Riassunto: Negli ultimi decenni, l'economia moderna cinese ha continuato a svilupparsi e anche la tecnologia informatica, l'informatica e altri settori correlati hanno compiuto rapidi progressi. Con l'aumento delle esigenze di gestione intelligente e risparmio energetico degli edifici commerciali, residenziali e pubblici, i sistemi di monitoraggio dell'energia hanno iniziato a penetrare gradualmente nella vita quotidiana delle persone e a svolgere un ruolo insostituibile. L'ottimizzazione del contesto economico ha generalmente aumentato la domanda di affidabilità, sicurezza, comfort ed efficienza degli uffici e degli ambienti abitativi. Gli edifici intelligenti sono emersi in base alle esigenze dei tempi, raggiungendo con successo la perfetta combinazione di qualità della vita e servizi di informazione e diventando il settore edile del XXI secolo. Gli edifici intelligenti non sono solo l'incarnazione della forza nazionale e del livello tecnologico del Paese, ma riflettono anche l'attenzione dello sviluppo sociale per la natura umana.
Parole chiave: monitoraggio dell'energia elettrica, intelligence, sistema di monitoraggio
1. Caratteristiche degli edifici intelligenti
Gli edifici intelligenti sono realizzazioni moderne che coniugano paesaggi culturali con la natura ecologica. L'obiettivo è offrire alle persone un ambiente di vita sicuro, affidabile, confortevole e naturale, nonché uno stile di vita attivo e sano. Integrano la comunicazione dati, la comunicazione vocale e la comunicazione multimediale dell'intero edificio o dell'intera comunità per formare una rete di comunicazione con un'ampia gamma di contenuti. Un metodo di comunicazione così moderno soddisfa efficacemente le esigenze di lavoro efficienti e frenetiche della moderna società dell'informazione. Un sistema di monitoraggio elettronico fornisce una piattaforma di sistema intelligente per il monitoraggio e la gestione unificati della distribuzione di energia ad alta e bassa tensione, dello scambio di informazioni e della condivisione delle risorse all'interno dell'edificio.
2. Panoramica del sistema di monitoraggio dell'alimentazione
Il sistema di monitoraggio dell'alimentazione utilizza moderne tecnologie di rete e di videoconferenza per monitorare i parametri operativi, le registrazioni degli eventi, le registrazioni delle onde e altri dati del sistema elettrico. Allo stesso tempo, i dati vengono trasmessi costantemente al computer di monitoraggio dell'alimentazione e vengono implementati comandi di controllo remoto, in modo che i responsabili operativi possano comprendere appieno lo stato operativo del sistema elettrico tramite il centro di monitoraggio. Pertanto, la posizione e la causa del guasto possono essere valutate con precisione e rapidità, il processo di lavoro è semplificato e il personale può fornire un metodo mirato per risolvere il problema.
3. Applicazione del sistema di monitoraggio dell'alimentazione negli edifici intelligenti
I sistemi di monitoraggio dell'alimentazione sono ampiamente utilizzati negli edifici intelligenti. L'energia solare, le serre solari, la tecnologia di climatizzazione con pompa di calore ad anello d'acqua e la tecnologia delle pompe di calore geotermiche sono tutte loro manifestazioni. L'apparecchiatura secondaria nella sala di distribuzione dell'alimentazione (dispositivo automatico di sicurezza, strumento di misura tradizionale, controllo operativo, sistema di segnalazione) è un sistema di monitoraggio dell'alimentazione che comprende illuminazione, distribuzione dell'alimentazione, riscaldamento, comunicazione, allarme e altri aspetti, ampiamente utilizzato negli edifici intelligenti. I sistemi correlati comunicano con dispositivi intelligenti, inclusi sistemi di automazione delle apparecchiature edilizie, sistemi di rete di comunicazione, sistemi di automazione d'ufficio e sistemi automatici di allarme antincendio, per garantire la comunicazione reciproca e la condivisione delle informazioni tra i sistemi di automazione. Vantaggi offerti dai sistemi di monitoraggio elettronico:
I pannelli solari nella veranda raccolgono ampiamente il calore e lo trasmettono al sistema di visualizzazione automatico. Allo stesso tempo, il sistema di generazione automatica di energia trasmette l'elettricità generata in ogni angolo della casa attraverso la conversione energetica. Utilizzare efficacemente le risorse rinnovabili, ridurre i costi, ridurre i guasti e massimizzare i benefici delle risorse efficienti; le serre solari riducono al minimo gli svantaggi delle piante influenzate dalle stagioni e la fotosintesi più efficiente ottimizza al massimo i frutti. Sistematizzazione, tutela ambientale, standardizzazione ed efficienza sono condizioni necessarie per un futuro sviluppo economico circolare e sostenibile e sono diventate l'unica scelta per promuovere lo sviluppo economico nell'era dell'informazione.
