Zusammenfassung: Chinas moderne Wirtschaft hat sich in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich weiterentwickelt, und auch die Computertechnologie, die Informationstechnologie und verwandte Branchen haben rasante Fortschritte gemacht. Da die Anforderungen an intelligentes Management und Energieeinsparung in Gewerbe-, Wohn- und öffentlichen Gebäuden stetig steigen, halten Energieüberwachungssysteme zunehmend Einzug in den Alltag und spielen eine unverzichtbare Rolle. Die Optimierung des wirtschaftlichen Umfelds hat generell die Ansprüche der Menschen an Zuverlässigkeit, Sicherheit, Komfort und Effizienz von Büro- und Wohnumgebungen erhöht. Intelligente Gebäude sind als Ausdruck der Zeit entstanden und haben die perfekte Kombination aus Lebensqualität und Informationsdiensten erreicht. Sie sind zum Standard der Bauindustrie des 21. Jahrhunderts geworden. Intelligente Gebäude verkörpern nicht nur die umfassende nationale Stärke und das technologische Niveau des Landes, sondern spiegeln auch das gesellschaftliche Bewusstsein für die Bedürfnisse der Menschen wider.
Schlüsselwörter: Stromüberwachung, Intelligenz, Überwachungssystem
1. Merkmale intelligenter Gebäude
Intelligente Gebäude sind moderne Errungenschaften, die Kulturlandschaften mit ökologischer Natur verbinden. Ziel ist es, den Menschen ein sicheres, zuverlässiges, komfortables und naturnahes Wohnumfeld sowie einen aktiven und gesunden Lebensstil zu bieten. Sie integrieren Daten-, Sprach- und Multimedia-Kommunikation des gesamten Gebäudes oder der gesamten Gemeinschaft zu einem Kommunikationsnetzwerk mit großer Reichweite und vielfältigen Inhalten. Diese moderne Kommunikationsmethode erfüllt effektiv die effizienten und schnelllebigen Arbeitsanforderungen der modernen Informationsgesellschaft. Ein elektronisches Überwachungssystem bietet eine intelligente Systemplattform für die einheitliche Überwachung und Steuerung der Hoch- und Niederspannungsverteilung, des Informationsaustauschs und der Ressourcenteilung im Gebäude.
2. Überblick über das Leistungsüberwachungssystem
Das Stromnetzüberwachungssystem nutzt moderne Netzwerk- und Videotechnik, um Betriebsparameter, Ereignisprotokolle, Wellenformaufzeichnungen und weitere Daten des Stromnetzes zu überwachen. Gleichzeitig werden diese Daten kontinuierlich an den Überwachungsrechner übertragen und ermöglichen die Fernsteuerung. So können die Betriebsleiter über die Überwachungszentrale den Betriebszustand des Stromnetzes umfassend einsehen. Dadurch lassen sich Fehlerort und -ursache schnell und präzise ermitteln, die Arbeitsabläufe vereinfachen und das Personal kann gezielt und mit begrenztem Aufwand Probleme beheben.
3. Anwendung eines Energieüberwachungssystems in intelligenten Gebäuden
Energieüberwachungssysteme finden breite Anwendung in intelligenten Gebäuden. Beispiele hierfür sind Solarenergie, Solargewächshäuser, Wasserring-Wärmepumpen-Klimaanlagen und Erdwärmepumpen. Die Sekundärausrüstung im Energieverteilerraum (Sicherheitsautomaten, herkömmliche Messgeräte, Betriebssteuerung, Signalsystem) bildet ein Energieüberwachungssystem, das Beleuchtung, Energieverteilung, Heizung, Kommunikation, Alarmierung und weitere Aspekte umfasst und in intelligenten Gebäuden weit verbreitet ist. Zugehörige Systeme kommunizieren mit intelligenten Geräten, darunter Gebäudeautomationssysteme, Kommunikationsnetzwerke, Büroautomationssysteme und automatische Brandmeldeanlagen, um die gegenseitige Kommunikation und den Informationsaustausch zwischen den Automatisierungssystemen zu gewährleisten. Vorteile elektronischer Überwachungssysteme:
Die Solarpaneele im Wintergarten sammeln Wärme und leiten sie an das automatische Anzeigesystem weiter. Gleichzeitig verteilt das automatische Stromerzeugungssystem den erzeugten Strom durch Energieumwandlung in alle Räume des Hauses. Durch die effiziente Nutzung erneuerbarer Ressourcen werden Kosten gesenkt, Ausfälle minimiert und der Nutzen der vorhandenen Ressourcen maximiert. Solargewächshäuser minimieren die jahreszeitlichen Schwankungen der Pflanzen und optimieren die Photosynthese, um maximale Erträge zu erzielen. Systematisierung, Umweltschutz, Standardisierung und Effizienz sind notwendige Voraussetzungen für eine zukünftige zirkuläre und nachhaltige Wirtschaftsentwicklung und stellen im Informationszeitalter die einzige Möglichkeit dar, wirtschaftliches Wachstum zu fördern.
