安科瑞 邱紅
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇 江陰 214405
1 概述
“節(jié)能減排”目前已成為衡量企業(yè)未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)。隨著電信、銀行以及大型企業(yè)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，龐大的數(shù)據(jù)中心所帶來(lái)的管理維護(hù)費(fèi)用和不斷攀升的電費(fèi)已成為企業(yè)主管的一大難題。電氣隱患是如何產(chǎn)生的？電能是如何消耗的？本文介紹數(shù)據(jù)信息中心基于導(dǎo)軌式安裝電力監(jiān)控儀表的電源監(jiān)控管理方案。該方案主要由觸摸屏、單相或三相交流信號(hào)采集單元、互感器構(gòu)成，能對(duì)數(shù)據(jù)中心電源進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與顯示電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、諧波和電能。
2 電源管理系統(tǒng)宜選導(dǎo)軌式安裝電力監(jiān)控儀表
安科瑞導(dǎo)軌式安裝電力監(jiān)控儀表采用DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)、LCD顯示，測(cè)量電能及其它電參量，可進(jìn)行時(shí)鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，并具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
該類型表具有體積小巧、精度高、可靠性好、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，性能指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)GB/T 17215、GB/T 17883和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614對(duì)電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求，適用于政府機(jī)關(guān)和大型公建中對(duì)電能的分項(xiàng)計(jì)量，也可用于企事業(yè)單位作電能管理考核。
3 通訊機(jī)房（數(shù)據(jù)信息中心）電源管理系統(tǒng)表計(jì)的選型方案
| 應(yīng)用場(chǎng)合 | | 型號(hào) | 主要功能 |
| 電源進(jìn)線 | | DTSD1352-H (ADL-3000EH) | 測(cè)量相電壓、線電壓、電流、有功功率（分相與合相）、無(wú)功功率（分相與合相）、視在功率（分相與合相）、功率因數(shù)（分相與合相）等；四象限電能計(jì)量；總諧波含量測(cè)量 |
| 大電流三相分支回路 | DTSD1352 (ADL-3000E) | 一次輸入0-80A，測(cè)量相電壓、線電壓、電流、有功功率（分相與合相）、無(wú)功功率（分相與合相）、視在功率（分相與合相）、功率因數(shù)（分相與合相）等；四象限電能計(jì)量 |
| 小電流三相分支回路或單相分支回路 | | ADL-300E | 二次輸入0-50mA,測(cè)量相電壓、線電壓、電流、有功功率（分相與合相）、無(wú)功功率（分相與合相）、視在功率（分相與合相）、功率因數(shù)（分相與合相）、有功電能及無(wú)功電能 |
| AMC16-3E3 | 9路單相（3路三相）I、U、P、Q、F測(cè)量；有功電能計(jì)量；18DI+1DO、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議 |
| AMC16-1E9 |
| 開(kāi)關(guān)量采集 | | ARTU-K32 | 32路開(kāi)關(guān)量采集、SOE事件記錄、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議 |
4 通訊機(jī)房（數(shù)據(jù)信息中心）電源管理系統(tǒng)
4.1 電源監(jiān)控配電方案
典型一次圖見(jiàn)圖1，由DTSD1352-H、DTSD1352、ADL-300E監(jiān)控儀表及TPC7062KS觸摸屏組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。
圖1 電源監(jiān)控一次配電圖
4.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu)，子站直接由人機(jī)界面TPC7062KS屏進(jìn)行監(jiān)控、采集現(xiàn)場(chǎng)儀表，見(jiàn)圖2。
圖2 電源監(jiān)控組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖
4.3 電源進(jìn)線監(jiān)控
電源進(jìn)線監(jiān)控由顯示觸摸屏與DTSD1352-H組成。
4.3.1 觸摸屏
