——周中

    電力監(jiān)控" title="電力監(jiān)控">電力監(jiān)控儀表是電工儀表行業(yè)的一個(gè)新興,、細(xì)分行業(yè),，類別屬于安裝式數(shù)字儀表，從模擬指針式儀表和電量變送器演變而來(lái),。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,，電力監(jiān)控儀表已應(yīng)用到電力系統(tǒng)的發(fā),、輸,、變,、配、用的各個(gè)環(huán)節(jié),，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電參量的測(cè)量、計(jì)量,、分析,、診斷、控制,、保護(hù),，并帶模擬量輸出和標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。在不同的應(yīng)用場(chǎng)合,，功能不同組合,，可簡(jiǎn)可繁，但大致分三類儀表,，即監(jiān)控與保護(hù)儀表,，電能分析與管理儀表，電氣安全儀表,。為適應(yīng)供配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)及安裝特點(diǎn),，安裝方式分嵌入式和導(dǎo)軌式兩種。

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(duì)電網(wǎng)中的電力參數(shù)測(cè)量,、故障診斷,、越限報(bào)警、事件記錄，以及對(duì)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" title="數(shù)顯">數(shù)顯電測(cè)儀表,、監(jiān)控儀表,、保護(hù)儀表。

1.1.1 數(shù)顯電測(cè)表

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

1.1.2 監(jiān)控儀表

除測(cè)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(guò)對(duì)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(duì)0.69KV電壓等級(jí)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(cè)和保護(hù)，儀表通過(guò)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(kāi),，防止設(shè)備過(guò)載損壞,。具有過(guò)載保護(hù),，短路保護(hù),，過(guò)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(duì)高,、低壓開(kāi)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" title="電能計(jì)量">電能計(jì)量表計(jì)既要安裝于開(kāi)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(wú)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?jī)x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(cè)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(wú)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(qǐng)到計(jì)量器具制造許可證,。因此,，只要供電部門(mén)認(rèn)可，也可作收費(fèi)表使用,。

1.3 電氣安全儀表

主要針對(duì)低壓配電系統(tǒng)檢測(cè)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(cè)儀等種類,。

1.3.1 數(shù)顯剩余電流監(jiān)控儀表

通過(guò)剩余電流互感器,，在0.4KV電壓等級(jí)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(jí)TN－C－S、TN－S及局部TT系統(tǒng)檢測(cè)剩余電流外,，還有電纜溫度監(jiān)測(cè),，三相電流,、電壓測(cè)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(lái)電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)，需在公安部（沈陽(yáng)）消防研究所作型式測(cè)試合格,，方可銷(xiāo)售,。

1.3.3 IT配電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)儀表

應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)室、ICU病房等重要場(chǎng)合的IT配電系統(tǒng),，用來(lái)監(jiān)視變壓器次級(jí)回路對(duì)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(kāi)關(guān)電器的二次元件，起著對(duì)電參量的測(cè)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(lái),，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,。

系統(tǒng)一般采用三層網(wǎng)絡(luò)分布結(jié)構(gòu),，即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層,、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層,，如圖1所示。

圖1 用戶端智能配電系統(tǒng)

站控層由系統(tǒng)軟件與硬件設(shè)備,，如工業(yè)計(jì)算機(jī),、打印機(jī)、UPS電源等組成,。通訊層由服務(wù)器,、通信網(wǎng)關(guān)、人機(jī)界面等組成?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層由保護(hù)裝置,、電器開(kāi)關(guān)與控制設(shè)備、電力監(jiān)控儀表等組成,。儀表既肩負(fù)采集數(shù)據(jù)的重任,，同時(shí)也是執(zhí)行后臺(tái)控制命令的終端元件之一。

電力監(jiān)控儀表作為斷路器的二次元件,，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合配置也不一樣,。見(jiàn)圖2。

