電力儀表在工礦企業(yè)及樓宇建筑中的應用和市場(chǎng)前景分析

　　電力儀表在工礦企業(yè)及樓宇建筑中的應用和市場(chǎng)前景分析

　　電力監控儀表目前已成為電工儀表行業(yè)比較成熟的一個(gè)行業(yè)，類(lèi)別應屬于安裝式的數字儀表，是從模擬指針式儀表和電量變送器演變而來(lái)。隨著(zhù)計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，電力儀表已被應用于電力系統的發(fā)、輸、變、配、用的各個(gè)環(huán)節，實(shí)現了對電網(wǎng)電參量的測量、計量、分析、診斷、控制、保護等功能，并帶有了模擬量輸出、脈沖輸出和標準通訊接口。在不同的應用場(chǎng)合，功能不同組合，可簡(jiǎn)可繁，但大致分三類(lèi)儀表，即監控與保護儀表，電能分析與管理儀表，電氣安全儀表。為適應供配電系統開(kāi)關(guān)柜的結構及安裝特點(diǎn)，按安裝方式可分為：嵌入式和導軌式兩種。

　　一、電力儀表的主要分類(lèi)

　　1.1監控與保護儀表

　　主要對電網(wǎng)中的電力參數測量、故障診斷、越限報警、事件記錄，以及對電氣設備的運行進(jìn)行控制和保護，產(chǎn)品又可細分為數顯電測儀表、監控儀表、保護儀表。

　　1.1.1數顯電測表

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

　　1.1.2監控儀表

　　除測量電參量外，儀表帶有I/O模塊，模擬量輸出、繼電器控制輸出功能，配備標準RS485接口。通過(guò)對電氣回路的斷路器、接觸器等低壓元件的工作狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)監視，遠程控制、報警和事件記錄，屬低壓電器電量控制器，是中低壓智能配電系統實(shí)現數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化的關(guān)鍵產(chǎn)品，監控儀表的應用可減少低壓配電系統人為操作事故，保障維護人員安全，降低人力成本，進(jìn)而提高工作效率。

　　1.1.3保護儀表

　　主要針對10KV電壓等級以?xún)鹊碾娫催M(jìn)線(xiàn)、饋線(xiàn)、馬達、電容器等電氣回路進(jìn)行監測和保護，保護儀表通過(guò)建立熱容量模型，當故障電流達到某一值時(shí)，斷路器脫扣或接觸器斷開(kāi)，防止設備過(guò)載損壞。具有過(guò)載保護，短路保護，過(guò)壓、欠壓保護，漏電保護等功能。該類(lèi)產(chǎn)品既有監控功能，還具有繼電器的特點(diǎn)，需要獲取3C認證，一般被歸于繼電器保護及電力自動(dòng)化行業(yè)。

　　1.2電能分析與管理儀表

　　根據電網(wǎng)用戶(hù)端工礦企業(yè)和建筑樓宇配電系統的特點(diǎn)，為了使電能的使用透明可控，對高、低壓開(kāi)關(guān)柜，動(dòng)力箱，照明箱各個(gè)電氣節點(diǎn)的重點(diǎn)的用能設備進(jìn)行監控管理就顯得十分必要。該電能計量表計既要安裝于開(kāi)關(guān)柜、配電箱的各個(gè)回路，又需要要與配電系統兼容組網(wǎng)，由電力公司加裝的新一代數字收費電表并無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足。電能分析與管理儀表主要有2類(lèi)，為電能質(zhì)量分析儀表和終端電能計量?jì)x表。

　　1.2.1電能質(zhì)量分析儀表

　　該類(lèi)電力儀表主要應用在高、中壓電氣回路或低壓重要回路中，主要功能有全電參量測量，四象限電能計量，復費率分時(shí)計費，電流、電壓各次諧波分析，電壓波峰系數，電流K系數，電流、電壓不平衡度，正、負、零序分析等。

　　1.2.2終端電能計量管理儀表

　　該類(lèi)電能表主要用于380V/220V配、用電末端，功能有電能計量，包括有功、無(wú)功電能，復費率分時(shí)計費，最大需量統計，最大一次接入電流可達80A，節省了電流互感器。采用標準的35mm導軌安裝，寬度為18mm的倍數，可方便與微型斷路器并列安裝。終端電能表結構上有的廠(chǎng)家設計有防竊電措施，如“鉛封”結構，能申請到計量器具制造許可證。因此，只要供電部門(mén)認可，也可作收費表使用。

