周中1　李一力2　王曉明1

1 上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

2 清華大學建筑節(jié)能中心 北京 海淀 100840

    摘 要：鑒于公共建筑電能消耗主要集中在低壓終端的現(xiàn)狀，為了實現(xiàn)對終端用戶用能的量化管理，在公共建筑低壓配電系統(tǒng)中加裝電能計量裝置，實現(xiàn)電能計量管理十分必要。本文介紹一種采用現(xiàn)場總線的數(shù)字式復費率電能表，以及利用該表組成的電能管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電能管理的實際案例。

    0　 引言

    《公共機構節(jié)能條例》已經2008年7月23日國務院第18次常務會議通過，自2008年10月1日起施行�！稐l例》第十四條明確指出：公共機構應當實行能源消費計量制度，區(qū)分用能種類、用能系統(tǒng)實行能源消費分戶、分類、分項計量，并對能源消耗狀況實行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費現(xiàn)象。建質〔2006〕277號文《全國民用建筑工程設計技術措施——節(jié)能專篇 電氣分冊》提出電氣回路要加裝電能計量裝置，而江蘇、上海也分別推出蘇建科〔2007〕217號文《江蘇省公共建筑用能計量設計規(guī)定》和滬建交〔2008〕828號文《關于進一步加強本市民用建筑設備專業(yè)節(jié)能設計技術管理的通知》，進一步明確提出對主要用電設施分項計量，對辦公樓、商場、宿舍等應計量到經濟核算單元；對醫(yī)療病房、賓館客房、學校教室應按樓層或功能分區(qū)計量等等，并納入審圖和竣工驗收標準之中。

    目前終端電能計量表計的安裝普遍采用傳統(tǒng)壁掛式的安裝方式，存在體積大，安裝不方便等缺點。而DDSF1352/DTSF1352導軌式安裝電表采用模數(shù)化設計，具有體積小、易安裝、易組網等優(yōu)點，易于實現(xiàn)終端配電電能計量。便于配電系統(tǒng)加裝電度表的改造。

    1　 DDSF1352/DTSF1352電表簡介

    1.1 產品特點

    DDSF1352/DTSF1352單、三相電子式復費率電表，采用DIN35mm軌道安裝，結構模數(shù)化設計，寬度與微型斷路器匹配，分別是4和7個模數(shù)，可方便安裝于照明箱內（見圖1）。一次接入最大電流20（80）A，80A以上需外接CT，變比最大可擴至6000/5A。電表帶RS485通訊接口，支持MODBUS-RTU協(xié)議或DL/T645規(guī)約。接線端子上的透明翻蓋與外殼可鉛封，達到防竊電的目的。該表除用于企事業(yè)內部電能計量考核管理外，經供電部門測試校驗合格后，還可作為貿易結算表使用。該產品符合GB/T 17215-2002《1級和2級靜止式交流有功電能表》，GB/T 15284-2002《多費率電能表特殊要求》等標準要求。

圖1　電表外形及安裝方式

    1.2 設計原理

    1.2.1 單相DDSF1352電表設計原理

    DDSF1352單相復費率電能表采用ADI公司最新技術ADE7169F16片上系統(tǒng)的單芯片設計完成。ADE7169集成了高精度計量單元模塊和8052的MCU及其外圍模塊，計量模塊計量精度高、能測量各相電流、電壓有效值、各相及總的有功功率、無功功率、電網頻率等運行參數(shù)，過載倍數(shù)大。片上8052的MCU帶有16K FLASH和512B RAM和多種外設模塊，支持低功耗溫度補償?shù)钠�上RTC模塊、LCD驅動模塊、電源管理模塊、SPI/I2C接口模塊和UART通訊模塊等，用一片ADE7169就能實現(xiàn)單相復費率多功能電能表設計。具體設計框圖如圖2。

圖2 單相DDSF1352電表原理框圖

    1.2.2 三相DTSF1352電表設計原理

    DTSF1352 三相電子復費率電能表采用計量芯片ATT7030A和飛思卡爾公司的8位單片機M68HC908LJ12實現(xiàn)。其原理為：線路上實時電壓、電流經高精度互感器耦合，采樣電路分別采樣后，送到電量計量專用芯片ATT7030A（A/D轉換器轉化成數(shù)字信號，通過片內專用DSP運算后輸出電能脈沖），通過脈沖送到MCU中，并根據預先設定的時段完成分時有功、無功電量計量和最大需量計算，分別作出相應處理，并存貯到EEPROM中；同時實現(xiàn)顯示和輸出、RS485串行數(shù)據傳輸。具體設計框圖如圖3。

圖3 三相DTSF1352電表原理框圖

    2　 應用案例

    2.1 一次方案

    以某理工大學學生宿舍樓為例。該樓有4層，每層有24間宿舍，配有公共衛(wèi)生間、洗衣房、公共浴室，電氣一次方案見圖4�？偱潆娤溥M線回路安裝有屏裝式ACR230ELH多功能電力儀表，計量宿舍總電量。包括三相有功電度、無功電度、功率、功率因數(shù)、電流、電壓、頻率以及分相電量等共34項電參量。電流、電壓2～31次分次諧波分量，電流、電壓不平衡度，電流、電壓正、負零序分量檢測和分析。每個樓層、應急照明、風機、預留電氣干線分別由7臺DTSF1352電表負責計量三相有功電度，電表可與CM1斷路器對應并列導軌式安裝，也可集中安裝在箱內上方。每一樓層的宿舍房間、公共衛(wèi)生間、洗衣房、走廊電能由27臺單相電表DDSF1352負責計量，公共浴室由1臺三相DTSF1352計量。