4. Die Rolle von Energieüberwachungssystemen in intelligenten Gebäuden
Durch die Entwicklung neuer Systemtechnologien wie Netzwerk-, Video- und Kommunikationstechnik sowie intelligenter Energieverteilung und den Einsatz von Energieüberwachungssystemen in intelligenten Gebäuden schreitet die Entwicklung des intelligenten Gebäudes der Zukunft in Richtung Intensivierung, Systematisierung und Standardisierung voran. Ein zuverlässiger, sicherer, komfortabler und einfacher Lebensstil ermöglicht es den Menschen, ein umweltfreundlicheres Leben zu führen.
Der durch das Energieüberwachungssystem in intelligenten Gebäuden generierte Wert:
Laut Umfrageergebnissen: Jedes Jahr geben Unternehmen, Institutionen und öffentliche Einrichtungen in verschiedenen Bereichen der elektronischen Überwachungssysteme enorme Summen für Wartung und Konfiguration aus. Hinzu kommt ein hoher Stromverbrauch, der nicht nur Ressourcen verschwendet, sondern auch den Alltag der Anwohner beeinträchtigt. Hier zwei Beispiele:
Fall 1:Kürzlich trat in einer wichtigen Anlage eines renommierten Computerherstellers ein schwerwiegender, kurzzeitiger Fehler auf. Dieser behoben sich jedoch schnell wieder. Ohne Überwachungssystem wäre der Fehler unbemerkt geblieben. Dies stellt ein erhebliches Risiko dar, da das installierte elektronische Überwachungssystem den Fehler rechtzeitig erkannte und dessen Verlauf aufzeichnete. Dank dieser Informationen sparte Dell 25.000 Yuan an Wartungskosten.
Fall 2:Im Februar 2013 brach die Zuleitung zwischen Sammelschiene 1 und Jingzao in einem 220-kV-Umspannwerk eines Wärmekraftwerks. Das herunterfallende Kabel berührte die Sammelschiene 2, wodurch das gesamte Umspannwerk spannungslos wurde und die Leitung nach Jingzao unterbrochen wurde. Die Leitung löste aus, was zum Stillstand des Umspannwerks Zaoshan der Hubei Jingmen Power Supply Company sowie fünf weiterer 110-kV-Umspannwerke führte. Der Unfall verursachte einen Lastausfall von 90.000 kW, was 10,8 % des Gesamtstrombedarfs der Stadt Jingmen entsprach. Betroffen waren 63.000 Verbraucher (6,7 % der städtischen Stromkunden).
Um dieses Problem zu lösen, treibt die Anwendung intelligenter Gebäude deren Entwicklung in Richtung Intensivierung, Systematisierung und Standardisierung voran. Der Einsatz elektronischer Überwachungssysteme reduziert den verschwenderischen Betrieb und den Energieverbrauch von Anlagen. Er optimiert die Anlagennutzung, vermeidet unnötige Anschaffungen, Ressourcenverschwendung und spart Kosten. Potenzielle Fehler werden frühzeitig erkannt, wodurch die Wartungskosten sinken, die Lebensdauer der Anlagen verlängert und Ressourcen optimal genutzt werden. Die Effizienz des Betriebsmanagements wird verbessert und die Arbeitsbelastung des Betriebs- und Wartungspersonals reduziert. Gleichzeitig werden die Stabilität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung verbessert, Stromausfallzeiten verkürzt, Brände und Unfälle vermieden und die Sicherheit von Menschenleben und Eigentum gewährleistet. Nutzer profitieren von einem intelligenteren, umweltfreundlicheren und nachhaltigeren Lebensstil.
