箱式变电站低压配电系统电能表改造

科技创新与应用

2019年7期箱式变电站低压配电系统电能表改造刘立敬

（青岛海洋科技馆，山东青岛266003）

摘要：为加强箱式变电站低压配电系统电能的管理，利用现代电力仪表自动化技术，我单位建立起一套智能电能管理系统。文章

设备选型与分析（电流互感器、智能电表等）主要介绍了该套智能电能管理系统构成、联合接线盒、以及系统的软件功能。

电能管理关键词：箱式变电站；低压配电；

中图分类号院TM76

文献标志码院A

文章编号院2095-2945渊2019冤07-0190-03

intelligentelectricenergymanagementsystemhasbeenestablishedbyusingmodernpowerinstrumentautomationtechnology.Thistransformer袁jointjunctionbox袁intelligentmeter袁etc.冤andthesoftwarefunctionofthesystem.

Keywords：boxsubstation;lowvoltagedistribution;powermanagement

Abstract：Inordertostrengthenthemanagementofelectricenergyinlowvoltagedistributionsystemofboxsubstation袁asetof

papermainlyintroducesthestructureoftheintelligentpowermanagementsystem袁theselectionandanalysisofequipment渊current

前言

随着我国经济社会的迅速发展以及电力技术水平的不断提高，电能管理作为一项重要的工作，常常被纳入企事业单位日常工作的考核中。如何监测低压配电系统的运行参数以及分析低压系统用电回路的电能能耗情况，这些问题都是摆在电气设备管理者面前的实际问题。

青岛海洋科技馆位于山东省青岛市市南区鱼山路2号，现有两座箱式变电站，其中单个变电站的实际容量为630kV·A，承担着整个场馆的照明、空调、水泵以及其他用电。该型变电站分为高压配电、变压器室以及低压配电三

经济适用的特点；其个部分，具有占地面积小、外观美观、

中低压配电室配电柜为GGD型，原有的计量仪表为机械式指示电能表，没有通讯功能，只能靠人工巡检定时记录

数据滞后、无电能表数来获取电能数据，存在工作效率低、

能耗分析等缺点。针对以上问题，根据现场实际情况，我单位对箱式变电站原有低压配电机械电能表进行智能化改造。

1系统概述

本次低压配电机械电能表的改造项目充分利用现代智能仪表、局域网络和计算机组态技术，构建起一套符合我单位实际的智能电能管理系统。本套系统大致可以分为

局域网络传输层以及三个层次，分别为电力参数采集层、

服务储存管理层。在电力参数采集层中，现场智能电能仪表采集箱式变电站的低压配电系统电力参数，并将电力参数数据按照Modbus协议标准传输到串口服务器上；在局域网络传输层中，串口服务器将分散于两个配电场所的10

图1智能电能管理系统网络图

块智能电力数字仪表数据通过场馆内局域网络以透明传

在服务输的方式传输，将仪表测量数据存放于服务器中；

储存管理层，利用组态软件组建一个可监控的电力平台，实现电力在线运行设备的远程监控和能耗集中统计与管理。系统网络拓扑图如图1所示。

2设备选型与分析根据项目实际，本套系统需要对两座箱式变电站低压用电出线回路（共十路）的电能能耗进行测量统计，现需要在低压系统用电出线处安装智能电能计量仪表，以此来实现监测功能，由于我单位配电柜柜面上安装了机械指针的电流表、控制按钮、信号指示灯等电气配件，柜面结构布局较紧凑，如果在柜面上开孔安装智能电能仪表，存在开孔难、布线乱等问题，因此选择在箱式变电站低压配电柜旁

空气开关、联合安装电能表箱。电表箱内安装智能电能表、

接线盒以及串口服务器等设备，将现场电能表集中在一起，便于今后电能表故障的排查与维护工作。

（1982-）研究方向：智能化仪表的测量与应用。作者简介：刘立敬，男，汉族，山东青岛人，本科，工程师，-190-

2019年7期TechnologyInnovationandApplication

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表1不同容量电流互感器传输距离

图2联合接线盒接线图

图3智能仪表连接方式

图4电能管理系统日报表

2.1电流互感器

在电力系统的中，电流互感器主要用于电能计量以及继电保护方面，它的作用是将一次大电流按一定比例变为二次标准电流，有1A和5A两

（种规格。《电流互感器》-GB1208-2016）。

改造前，原有的电流互感器固定于配电柜内的壁板上，与机械指针式电流表以及电能表相连接。在安装该系统不断电的情况下，本次改造废弃原有的固定式电流互感器，选用可带电操作、安装简单的开口式电流互感器，有圆孔型和铜排型两种规格。电流互感器的量程可以按照低压断路器的额定电流进行选型，在容量和传输距离上选择参照表1。

因电能表箱与配电柜内电缆的距离为三米，考虑到准确度和经济性，选用开口式的电流互感器的规格为300A/5A，0.5级，2.5VA，传输电线横截面积为2.5mm2，以下为电流互感器二次负荷容量的计算验证。

电流互感器二次回路阻抗R=籽.2L/S=0.0176伊6/2.5=0.042赘（籽为铜的导电率，籽=0.0176赘·mm2/m，L为传输长度，S为导线的横截面积）。