觸摸屏采用昆侖通態(tài)7英寸屏，型號(hào)為TPC7062KS，工作電源DC24V/30W，主要性能特點(diǎn)有，具有兩個(gè)可同時(shí)使用的串行口，用于多臺(tái)儀表通訊，可讀取所有儀表采集得到的數(shù)據(jù)，并能在線設(shè)置儀表的變比。觸摸屏采集得到的數(shù)據(jù)可通過(guò)RS232接口，以Modbus-RTU協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給其它設(shè)備（如計(jì)算機(jī)），若需采用RS485傳輸，需另行加配RS485-RS232轉(zhuǎn)換器。
觸摸屏主要實(shí)現(xiàn)的功能是及時(shí)將各個(gè)儀表采集到的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示到人機(jī)交互界面，在需要報(bào)警的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警或報(bào)警數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上傳，以及實(shí)時(shí)、歷史報(bào)警顯示等。所能存儲(chǔ)的報(bào)警記錄大于20000條。
主要檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)象有母線電流、電壓、功率、電能、母線諧波數(shù)據(jù)，各個(gè)支路電壓、電流、功率、電能，及各個(gè)支路的分合狀態(tài)。顯示以數(shù)字顯示、折線圖、條形圖為主，見(jiàn)圖3。
圖3 監(jiān)控系統(tǒng)界面
觸摸屏安裝為嵌入式，觸摸屏面框尺寸226.5×163mm，開(kāi)孔尺寸215×152mm。
觸摸屏也可選配其它廠家具有相同性能的產(chǎn)品。
4.3.2 母線電參數(shù)檢測(cè)儀表——DTSD1352-H
儀表不需要工作電源，功耗≤3W；電壓信號(hào)輸入，220V/380V 50Hz；電流信號(hào)輸入，不大于63A時(shí)直接輸入，63A以上二次輸入0~。主要功能有測(cè)量常規(guī)的三相交流電量，如相電壓、線電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)等，功率與功率因數(shù)可同時(shí)檢測(cè)分相與三相總的參量；電能有四象限電能，包括吸收有功電能，釋放有功電能，感性無(wú)功電能，容性無(wú)功電能；以及測(cè)量電壓、電流總諧波含量，用戶可以方便的對(duì)供電電網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行分析。
二次原理見(jiàn)圖4，DTSD1352-H在電流不大于63A時(shí)可直接接入，不需要經(jīng)過(guò)電流互感器，大于63A時(shí)采用二次輸入0-。安裝結(jié)構(gòu)為DIN35mm導(dǎo)軌，見(jiàn)圖5。
圖4 DTSD1352-H二次原理圖
圖5 DTSD1352-H儀表外形及尺寸
4.4 支路監(jiān)控
支路監(jiān)控有2種監(jiān)控方案。
4.4.1 大電流分支回路監(jiān)控儀表DTSD1352
該儀表主要監(jiān)測(cè)電流大于63A的回路。儀表不需要工作電源，功耗≤2W；電壓信號(hào)輸入，0~300V/50Hz；電流信號(hào)輸入，一次電流80A以下直接輸入，80A以上二次輸入0~。主要功能有測(cè)量常規(guī)的三相交流電量，如相電壓、線電壓、電流、有功功率（分相與合相）、無(wú)功功率（分相與合相）、視在功率（分相與合相）、功率因數(shù)（分相與合相）等；電能有四象限電能，包括吸收有功電能，釋放有功電能，感性無(wú)功電能，容性無(wú)功電能；該儀表可用于1個(gè)三相回路中也可用于3個(gè)獨(dú)立的單相回路。
二次原理同DTSD1352-H，見(jiàn)圖4。安裝結(jié)構(gòu)為DIN35mm導(dǎo)軌，見(jiàn)圖6。
圖6 DTSD1352儀表外形及尺寸
4.4.2 小電流分支回路監(jiān)控儀表 ADL-300E
該儀表主要監(jiān)測(cè)電流小于63A的回路。儀表工作電源，AC85~265V，功耗≤2W；電壓信號(hào)輸入，220V/380V 50Hz；電流信號(hào)輸入，二次輸入0~50mA。主要功能有測(cè)量常規(guī)的三相交流電量，如相電壓、線電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)，功率與功率因數(shù)可同時(shí)檢測(cè)分相與三相總的參量；電能計(jì)量包括有功電能及無(wú)功電能；該儀表可用于三相回路中也可用于3個(gè)獨(dú)立的單相回路。
用于三相回路的二次原理見(jiàn)圖7，ADL-300E支持0.0電流信號(hào)接入，電流互感器二次側(cè)不允許接地。
圖7 ADL-300E用于三相回路二次原理圖
用于3個(gè)獨(dú)立的單相回路二次原理見(jiàn)圖8，ADL-300E支持0.0電流信號(hào)接入，電流互感器二次側(cè)不允許接地。安裝結(jié)構(gòu)為DIN35mm導(dǎo)軌，見(jiàn)圖9。
圖8 ADL-300E用于3個(gè)獨(dú)立的單相回路二次原理圖
圖9 ADL-300E儀表外形及尺寸
6 系統(tǒng)報(bào)價(jià) 單位：元（RMB）
| 名稱 | 型號(hào) | 單位 | 面價(jià) | 備注 |