　　1.3配電系統絕緣監測儀表

　　應用于醫療手術(shù)室、ICU病房等重要場(chǎng)合的IT配電系統，用來(lái)監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。

　　1.3.1剩余電流式電氣火災監控儀表

　　該產(chǎn)品在0.4KV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統檢測剩余電流外，還局有電纜溫度監測，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(lái)進(jìn)行電氣火災監測，需在公安部消防研究所作型式測試合格，方可進(jìn)行銷(xiāo)售。

　　1.3.2數顯剩余電流監控儀表

　　通過(guò)剩余電流互感器，在0.4KV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統采集剩余電流，故障發(fā)生時(shí)，經(jīng)儀表計算運行顯示數值，超設定值時(shí)，發(fā)出報警或脫扣指令，防止事故發(fā)生或擴大。該類(lèi)儀表也可稱(chēng)為數顯剩余電流繼電器，須取得CCC認證，歸入繼電器行業(yè)。

　　1.3.3電氣安全儀表

　　該類(lèi)儀表主要針對低壓配電系統檢測剩余電流，防止電氣火災及人身觸電傷亡事故。產(chǎn)品主要分為數顯剩余電流監控儀表，剩余電流式電氣火災監控裝置，IT配電系統絕緣檢測儀等種類(lèi)。

　　二、電力儀表與用戶(hù)端智能配電系統

　　用戶(hù)端是電力系統的“配、用”環(huán)節，是智能電網(wǎng)的用電末端，主要有工礦企業(yè)、建筑樓宇、基礎設施等用戶(hù)。電網(wǎng)80%以上的電能是用戶(hù)端消耗的。建立用戶(hù)端智能配電系統，可以在電力變壓器到用電設備之間，使電能傳輸、分配、控制、保護及管理實(shí)現網(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中開(kāi)關(guān)電器的二次元件，起著(zhù)對電參量的測量與監視，電能的計量與管理，電氣故障的診斷和記錄，設備運行的控制和保護等功能。

　　智能配電系統就是把眾多帶通信接口的控制設備和儀表與計算機連接起來(lái)，實(shí)現集中數據采集、處理、監控、分析、調度等智能化管理。

　　系統一般采用三層網(wǎng)絡(luò )分布結構，即系統管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層、現場(chǎng)設備層，如圖1所示。

　　圖 CPZ8000P中低壓智能配電管理系統

　　系統管理層由系統軟件與硬件設備，如工業(yè)計算機、打印機、UPS電源等組成;

　　網(wǎng)絡(luò )通訊層由服務(wù)器、通信網(wǎng)關(guān)、人機界面等組成;

　　現場(chǎng)設備層由保護裝置、電器開(kāi)關(guān)與控制設備、電力儀表等組成。儀表既肩負采集數據的重任，同時(shí)也是執行后臺控制命令的終端元件之一。

　　電力儀表作為斷路器的二次元件，在不同的應用場(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用

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

　　(2)斷路器與保護儀表(電動(dòng)機控制保護器)配置，加上接觸器，則有測量電參數及過(guò)載保護、不平衡保護、堵轉保護等功能。確保電動(dòng)機正常運行，提高生產(chǎn)效率。

　　(3)斷路器與安全儀表(剩余電流火災監控儀表)配置，可監測回路漏電流，若達到設置值時(shí)，報警輸出。經(jīng)消防處確認后，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事故。

　　(4)斷路器與電能管理儀表配置，可對電能進(jìn)行分項計量，使用能按空調、動(dòng)力、照明、特殊用電分項統計，方便分析高耗原因，提出降耗措施。

　　當然，上述幾項配置需求，也可用一塊儀表同時(shí)實(shí)現電力監控、電能管理、電氣安全的功能，從而減少儀表數量，方便用戶(hù)選型，節省投資。

　　三、市場(chǎng)前景分析

　　電力儀表作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，其市場(chǎng)前景與下列因素有關(guān)：

　　(1)用戶(hù)端的電力配電系統智能化需求及智能電網(wǎng)的推進(jìn);

　　(2)工礦企業(yè)與建筑樓宇的節能減排;