5. Analyse der Energieeinsparung und Potenzialoptimierung intelligenter Gebäude
Intelligente Gebäude haben sich im 21. Jahrhundert zum Standard in der Bauindustrie entwickelt. Angesichts der wirtschaftlichen Entwicklung und der theoretischen Anforderungen an eine nachhaltige Entwicklung muss die Energieeinsparung intelligenter Gebäude einem effizienten Wirtschaftsmodell folgen, das sich durch geringen Energieverbrauch, geringen Aufwand und hohen Ertrag auszeichnet. Die Kreislaufwirtschaft soll nicht nur in innovativen Energiesparunternehmen, die die neuesten Technologien beherrschen, verankert sein, sondern alle Lebensbereiche durchdringen. Das Hauptmerkmal intelligenter Gebäude ist ihre Ressourceneffizienz. Beim Bau komfortablerer und moderner Gebäude setzen Eigentümer auf die Einsparung grüner Energie, um hohe Kosten zu vermeiden. Nachhaltige Gebäudekonzepte mit minimalem Energieverbrauch und geringen Betriebskosten umfassen in der Regel folgende technische Maßnahmen: ① Energieeinsparung. ② Reduzierung des Verbrauchs begrenzter Ressourcen und Förderung erneuerbarer Energien. ③ Angemessene Gestaltung von Innenraum und Wohnqualität. ④ Minimierung der Auswirkungen von Standort und Umwelt auf die Realisierung und Entwicklung des Gebäudes. ⑤ Neue Konzepte für Kunst und Raumgestaltung. ⑥ Intelligente Architektur. Maximale Nutzung und Wiederverwertung von Ressourcen.
Intelligente Gebäude werden künftig verstärkt auf die Bedürfnisse des Menschen und die Maximierung des ökologischen Nutzens ausgerichtet sein. Ein gesundes, komfortables, grünes, umweltfreundliches und einfaches Wohnumfeld mit hoher Lebensqualität ist der Wunsch immer mehr Menschen. Dies ist zugleich Grundlage und Ziel der Energieeinsparung in Gebäuden. Die zukünftige Entwicklung intelligenter Gebäude muss folgende Punkte berücksichtigen:
① Warm im Winter und kühl im Sommer, wodurch den Bewohnern ein angenehmes Wohnklima geboten wird.
② Gute Belüftung, frisches und ungehindertes Atmen.
③ Ausreichend Licht, möglichst natürliches Licht, natürliche Beleuchtung, kombiniert mit künstlicher Beleuchtung.
④ Intelligente manuelle Steuerung. Lüftung, Beleuchtung, Heizung, Haushaltsgeräte usw. lassen sich computergesteuert bedienen und entweder nach vordefinierten Programmen oder lokal regeln. So werden die unterschiedlichen Bedürfnisse der Nutzer in verschiedenen Situationen erfüllt, Ressourcen geschont und Abfall reduziert.
6. Optimierung der Anwendungsmöglichkeiten elektronischer Überwachungssysteme in der Zukunft
Als einzigartige Erfindung des Informationszeitalters spielt das elektronische Überwachungssystem eine unersetzliche Rolle in Produktion und Alltag. In den letzten Jahren hat die wirtschaftliche Entwicklung jedoch auch eine Reihe sozialer Probleme mit sich gebracht: Landverluste sind gravierend, die Umweltverschmutzung nimmt zu, Gewaltverbrechen steigen, soziale Regulierungssysteme sind gestört und die natürlichen Selbstreinigungs- und Selbstheilungskräfte schwächen sich ab. Daher wird sich das Energieüberwachungssystem von einfacher Überwachung und Anzeige hin zu einem stärker automatisierten und intelligenten System entwickeln. Es wird die Speicherung großer Datenmengen ermöglichen, Daten schnell und direkt erfassen, analysieren und verarbeiten sowie effektive Handlungsanweisungen geben. Dadurch wird die Problemlösung beschleunigt und präziser. Arbeitskraft und Kosten werden eingespart, und natürliche und soziale Ressourcen werden geschont und effizient genutzt. Gleichzeitig werden weitere neue Funktionen hinzugefügt.
