电能计量是监测电力生产、供应和使用各个环节的重要手段之一。电能计量点的设置、计量装置的选型、数据的采集手段等，需要有一个合理的方案。陕西时代能源化工有限公司、陕西未来能源化工有限公司的研究人员李延磊、李丽，在2020年第6期《电气技术》杂志上撰文，结合涵盖发电、配电、用电的大型煤化工企业，针对多类型的计量界面和报表需求，基于标准规范、行业主管部门要求、企业管理需要、运行过程中积累的经验，提出较为合理的解决方案和对未来的展望，供类似项目借鉴和采用。
某煤化工企业每年电费近4亿元，为企业提供大量准确度高、时效性好的电能计量数据，可以有效地强化企业管理，提高企业的经济效益，达到节能降耗的目的。电能计量作为企业计量的重要组成部分，在满足企业管理需要的同时，还应满足供电部门对电网调度的需要。按照不同的需求，在配电系统的不同位置设置合理的计量设备，显得尤为重要。
另外，随着企业规模的不断扩大和电能计量点数量的增加，人工抄表方式越来越不能满足对电能计量时效性和准确性的要求，需要设置必要的集中抄表系统来完成大量数据的读取、存储和计算等。
1 标准规范对计量装置的要求DL/T 448—2016《电能计量装置技术管理规程》和Q/GDW 347—2009《电能计量装置通用设计》将运行中的电能计量装置按计量对象重要程度和管理需要分为五类（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）。各类电能计量装置所配置的电能表、互感器准确度等级应不低于表1所示值。
对于电能计量装置的接线方式，根据配电系统中性点运行方式的不同，选择三相四线制或三相三线制接线方式。厂内配电系统各电压等级采用中性点运行方式，电能计量装置接线方式见表2。
表1 计量装置准确度等级
2 电能计量点设置和设备选型按照用途不同，大致可将电能计量点设置和设备选型分为3种：①与供电部门间的计量点；②与生产流程相关合作企业间的计量点；③厂内各生产和辅助装置的计量点。
表2 电能计量装置接线方式
1）供电部门间的计量点
贸易结算用的主副表配置，采用高供高计。在110kV大工业用电和10kV一般工商业用电变压器高压侧开关处设置计量点，在发电机升压变35kV并网开关处设置计量点。计量点示意图如图1所示。
图1 供电部门间的计量点示意图
对35kV和110kV均选用三相智能电能表DTZ341，参数为3×57.7V/100V、0.3（1.2A）、0.2S级。
10kV选用三相智能电能表DSZ331，参数为3× 100V、0.3（1.2A）、0.2S级。
2）合作企业间的计量点
由于与合作企业之间进行原材物料互供，价格参照市场价，故电能计量方法也选用高供高计，计量点均被设置在10kV电源侧高压侧开关处。
选用三相智能电能表DSZ331，参数为3×100V、0.3（1.2A）、0.2S级。
3）厂内各生产和辅助装置的计量点
主要用于厂内三级计量，因需考虑变压器损耗、线路损耗、计量装置误差等，故分别设置在35kV、10kV、380V进线开关处，35kV、10kV电源馈线开关处，非本车间生产装置用电10kV、380V开关处。
为节省投资，对需要电能计量的35kV、10kV和380V回路，考虑选择满足电能计量的多功能仪表。
35kV选用三相电力智能监控仪表EM600LED- T-AO，参数为3×57.7V/100V、1（0.01～1.2A）、0.5级，3CT。
10kV选用三相电力智能监控仪表EM600LED，参数为3×100V、1（0.01～1.2A）、0.5级。进线、母联、电源馈线选用3CT，变压器、电动机馈线选用2CT。
380V选用三相电力智能监控仪表EM600LED- T-AO，参数为3×220V/380V、1（0.01～1.2A）、0.5级，3CT。
3 集中抄表功能的实现方案对于不同时间段和不同类型电能计量的需求，电气班组运行人员需赶赴近30个变电站进行相应的数据统计、汇总、整理和计算，其中每天抄表一次的计量点近600个，每天抄表多次的计量点120个，这与当下企业提高自动化水平、减员增效的需求不相适应。
为此，拟采用集中抄表系统来代替大部分人工劳动。集中抄表系统按3层结构规划，其示意图如图2所示。
图2 集中抄表系统示意图
1）设备布置
全厂配电系统仅110kV总变电站为有人值守，集中抄表系统主站放在该变电站，主站具备电量数据的自动存储、报表生成、数据发布等功能。子站采集电能计量装置数据，打包后集中上传主站，就近放在现场10kV变电站和低压变电所。
2）组屏
主站2面屏，其中服务器屏尺寸为600mm× 1000mm×2260mm（宽×深×高），内装DELL PowerEdge R510服务器、UPS、TF1581-C对时装置等，通信屏尺寸800mm×600mm×2260mm（宽×深×高），内装4台MOXA PT-7728工业网络交换机（带SC单模光口）。
每个子站各1面屏，尺寸为800mm×600mm× 2260mm（宽×深×高），内装2台通信管理机、2台MOXAEDS-305工业网络交换机（带SC单模光口）。
3）通信管理机与电能计量装置间接线
通信管理机读取三类装置数据，分别是供电部门电量采集器HT2000 eRTU、三相智能电能表DSZ331、三相电力智能监控仪表EM600LED。其不同装置RS485接口间均采用屏蔽双绞线连接，每条通信线上设备控制在20台以内，在保证通信质量的同时，预留一定的备用位置。
通信管理机需将采集到的数据实时上传至总站服务器，两者之间通过光纤连接，采用以太网通信。
4）主要技术指标要求
全部数据扫描周期为5s，画面数据实时刷新时间为5s，关键数据更新周期小于3s，事件顺序记录分辨率小于2ms，历史数据存储不少于10年。
5）实时数据查询功能
通过集中抄表系统监控画面，可调取每个计量点的历史和实时数据。软件具备Excel电子表格调取数据库全部电量数据的功能，通过Excel计算功能，即可得出所需的报表。
4 集中抄表系统优化的内容1）自动生成固定报表
通过Excel得到报表，还需要人工干预，且不便于存储历史数据。按照管理需要，在系统后台数据库预设日、月、年月、电量计算、上网电量、码值6大类报表，可随时查看所需电量的实时数据和历史数据。
2）Web发布
系统自动将电量数据进行平衡计算后，生成不同用途的报表，并对报表划分权限，根据用户的不同对应开放。厂内用户可根据需要，通过网络实时查询所需电量数据。
3）表计超量程
对于不能停电或具备远程清零电量数据功能的表计，在其满量程时，抄表系统自动记录时间和数据，对其进行清零操作。
对于能够停电的回路，更换为大量程表计。
4）网络中断造成数据缺失
工厂网络环境较复杂，子站通信管理机应能存储带时标的电量数据，总站抄表软件应带断点续传功能，避免网络通信中断后造成部分电量数据的缺失。
5 结论对于集发电、用电、供电于一体的大型煤化工企业的电能计量，按本文思路进行计量点设置和设备选型，完全能够满足各方对电能计量的需求。集中抄表系统的运用和功能优化，降低了工人劳动强度，提高了工作效率，保证了数据的可靠性。
随着技术的不断发展和研究的不断深入，对于集中抄表系统数据跨系统自动提交、企业能耗优化建议自动生成、数据加密云存储多应用访问、与变电站其他系统功能整合等，有待逐步得以实现。
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