn)、傳輸與使用將信息互通，智能電力儀表將是各個(gè)電網(wǎng)環(huán)節(jié)的信息“傳感器”，使智能電網(wǎng)下的電器設(shè)備信息“物物相聯(lián)”。因此，電力監(jiān)控儀表也將隨用戶端配電智能化的普級而市場容量逐步擴(kuò)大。

3.2 工礦企業(yè)與建筑樓宇的節(jié)能減排

國務(wù)院各部委以及地方政府，把節(jié)能減排作為重點(diǎn)工作之一進(jìn)行推進(jìn)與落實(shí)。要求高能耗企業(yè)通過建立能源管理體系，采取降耗技術(shù)與措施，提高用能效率。為此，工礦企業(yè)實(shí)施合同能源管理，政府機(jī)關(guān)和大型公建實(shí)施能耗監(jiān)測（見建科[2008]114號文），電能作為最主要的能源，用戶端用能大戶都應(yīng)建立電能計(jì)量體系。因此，用于企業(yè)內(nèi)部管理的智能電力儀表將隨節(jié)能政策的推進(jìn)而增加。

3.3 新能源、新行業(yè)的發(fā)展需求

隨著社會(huì)的發(fā)展，對核電、水電、光能、風(fēng)能等新能源的需求逐步擴(kuò)大，以減少對不可再生能源的依賴。新能源的發(fā)展，也給電力儀表帶來了發(fā)展機(jī)遇。以光伏電站為例，需匯流箱多路直流檢測裝置，直流多功能電表，諧波表等多種儀表。1個(gè)10MW光伏電站安裝的各類電力監(jiān)控儀表在1200臺(tái)左右。

4 主要存在問題

由于電力儀表主要應(yīng)用于用戶端配電系統(tǒng)中，客戶和行業(yè)均比較分散，影響其發(fā)展前景的主要是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量問題。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)問題

若電力儀表用來作電參量的測量，產(chǎn)品應(yīng)符合GB/T22264-2008《安裝式數(shù)字顯示電測量儀表》標(biāo)準(zhǔn)，若用于低壓馬達(dá)的控制與保護(hù)，則應(yīng)符合JB/T10736-2007《低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器》標(biāo)準(zhǔn)，并取CCC認(rèn)證；若用于作漏電流繼電器，則應(yīng)符合GB/T22387-2008《剩余電流動(dòng)作繼電器》；若用作電氣火災(zāi)探測器，則應(yīng)符合GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》；當(dāng)然，用戶有時(shí)還需要若干功能組合的產(chǎn)品，因此需要廠家具有在用戶端配電領(lǐng)域豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)專業(yè)知識(shí)，才能滿足不同用戶不同配電系統(tǒng)的要求，因此，目前產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)尚不能滿足設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)收的要求，給電力儀表發(fā)展有一定影響。

4.2 質(zhì)量問題

盡管市場前景十分明朗，但由于客戶分散，行業(yè)要求也不相同，還存在客戶的即時(shí)創(chuàng)新需求，軟、硬件要即時(shí)修改。因此，訂單呈現(xiàn)“小批量，多品種”模式，不利于規(guī)?；a(chǎn)。新修改的版本，未經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行考驗(yàn)，往往存在質(zhì)量隱患?，F(xiàn)電力儀表廠家眾多，規(guī)模偏小，魚目混珠，且大多手工生產(chǎn)操作，質(zhì)量很難保證。但經(jīng)過3-5年的市場洗禮，客戶對一些優(yōu)秀品牌的認(rèn)可，市場的集中，生產(chǎn)廠家規(guī)模擴(kuò)大，生產(chǎn)、檢測靠裝備保證，以及政府、行業(yè)的科學(xué)引導(dǎo)、推進(jìn)，電力儀表產(chǎn)業(yè)會(huì)得到健康發(fā)展。