(1) Fortschritt: Die neuesten modernen und zukünftigen Technologien werden voll ausgeschöpft, um die zuverlässigsten wissenschaftlichen und technologischen Errungenschaften zu entwickeln.
(2) Zuverlässigkeit: Ein ausgereifteres Technologieprodukt werden. Sich der gesellschaftlichen Entwicklung anpassen.
(3) Praktikabilität und Komfort: Es ist komfortabel, sicher und langlebig, um den Marktanforderungen und den tatsächlichen Nutzungsbedürfnissen bestmöglich gerecht zu werden.
(4) Skalierbarkeit und Wirtschaftlichkeit: Verbesserte Kompatibilität, kontinuierlich optimiertes Design und gesteigerte Leistung.
(5) Normalisierung und Strukturierung: Aufgrund der realistischen Eigenschaften, dass Marktinformationen selbst nicht dem menschlichen subjektiven Willen unterliegen, sollten elektronische Überwachungssysteme stärker strukturiert, standardisiert und serialisiert werden.
7. Einführung und Auswahl des Acrel-Leistungsüberwachungssystems
7.1 Überblick
Das Acrel IoT-Energieüberwachungssystem wurde von Acrel Electric Co., Ltd. gemäß den Anforderungen an die Automatisierung und den unbemannten Betrieb von Stromversorgungssystemen entwickelt. Es handelt sich um ein hierarchisch verteiltes Überwachungs- und Managementsystem für Umspannwerke mit Spannungen bis 35 kV. Das System basiert auf der Anwendung von Technologien der elektrischen Energieautomatisierung, Computertechnologie und Informationsübertragung. Es ist ein offenes, vernetztes, modulares und konfigurierbares System, das Schutz-, Überwachungs-, Steuerungs- und Kommunikationsfunktionen integriert. Es eignet sich für städtische und ländliche Stromnetze sowie für Umspannwerke von Endverbrauchern mit Spannungen bis 35 kV. Es ermöglicht die Steuerung und das Management der Umspannwerksausrichtung und erfüllt die Anforderungen unbemannter oder teilbemannter Umspannwerke. Es bietet eine zuverlässige Grundlage für den sicheren, stabilen und wirtschaftlichen Betrieb des Umspannwerks.
7.2 Anwendung
(1) Bürogebäude (Geschäftsgebäude, Bürogebäude von Landesbehörden usw.)
(2) Geschäftsgebäude (Einkaufszentren, Gebäude von Finanzinstituten usw.)
(3) Touristische Gebäude (Hotels, Restaurants, Unterhaltungseinrichtungen usw.)
(4) Gebäude für Wissenschaft, Bildung, Kultur und Gesundheit (Kultur-, Bildungs-, Forschungs-, Medizin- und Gesundheitsgebäude, Sportgebäude)
(5) Kommunikationsgebäude (Post und Telekommunikation, Kommunikation, Radio, Fernsehen, Rechenzentren usw.)
(6) Verkehrsgebäude (Flughäfen, Bahnhöfe, Hafenanlagen usw.)
(7) Fabriken, Bergwerke und Betriebsgebäude (Erdöl-, Chemie-, Zement-, Kohle-, Stahlindustrie usw.)
(8) Gebäude mit neuer Energie (Photovoltaik, Windkraft usw.)
