某煤化工企業每年電費近4億元，為企業提供大量準確度高、時效性好的電能計量數據，可以有效地強化企業管理，提高企業的經濟效益，達到節能降耗的目的。電能計量作為企業計量的重要組成部分，在滿足企業管理需要的同時，還應滿足供電部門對電網調度的需要。按照不同的需求，在配電系統的不同位置設置合理的計量設備，顯得尤為重要。

另外，隨著企業規模的不斷擴大和電能計量點數量的增加，人工抄表方式越來越不能滿足對電能計量時效性和準確性的要求，需要設置必要的集中抄表系統來完成大量數據的讀取、存儲和計算等。

1 標準規范對計量裝置的要求

DL/T 448—2016《電能計量裝置技術管理規程》和Q/GDW 347—2009《電能計量裝置通用設計》將運行中的電能計量裝置按計量對象重要程度和管理需要分為五類（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）。各類電能計量裝置所配置的電能表、互感器準確度等級應不低于表1所示值。

對于電能計量裝置的接線方式，根據配電系統中性點運行方式的不同，選擇三相四線制或三相三線制接線方式。廠內配電系統各電壓等級采用中性點運行方式，電能計量裝置接線方式見表2。

表1 計量裝置準確度等級

2 電能計量點設置和設備選型

按照用途不同，大致可將電能計量點設置和設備選型分為3種：①與供電部門間的計量點；②與生產流程相關合作企業間的計量點；③廠內各生產和輔助裝置的計量點。

表2 電能計量裝置接線方式

1）供電部門間的計量點

貿易結算用的主副表配置，采用高供高計。在110kV大工業用電和10kV一般工商業用電變壓器高壓側開關處設置計量點，在發電機升壓變35kV并網開關處設置計量點。計量點示意圖如圖1所示。

圖1 供電部門間的計量點示意圖

對35kV和110kV均選用三相智能電能表DTZ341，參數為3×57.7V/100V、0.3（1.2A）、0.2S級。

10kV選用三相智能電能表DSZ331，參數為3× 100V、0.3（1.2A）、0.2S級。

2）合作企業間的計量點

由于與合作企業之間進行原材物料互供，價格參照市場價，故電能計量方法也選用高供高計，計量點均被設置在10kV電源側高壓側開關處。

選用三相智能電能表DSZ331，參數為3×100V、0.3（1.2A）、0.2S級。

3）廠內各生產和輔助裝置的計量點

主要用于廠內三級計量，因需考慮變壓器損耗、線路損耗、計量裝置誤差等，故分別設置在35kV、10kV、380V進線開關處，35kV、10kV電源饋線開關處，非本車間生產裝置用電10kV、380V開關處。

為節省投資，對需要電能計量的35kV、10kV和380V回路，考慮選擇滿足電能計量的多功能儀表。

35kV選用三相電力智能監控儀表EM600LED- T-AO，參數為3×57.7V/100V、1（0.01～1.2A）、0.5級，3CT。

10kV選用三相電力智能監控儀表EM600LED，參數為3×100V、1（0.01～1.2A）、0.5級。進線、母聯、電源饋線選用3CT，變壓器、電動機饋線選用2CT。

380V選用三相電力智能監控儀表EM600LED- T-AO，參數為3×220V/380V、1（0.01～1.2A）、0.5級，3CT。

3 集中抄表功能的實現方案

對于不同時間段和不同類型電能計量的需求，電氣班組運行人員需趕赴近30個變電站進行相應的數據統計、匯總、整理和計算，其中每天抄表一次的計量點近600個，每天抄表多次的計量點120個，這與當下企業提高自動化水平、減員增效的需求不相適應。

為此，擬采用集中抄表系統來代替大部分人工勞動。集中抄表系統按3層結構規劃，其示意圖如圖2所示。

圖2 集中抄表系統示意圖

1）設備布置

全廠配電系統僅110kV總變電站為有人值守，集中抄表系統主站放在該變電站，主站具備電量數據的自動存儲、報表生成、數據發布等功能。子站采集電能計量裝置數據，打包后集中上傳主站，就近放在現場10kV變電站和低壓變電所。

2）組屏

主站2面屏，其中服務器屏尺寸為600mm× 1000mm×2260mm（寬×深×高），內裝DELL PowerEdge R510服務器、UPS、TF1581-C對時裝置等，通信屏尺寸800mm×600mm×2260mm（寬×深×高），內裝4臺MOXA PT-7728工業網絡交換機（帶SC單模光口）。

每個子站各1面屏，尺寸為800mm×600mm× 2260mm（寬×深×高），內裝2臺通信管理機、2臺MOXAEDS-305工業網絡交換機（帶SC單模光口）。

3）通信管理機與電能計量裝置間接線

通信管理機讀取三類裝置數據，分別是供電部門電量采集器HT2000 eRTU、三相智能電能表DSZ331、三相電力智能監控儀表EM600LED。其不同裝置RS485接口間均采用屏蔽雙絞線連接，每條通信線上設備控制在20臺以內，在保證通信質量的同時，預留一定的備用位置。

通信管理機需將采集到的數據實時上傳至總站服務器，兩者之間通過光纖連接，采用以太網通信。

4）主要技術指標要求

全部數據掃描周期為5s，畫面數據實時刷新時間為5s，關鍵數據更新周期小于3s，事件順序記錄分辨率小于2ms，歷史數據存儲不少于10年。

5）實時數據查詢功能

通過集中抄表系統監控畫面，可調取每個計量點的歷史和實時數據。軟件具備Excel電子表格調取數據庫全部電量數據的功能，通過Excel計算功能，即可得出所需的報表。

4 集中抄表系統優化的內容

1）自動生成固定報表

通過Excel得到報表，還需要人工干預，且不便于存儲歷史數據。按照管理需要，在系統后臺數據庫預設日、月、年月、電量計算、上網電量、碼值6大類報表，可隨時查看所需電量的實時數據和歷史數據。

2）Web發布

系統自動將電量數據進行平衡計算后，生成不同用途的報表，并對報表劃分權限，根據用戶的不同對應開放。廠內用戶可根據需要，通過網絡實時查詢所需電量數據。

3）表計超量程

對于不能停電或具備遠程清零電量數據功能的表計，在其滿量程時，抄表系統自動記錄時間和數據，對其進行清零操作。

對于能夠停電的回路，更換為大量程表計。

4）網絡中斷造成數據缺失

工廠網絡環境較復雜，子站通信管理機應能存儲帶時標的電量數據，總站抄表軟件應帶斷點續傳功能，避免網絡通信中斷后造成部分電量數據的缺失。

5 結論

對于集發電、用電、供電于一體的大型煤化工企業的電能計量，按本文思路進行計量點設置和設備選型，完全能夠滿足各方對電能計量的需求。集中抄表系統的運用和功能優化，降低了工人勞動強度，提高了工作效率，保證了數據的可靠性。

隨著技術的不斷發展和研究的不斷深入，對于集中抄表系統數據跨系統自動提交、企業能耗優化建議自動生成、數據加密云存儲多應用訪問、與變電站其他系統功能整合等，有待逐步得以實現。