電力儀表在工礦企業(yè)及樓宇建筑中的應(yīng)用和市場前景分析
電力儀表在工礦企業(yè)及樓宇建筑中的應(yīng)用和市場前景分析
電力監(jiān)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),類別應(yīng)屬于安裝式的數(shù)字儀表,是從模擬指針式儀表和電量變送器演變而來。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展,電力儀表已被應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、變、配、用的各個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了對電網(wǎng)電參量的測量、計(jì)量、分析、診斷、控制、保護(hù)等功能,并帶有了模擬量輸出、脈沖輸出和標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。在不同的應(yīng)用場合,功能不同組合,可簡可繁,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)開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)及安裝特點(diǎn),按安裝方式可分為:嵌入式和導(dǎo)軌式兩種。
一、電力儀表的主要分類
1.1監(jiān)控與保護(hù)儀表
主要對電網(wǎng)中的電力參數(shù)測量、故障診斷、越限報(bào)警、事件記錄,以及對電氣設(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)顯電測儀表、監(jiān)控儀表、保護(hù)儀表。
1.1.1數(shù)顯電測表
主要替代傳統(tǒng)指針式儀表,對各種電參數(shù)進(jìn)行測量,有測量精度高,顯示直觀,測量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
1.1.2監(jiān)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(biāo)準(zhǔn)RS485接口。通過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(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,是中低壓智能配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的關(guān)鍵產(chǎn)品,監(jiān)控儀表的應(yīng)用可減少低壓配電系統(tǒng)人為操作事故,保障維護(hù)人員安全,降低人力成本,進(jìn)而提高工作效率。
1.1.3保護(hù)儀表
主要針對10KV電壓等級以內(nèi)的電源進(jìn)線、饋線、馬達(dá)、電容器等電氣回路進(jìn)行監(jiān)測和保護(hù),保護(hù)儀表通過建立熱容量模型,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,防止設(shè)備過載損壞。具有過載保護(hù),短路保護(hù),過壓、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,還具有繼電器的特點(diǎn),需要獲取3C認(rèn)證,一般被歸于繼電器保護(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),為了使電能的使用透明可控,對高、低壓開關(guān)柜,動(dòng)力箱,照明箱各個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)的重點(diǎn)的用能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理就顯得十分必要。該電能計(jì)量表計(jì)既要安裝于開關(guān)柜、配電箱的各個(gè)回路,又需要要與配電系統(tǒng)兼容組網(wǎng),由電力公司加裝的新一代數(shù)字收費(fèi)電表并無法同時(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)量儀表。
1.2.1電能質(zhì)量分析儀表
該類電力儀表主要應(yīng)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(jì)量,復(fù)費(fèi)率分時(shí)計(jì)費(fèi),電流、電壓各次諧波分析,電壓波峰系數(shù),電流K系數(shù),電流、電壓不平衡度,正、負(fù)、零序分析等。
1.2.2終端電能計(jì)量管理儀表
該類電能表主要用于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。采用標(biāo)準(zhǔn)的35mm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。終端電能表結(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),能申請到計(jì)量器具制造許可證。因此,只要供電部門認(rèn)可,也可作收費(fèi)表使用。
1.3配電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測儀表
應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)室、ICU病房等重要場合的IT配電系統(tǒng),用來監(jiān)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(zāi)監(jiān)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(tǒng)檢測剩余電流外,還局有電纜溫度監(jiān)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)品用來進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)測,需在公安部消防研究所作型式測試合格,方可進(jìn)行銷售。
1.3.2數(shù)顯剩余電流監(jiān)控儀表
通過剩余電流互感器,在0.4KV電壓等級TN-C-S、TN-S及局部TT系統(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)。
1.3.3電氣安全儀表
該類儀表主要針對低壓配電系統(tǒng)檢測剩余電流,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)絕緣檢測儀等種類。
二、電力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)中開關(guān)電器的二次元件,起著對電參量的測量與監(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,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),即系統(tǒng)管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層,如圖1所示。
圖 CPZ8000P中低壓智能配電管理系統(tǒng)
系統(tǒng)管理層由系統(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;
網(wǎng)絡(luò)通訊層由服務(wù)器、通信網(wǎng)關(guān)、人機(jī)界面等組成;
現(xiàn)場設(shè)備層由保護(hù)裝置、電器開關(guān)與控制設(shè)備、電力儀表等組成。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。
電力儀表作為斷路器的二次元件,在不同的應(yīng)用場合配置也不一樣。見圖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,可測量各種電參數(shù)、分析諧波、計(jì)量電能,通過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(電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)器)配置,加上接觸器,則有測量電參數(shù)及過載保護(hù)、不平衡保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等功能。確保電動(dòng)機(jī)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。
三、市場前景分析
電力儀表作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),其市場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、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)”的物聯(lián)網(wǎng)模式。因此,電力儀表也將隨用戶端配電智能化的普級而市場容量逐步擴(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(見建科[2008]114號文),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,以減少對不可再生能源的依賴。新能源的發(fā)展,也給電力儀表帶來了發(fā)展機(jī)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電力儀表在1200臺(tái)左右。
隨著社會(huì)進(jìn)步,對人生命安全的保障也越來越重視,為了安全用電,國家發(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)定對劇院、商場、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)測儀表,確保病員人生安全,目前市場基本由德國本德爾壟斷,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)量問題。
4.1標(biāo)準(zhǔn)問題
若電力儀表用來作電參量的測量,產(chǎn)品應(yīng)符合GB/T22264-2008《安裝式數(shù)字顯示電測量儀表》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)探測器,則應(yīng)符合GB14287.2-2005《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》;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,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)量問題
盡管市場前景不是十分明朗,但由于客戶分散,行業(yè)要求也不盡相同,不少客戶還存在一些特殊需求,軟、硬件要根據(jù)用戶的具體需求記性修改。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,魚目混珠,且大多手工生產(chǎn)操作,質(zhì)量很難保證。但經(jīng)過3-5年的市場洗禮,用戶對一些優(yōu)秀品牌的認(rèn)可,市場逐漸集中,生產(chǎn)廠家工藝的完善,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(dǎo)、推進(jìn),電力儀表產(chǎn)業(yè)一定會(huì)得到健康發(fā)展。
掃描二維碼推送至手機(jī)訪問。
版權(quán)聲明:本文如需轉(zhuǎn)載請注明出處。如發(fā)現(xiàn)本站有涉嫌抄襲侵權(quán)/違法違規(guī)的內(nèi)容, 請發(fā)送郵件至 xp@gdliontech.cn舉報(bào),一經(jīng)查實(shí),本站將立刻刪除。