| 監(jiān)控主機(jī) | IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè) | 臺(tái) | 8500 | 均可用戶自備，以當(dāng)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格為準(zhǔn)，該報(bào)價(jià)僅供參考 |
| 顯示器 | 三星19寸液晶顯示器 | 臺(tái) | 3000 |
| 三星22寸液晶顯示器 | 臺(tái) | 3800 |
| 打印機(jī) | HP LaserJet 1020 A4 | 臺(tái) | 2500 |
| EPSON-LQ1600KIIIH A3 | 臺(tái) | 4000 |
| UPS電源 | 山特C1KS | 臺(tái) | 5000 |
| 山特C2KS | 臺(tái) | 6500 |
| 通訊線纜 | 五類線 | 米 | 4.6 |
| 屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0 | 米 | 5.6 |
| 光纖（多模） | 米 | 6.6 |
| 通訊機(jī)柜 | 1200×600×600 | 面 | 3000 |
| 2200×600×600 | 面 | 5000 |
| 光電轉(zhuǎn)換 | HTB-1000 | 只 | 750 | 遠(yuǎn)距離傳輸 |
| 終端盒 | 只 | 60 |
| 尾纖 | 面 | 50 |
| 耦合器 | 面 | 50 |
| 熔接點(diǎn) | 個(gè) | 50 |
| 通訊轉(zhuǎn)換 | 擴(kuò)展卡ACRNET-PCI/4 | 塊 | 3000 | 擴(kuò)展卡 |
| 串口服務(wù)器ACRNET-PORT(2口) | 只 | 3000 | 串口服務(wù)器 |
| 串口服務(wù)器ACRNET-PORT(4口) | 只 | 5500 |
| 通訊前置機(jī)ACRNET-UC02(2口) | 只 | 4000 | 通訊前置機(jī) |
| 通訊前置機(jī)ACRNET-UC04(4口) | 只 | 6000 |
| 通訊前置機(jī)ACRNET-UC08(8口) | 只 | 11500 |
| 通訊管理機(jī)ACRHMI | 臺(tái) | 30000 | 人機(jī)界面 |
| 組網(wǎng)設(shè)備 | 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-208 | 臺(tái) | 3000 | 局域組網(wǎng) |
| 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-408 | 臺(tái) | 8500 |
| 監(jiān)控軟件 | Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件 | 系統(tǒng)組態(tài)軟件 圖形組態(tài)軟件 電能管理軟件 數(shù)據(jù)庫(kù)軟件 | 套 | 3萬(wàn) | 設(shè)備數(shù)量1～10 |
| 4萬(wàn) | 設(shè)備數(shù)量11～20 |
| 6萬(wàn) | 設(shè)備數(shù)量21～40 |
| 8萬(wàn) | 設(shè)備數(shù)量41～80 |
| 10萬(wàn)元以上 | 設(shè)備數(shù)量80以上 |
| 雙機(jī)版 | | 套 | | 單機(jī)價(jià)格×1.5 |
| 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) | 每+1用戶 | 套 | 3000 | |
| Web發(fā)布 | 每+1用戶（總用戶數(shù)≤5） | 套 | 5000 | |
| 電力儀表 | DTSD1352-H | 臺(tái) | 2950 | |
| DTSD1352 | 臺(tái) | 2050 | |
| ADL-300E | 臺(tái) | 1200 | |
| AMC16-3E3 | 臺(tái) | 3250 | |
| AMC16-1E9 | 臺(tái) | 3250 | |
| ARTU-K32 | 臺(tái) | 3200 | |
注：電力儀表和導(dǎo)軌式安裝電表可按上述報(bào)價(jià)的70%優(yōu)惠供應(yīng)。
7 結(jié)束語(yǔ)
隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，各類數(shù)據(jù)信息中心的建設(shè)進(jìn)一步加快，對(duì)數(shù)據(jù)的安全防護(hù)也需要進(jìn)一步加強(qiáng)和完善，希望通過(guò)一定數(shù)量的數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理，能為其數(shù)據(jù)信息電源安全設(shè)計(jì)提供更多的有效經(jīng)驗(yàn)。該系統(tǒng)先后在中國(guó)銀行信息大樓、中國(guó)移動(dòng)?xùn)|北三省通訊基站改造、吉林聯(lián)通、中國(guó)郵政總局機(jī)房改造等項(xiàng)目中應(yīng)用，為數(shù)據(jù)中心電源安全、綠色運(yùn)行提供了保障。
作者簡(jiǎn)介：
邱紅（1990－），女，漢族，工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)
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