7.3 Systemstruktur
Das Acrel IoT-Energieüberwachungssystem verwendet ein hierarchisch verteiltes Design und kann in drei Schichten unterteilt werden: Stationssteuerungs- und Managementschicht, Netzwerkkommunikationsschicht und Feldgeräteschicht. Der Netzwerkmodus kann eine Standardnetzwerkstruktur, eine Glasfaser-Sternnetzwerkstruktur oder eine Glasfaser-Ringnetzwerkstruktur sein. Je nach Stromverbrauch des Benutzers, Verteilung der Stromverbrauchsgeräte und Fläche usw. wird der Netzwerkmodus umfassend berücksichtigt.
7.4 Geräteauswahl
| Anwendung | Aussehen | Typ | Funktion |
| 35 kV |  | AM6-F | Dreistufiger Überstromschutz (mit Richtungs- und kombinierter Schildkrötenspannungsverriegelung), Schutz bei kleinen Strömen durch Erdung, dreiphasige Einmalwiedereinschaltung, Niederfrequenz-Lastabwurf |
| 35 kV (über 2000 kVA), 35-kV-Motor (über 2000 kW) | AM6-D2 | Zwei 8B-Transformatoren/drei Bildtransformatoren, Differenzialschnellabschaltschutz, proportionaler Bremsdifferenzialschutz | |
| AM6-D3 | |||
| AM6-T | Transformator-Backup-Schutzmessung und -steuerung, ausgestattet mit Transformatorschutz | ||
| AM6-FD | Transformatorgebäude, nichtelektrischer Schutz (unabhängig), unabhängiger Betriebskreis | ||
| AM6-MD | Motordifferenzialschutz, umfassender Motorschutz | ||
| 35-kV-PT-Überwachung | AM6-U | PT-Überwachung | |
| 35 kVr | AM6-TR | Dreistufiger Überstrom-, Überlast- und Transformatorausfallschutz | |
| 10-kV/6-kV-Zuleitung |  | AM5-F | Dreistufiger Überstrom-/Nullsequenz-Überstromschutz, Überlastschutz (Alarm/Auslösung), PT-Trennalarm, dreiphasige einmalige Wiedereinschaltung bei niedriger Frequenz, Nachbeschleunigungs-Überstromschutz, Rückstromschutz |
| 10-kV/6-kV-Werkstransformator | AM5-T | Dreistufiger Überstrom-/Nullstromschutz, Überlastschutz (Alarmschalter), Steuerungsfehleralarm, PT-Trennalarm, Schutz vor nichtelektrischen Parametern | |
| 10 kV/6 kV Asynchronmotor | AM5-M | Zweistufiger Überstrom-/Nullsequenz-/Gegensequenz-Überstromschutz, Überlastschutz (Alarmsystem), Unterspannungsschutz, PT-Trennalarm, Blockierschutz, Anlaufzeitbegrenzung, thermischer Überlastschutz | |
| 10-kV/6-kV-Kondensator | AM5-C | Zweistufiger Überstrom-/Nullstromschutz, Überlastschutz (Alarmauslösung), PT-Trennalarm, Überspannungs-/Unterspannungsauslösung, Schutz vor unsymmetrischer Spannung/Stromstärke | |
| 10-kV/6-kV-Sammelschienenkoppler | AM5-B | Bereitschaftsumschaltung der Eingangsleitung/Brückenverbindung, zweistufiger Überstromschutz, PT-Trennalarm | |
| 10-kV/6-kV-PT-Überwachung | AM5-U | Warnung bei niedriger Spannung, Warnung bei PT-Trennung, Warnung bei Überspannung, Warnung bei Nullsequenz-Überspannung | |
| 10 kV/6 kV PT | AM5-BL | Sekundäre Parallel-/Entparallelisierungssteuerung eines Einzelbus-Abschnittssystems | |
| Zentrale Erfassungseinrichtung für drahtlose Temperaturmessung |  | Acrel-2000T/A | Wandmontage Eine Standard-485-Schnittstelle, ein Ethernet-Anschluss Eingebauter Summeralarm Schrankgröße 480*420*200 (Angabe in mm) |
| Anzeigeterminal |  | ATP007/ ATP010 | 24-V-Gleichstromversorgung; unidirektionale RS485-Uplink-Schnittstelle; unidirektionale RS485-Downlink-Schnittstelle; Empfänger: ATC600-C. |