圖2 斷路器與電力儀表配置應(yīng)用

（1）斷路器與監(jiān)控儀表配置,，可測(cè)量各種電參數(shù),、分析諧波、計(jì)量電能，通過(guò)I/O模塊,，采集斷路器分合和報(bào)警狀態(tài),，并可控制斷路器合分閘?？纱蟠鬁p少電氣故障,。

（2）斷路器與保護(hù)儀表（馬達(dá)控制器）配置，加上接觸器,，則有測(cè)量電參數(shù)及過(guò)載保護(hù),、不平衡保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等功能,。確保馬達(dá)正常運(yùn)行,，提高生產(chǎn)效率。

（3）斷路器與安全儀表（剩余電流火災(zāi)監(jiān)控儀表）配置,，可監(jiān)測(cè)回路漏電流,，若達(dá)到設(shè)置值時(shí)，報(bào)警輸出,。經(jīng)消防處確認(rèn)后,，可通過(guò)指令，使斷路器脫扣,，防止發(fā)生短路引起的電氣火災(zāi)事故,。

（4）斷路器與電能管理儀表配置，可對(duì)電能進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量,，使用能按空調(diào)、動(dòng)力,、照明,、特殊用電分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，方便分析高耗原因,，提出降耗措施,。

當(dāng)然，上述幾項(xiàng)配置需求,，也可用一塊儀表同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控,、電能管理、電氣安全的功能,，從而減少儀表數(shù)量,，方便用戶選型，節(jié)省投資,。

3 市場(chǎng)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(chǎng)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" title="新能源">新能源,、新行業(yè)的發(fā)展需求,；等等。

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(jí)而市場(chǎng)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(guó)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(guò)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(cè)（見(jiàn)建科[2008]114號(hào)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(duì)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(duì)不可再生能源的依賴。新能源的發(fā)展,，也給電力儀表帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇,。以光伏電站為例，需匯流箱多路直流檢測(cè)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。

隨著社會(huì)進(jìn)步,，對(duì)人生命安全的保障也越來(lái)越重視,，為了安全用電，國(guó)家發(fā)布了多項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)范,，如JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》,，GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等等，規(guī)定對(duì)劇院,、商場(chǎng),、展覽館、醫(yī)院,、電信樓,、廣播臺(tái)、高層建筑等人員密集或重要場(chǎng)所要加裝剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控裝置,，防止漏電引起的火災(zāi),。另外，GB50333-2002《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,，縣級(jí)二甲以上醫(yī)院潔凈手術(shù)部選用IT配電系統(tǒng)供電時(shí),，須加裝絕緣監(jiān)測(cè)儀表，確保病員人生安全,，目前市場(chǎng)基本由德國(guó)本德?tīng)枆艛?，盡管規(guī)范要求加裝，由于價(jià)格昂貴,，尚不能普及,。但隨著國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品推出，打破壟斷,，價(jià)格下降,，以及醫(yī)療衛(wèi)生的普及,，市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)大,。因此，電力儀表在新能源,，新行業(yè)也有很大需求,。

4 主要存在問(wèn)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(wèn)題,。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

若電力儀表用來(lái)作電參量的測(cè)量，產(chǎn)品應(yīng)符合GB/T22264-2008《安裝式數(shù)字顯示電測(cè)量?jī)x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(cè)器，則應(yīng)符合GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)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(wèn)題

盡管市場(chǎng)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(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行考驗(yàn),，往往存在質(zhì)量隱患。現(xiàn)電力儀表廠家眾多,，規(guī)模偏小,，魚(yú)目混珠，且大多手工生產(chǎn)操作,，質(zhì)量很難保證,。但經(jīng)過(guò)3-5年的市場(chǎng)洗禮，客戶對(duì)一些優(yōu)秀品牌的認(rèn)可,，市場(chǎng)的集中,，生產(chǎn)廠家規(guī)模擴(kuò)大,，生產(chǎn)、檢測(cè)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,。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

周中，男,，大學(xué)本科,，上海安科瑞電氣股份有限公司董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理，從事電力監(jiān)控儀表的研發(fā),、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用,。<