电流互感器二次负荷可以用阻抗Z（）表示，二次侧导线电流为I2。电2赘

流互感器二次导线消耗功率与阻抗、电流之间的关系为S=I22*Z2。

该选型互感器的功率S=二次导线消耗的功率+电表的功率=52伊0.042+0.05=0.092VA<2.5VA，符合0.5级要求。

2.2联合接线盒

计量联合接线盒在电力行业的计量应用非常广泛，利用它能够将智能电力仪表接入到运行中的电流互感器的二次回路中，完成多种不同项目的测试或校验，该套系统中联合接线盒主要作用是将电流互感器引出的二次线经联合接线盒接线端的端子串并联后再接到智能电能表端子上，实现二次电流传送的功能，同时在不停电的前提下，我们可以滑动联合接线盒接线端子，实现智能低压电能表更换、校准的操作，具有方便、快捷的优点。在本次改造中，联合接线盒采用图2所

科技管理-191-

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2019年7期示的接线方式。

在联合接线盒的接线中，下端1、5、9、13端子为低压配电系统三相电压Ua、Ub、Uc以及零线N；下端端子2与3、6与7、10与11为三相电流互感器接入端，现以A相电流互感器为例进行说明，电流互感器二测电流从S1端流入联合端子接线盒下端端子2，经过上端端子2流入智能电能表，最后经接线盒上端端子4、下端端子3流回电流互感器S2端，同时为保证人员安全，下端端子3、7、11应进行一次接地处理。

2.3智能电能表

在本次改造中，我单位采用PM2000及DM2300两种

安施耐德电力参数测量仪表，该类型仪表具有直观易读、

装简单的特点，可以轻松实现对低压系统电力参数的实时监控和电能的记录功能，满足智能电能管理系统要求。该类仪表都具有RS485接口，遵循Modbus通讯协议，通过手拉手的方式与串口服务器相连接，接线方式如图3所示。

3系统的软件功能

上位机组态软件采用国产组态王软件，通过在软件中

数据库配置以及界面设软件智能仪表的地址、数字词典、

计等，完成了在上位机软件对电力系统的实时监控及电能统计管理的功能，软件功能如下：

（1）实时动态显示低压配电各回路的电力参数数据

（如电流2、电压、功率因数等）。

（2）具有实时报警功能；当实时电力参数超过设定值后，发生报警事件后，报警实时画面将弹出，显示报警原因。

（3）电能管理系统具备低压配电系统用电回路定时抄表汇总统计功能，可以以日、周、月、年报表的形式进行查

（例询，也可以以历史曲线、柱形图等图形的方式进行查看

如图4）。

4结束语

实行性强，智能电能管理系统具有通用性好、可靠性

高、电能自动汇总统计等特点。该套系统于2019年1月顺利运行，这有利于我单位电气设备管理人员实时掌握箱式变电站电能消耗情况，为我单位节能降耗工作的开展提供依据；同时它也大大减少了人工电力巡检的强度，提高了箱式变配电站电力监控与电能管理水平，使得实现配电室的无人职守真正成为现实。参考文献院

周中.电力电测数字仪表原理与应用指南[M].中国电力[1]任致程，

出版社，2007.[2]陶鹏.智能电能表[M].中国电力出版社，2012.

（第三版）[3]贺令辉.电工仪表与测量[M].中国电力出版社，2015.

再到枢纽配送，我们发货，网点承接、枢纽集约、线路运输，

需要制定运输链条中各个角色和各个环节的运输时效规

做到信息当天反馈、当天则，才能更好地帮助物流企业进行货物的集约和预配载，信息跟踪系统与数据采集流程，

分析，发现异常问题并及时解决。从而缩短货物的交货期，提高车辆的满载率，同时提高企业利润。并在一定程度上提高了交货准时率。以某成员公司为例，4.2构建一体化物流体系该公司17年平均每月签收及时率是80%，自从18年使用运输时效管控平台，实现了整个物流运输供应链的全时效管控平台后，签收及时率提升到了92%。运输、配送、信息服务等程可视化管控，同时能够集仓储、

3.2对企业业务流程改造与竞争模式的影响降低货物损耗率、提高多功能于一体，优化物流资源配置、（1）提升物流企业管理效率客户服务水平。同时，将物流各环节整合在一起，将过去分通过时效管控平台，物流企业由粗放式的运营管理转散在各处的物流资源进行集中处理，发挥整体优势和规模

货物从揽收、储存、装卸、加优势，变为精细化的运营规范管理，提升整个物流行业的效率。

从而工，再到运输的各个节点都有固定的时效考核指标，目前传统的物流企业在互联网和物联网快速发展的

提升物流企业的管理效率。实时化、智能化、可视化和影响下，正在向网络化、自动化、

（2）提高物流企业管理精度数字化方向发展，而智慧物流供应链也是物流行业发展的时效管控平台的应用，改变了传统物流企业通过人工一大趋势，届时该平台在运输时效管控平台项目的布局，电话查找货物位置的方式，用户可以通过时效管控平台，将具有一定的借鉴价值和深远意义。

实现物流运输全对运输过程中各个节点进行可视化管理，

过程的监控，提高物流企业的管理精度。参考文献院

[1]赵宝燕.基于双边市场理论的物流平台构建与商业模式研究[D].4项目的应用推广意义

重庆：重庆交通大学，2015.4.1构建管控规则、完善货物运输时效链

南京大学出版需要不断提高[2]李敬泉.中国无车承运人业态发展研究[M].南京：平台作为物流行业的基础服务提供方，

2017.平台服务水平，标准化的时效规则不仅能帮助物流企业提社，

高自身服务水准，也能提高在行业中的竞争实力。从货主渊上接1页冤

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