　　(3)新能源、新行業(yè)的發(fā)展需求等等。

　　3.1用戶(hù)端的電力配電系統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(hù)，如電信、銀行、石化等大用戶(hù)配電正在實(shí)現信息化、智能化。隨著(zhù)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)節的信息“傳感器”，使智能電網(wǎng)下的電器設備信息“物物相聯(lián)”的物聯(lián)網(wǎng)模式。因此，電力儀表也將隨用戶(hù)端配電智能化的普級而市場(chǎng)容量逐步擴大。

　　3.2工礦企業(yè)與建筑樓宇的節能減排

　　國務(wù)院各部委以及地方政府，把節能減排作為重點(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，政府機關(guān)和大型公建實(shí)施能耗監測(見(jiàn)建科[2008]114號文)，電能作為最主要的能源，用戶(hù)端用能大戶(hù)都應建立電能計量體系。因此，用于企業(yè)內部管理的智能電力儀表將隨節能政策的推進(jìn)而增加。

　　3.3新能源、新行業(yè)的發(fā)展需求

　　隨著(zhù)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大，以減少對不可再生能源的依賴(lài)。新能源的發(fā)展，也給電力儀表帶來(lái)了發(fā)展機遇。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(lèi)電力儀表在1200臺左右。

　　隨著(zhù)社會(huì )進(jìn)步，對人生命安全的保障也越來(lái)越重視，為了安全用電，國家發(fā)布了多項設計規范，如JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》，GB50016-2006《建筑設計防火規范》等等，規定對劇院、商場(chǎng)、展覽館、醫院、電信樓、廣播臺、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監控裝置，防止漏電引起的火災。另外，GB50333-2002《醫院潔凈手術(shù)部建筑設計規范》規定，縣級二甲以上醫院潔凈手術(shù)部選用IT配電系統供電時(shí)，須加裝絕緣監測儀表，確保病員人生安全，目前市場(chǎng)基本由德國本德?tīng)枆艛?，盡管規范要求加裝，由于價(jià)格昂貴，尚不能普及。但隨著(zhù)國產(chǎn)產(chǎn)品推出，打破壟斷，價(jià)格下降，以及醫療衛生的普及，市場(chǎng)將進(jìn)一步擴大。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用于用戶(hù)端配電系統中，客戶(hù)和行業(yè)均比較分散，影響其發(fā)展前景的主要是產(chǎn)品標準和質(zhì)量問(wèn)題。

　　4.1標準問(wèn)題

　　若電力儀表用來(lái)作電參量的測量，產(chǎn)品應符合GB/T22264-2008《安裝式數字顯示電測量?jì)x表》標準;

　　若用于低壓馬達的控制與保護，則應符合JB/T10736-2007《低壓電動(dòng)機保護器》標準，并取CCC認證;

　　若用于作漏電流繼電器，則應符合GB/T22387-2008《剩余電流動(dòng)作繼電器》;

　　若用作電氣火災探測器，則應符合GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災監控探測器》;當然，用戶(hù)有時(shí)還需要若干功能組合的產(chǎn)品，因此需要廠(chǎng)家具有在用戶(hù)端配電領(lǐng)域豐富的應用經(jīng)驗和行業(yè)專(zhuān)業(yè)知識，才能滿(mǎn)足不同用戶(hù)不同配電系統的要求，因此，目前產(chǎn)品標準尚不能滿(mǎn)足設計、生產(chǎn)、驗收的要求，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)前景不是十分明朗，但由于客戶(hù)分散，行業(yè)要求也不盡相同，不少客戶(hù)還存在一些特殊需求，軟、硬件要根據用戶(hù)的具體需求記性修改。因此，訂單呈現“小批量，多品種”模式，不利于規?；a(chǎn)。新修改的版本，未經(jīng)長(cháng)時(shí)間運行考驗，往往存在質(zhì)量隱患?，F電力儀表廠(chǎng)家眾多，規模偏小，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，用戶(hù)對一些優(yōu)秀品牌的認可，市場(chǎng)逐漸集中，生產(chǎn)廠(chǎng)家工藝的完善，生產(chǎn)、檢測裝備的可靠保證，以及政府、行業(yè)的科學(xué)引導、推進(jìn)，電力儀表產(chǎn)業(yè)一定會(huì )得到健康發(fā)展。