 | ARTM-Pn | Oberflächenrahmen 96*96*17 mm, Tiefe 65 mm; Bohrungsdurchmesser 92*92 mm; Netzteil: AC85-265V oder DC100-300V; Einweg-Uplink-RS485-Schnittstelle, Modbus-Protokoll; Empfangen Sie 60 Stück ATE100M/200/400; passend zu ATC450. | |
| Intelligentes Temperaturmessgerät |  | ARTM-8 | Bohrungsdurchmesser 88*88mm Einbau; Netzteil: AC85-265V oder DC100-300V; Einweg-Uplink-RS485-Schnittstelle, Modbus-Protokoll; Kann an 8-Wege-PT100-Sensoren angeschlossen werden und eignet sich zur Temperaturmessung von elektrischen Kontakten in Niederspannungsschaltanlagen, Transformatorwicklungen, Klickwicklungen usw.; |
 | ARTM-24 | 35-mm-DIN-Schienenmontage; Netzteil: AC85-265V oder DC100-300V; Einweg-Uplink-RS485-Schnittstelle, Modbus-Protokoll; 24 Kanäle mit NTC- oder PT100-Sensoren, 1 Kanal zur Temperatur- und Feuchtigkeitsmessung, 2 Kanäle mit Relais-Alarmausgang, verwendet zur Temperaturmessung von Niederspannungs-Elektrokontakten, Transformatorwicklungen, Schaltwicklungen und anderen Stellen; | |
| Drahtloser Transceiver |  | ATC600 | Der ATC600 ist in zwei Ausführungen erhältlich: Der ATC600-C kann die Daten von 240 ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400 empfangen. ATE100P/ATE200P Sensor. Der ATC600-Z vermittelt transparente Übertragung. |
| Batterietyp: Drahtloser Temperatursensor |  | ATE100M | Batteriebetrieben, Lebensdauer ≥ 5 Jahre; -50 °C bis +125 °C; Genauigkeit ±1 °C; 470 MHz, Reichweite 150 Meter; 32,4 × 32,4 × 16 mm (Länge × Breite × Höhe) |
 | ATE200 | Batteriebetrieben, Lebensdauer ≥ 5 Jahre; -50°C~+125°C; Genauigkeit ±1°C; 470 MHz, Reichweite 150 Meter; 35*35*17 mm, L=330 mm (Länge*Breite*Höhe, dreifarbiges Armband). | |
 | ATE200P | Batteriebetrieben, Lebensdauer ≥ 5 Jahre; -50°C~+125°C; Genauigkeit ±1°C; 470MHz, Reichweite 150 Meter, Schutzart IP68; 35*35*17mm, L=330mm (Länge*Breite*Höhe, dreifarbiges Armband). | |
| Drahtlos-Temperatursensor mit Stromaufnahme (CT) |  | ATE400 | Stromwandler-Induktionsnetzteil, Anlaufstrom ≥5A; -50℃~+125℃; Genauigkeit ±1℃; 470MHz, Reichweite 150 Meter; festes Legierungsblech, Netzteil; dreifarbiges Gehäuse; 25,82 x 20,42 x 12,8 mm (Länge x Breite x Höhe). |
8. Schlussfolgerung
Elektronische Überwachungssysteme sind ein Produkt des Informationszeitalters. Sie spiegeln das unermüdliche Streben der Menschen nach Lebensqualität und vereinfachten Arbeitsabläufen im Zeitalter einer hocheffizienten Wirtschaft wider. Ihre breite Anwendung in intelligenten Gebäuden fördert die Intelligenz und Einfachheit des menschlichen Lebens und verdeutlicht das soziale, wissenschaftliche, technologische und wirtschaftliche Interesse am Wohl der Menschen. Die praktische Anwendung im Alltag lässt die Menschen ihre Sicherheit, Zuverlässigkeit und hohe Effizienz schätzen. Man kann sagen, dass elektronische Überwachungssysteme jeden Lebensbereich bereichern. Die Abhängigkeit von elektronischen Systemen nimmt stetig zu.
Referenzen:
[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2022.05
Veröffentlichungsdatum: 02. Mai 2025