4. Il ruolo del sistema di monitoraggio dell'alimentazione negli edifici intelligenti
Grazie allo sviluppo di nuove tecnologie di sistema come la tecnologia di rete, la tecnologia video, la tecnologia delle comunicazioni e la distribuzione intelligente dell'energia, nonché all'applicazione di sistemi di monitoraggio dell'energia negli edifici intelligenti, il futuro dell'edificio intelligente si sta evolvendo verso l'intensificazione, la sistematizzazione e la standardizzazione. Uno stile di vita affidabile, sicuro, comodo e semplice consente alle persone di godere di un livello di vita più ecologico.
Il valore generato dal sistema di monitoraggio dell'energia negli edifici intelligenti:
Secondo i dati dell'indagine: ogni anno, i sistemi di monitoraggio elettronico in varie aziende, istituzioni e luoghi pubblici spendono enormi quantità di denaro per manutenzione e configurazione. Inoltre, si verificano notevoli perdite di energia, che non solo causano uno spreco di risorse, ma incidono anche sulla normale vita dei residenti. Ecco due esempi:
Caso 1:Di recente, si è verificato un guasto transitorio molto grave all'interno di un'importante apparecchiatura di una nota azienda produttrice di computer. Tuttavia, la situazione è rapidamente tornata alla normalità. Senza un sistema di monitoraggio, questo guasto non poteva essere rilevato. Si tratta di una potenziale minaccia terribile, poiché il sistema di monitoraggio elettronico installato ha rilevato il guasto in tempo e ha acquisito e registrato la forma d'onda del guasto transitorio. Queste informazioni hanno fatto risparmiare all'azienda DELL 25.000 yuan in costi di manutenzione delle apparecchiature.
Caso 2:Nel febbraio 2013, il morsetto di piombo dalla linea n. 1 a Jingzao di una sottostazione da 220 kV di una centrale termoelettrica si è rotto. Quando il filo di piombo è caduto, ha toccato la sbarra n. 2, causando la perdita di tensione dell'intera stazione e l'interruzione della linea di Jingzao. La linea è saltata, causando l'arresto della sottostazione di Zaoshan della Hubei Jingmen Power Supply Company e di cinque sottostazioni da 110 kV. L'incidente ha causato una perdita di carico di 90.000 kW, pari al 10,8% del carico totale della città di Jingmen, e ha interessato 63.000 utenti, pari al 6,7% degli utenti della città. Ha causato perdite ingenti.
Per risolvere questo problema, l'applicazione di edifici intelligenti sta portando gli edifici intelligenti a svilupparsi verso l'intensificazione, la sistematizzazione e la standardizzazione. L'applicazione di sistemi di monitoraggio elettronico riduce gli sprechi di energia e il consumo di energia; sfrutta in modo razionale ed efficace i massimi vantaggi delle apparecchiature, riduce gli acquisti non necessari, evita lo spreco di risorse e consente un notevole risparmio economico; i potenziali guasti vengono individuati in tempo, riducendo i costi di manutenzione delle apparecchiature, non solo prolungandone la durata utile, ma anche massimizzando l'utilizzo delle risorse; migliora l'efficienza della gestione operativa e riduce il carico di lavoro del personale addetto al funzionamento e alla manutenzione. Allo stesso tempo, migliora anche la stabilità e l'affidabilità dell'alimentazione, riduce i tempi di interruzione di corrente, riduce gli incendi, evita incidenti e garantisce la sicurezza della vita delle persone e delle proprietà. Gli utenti possono anche godere di una vita più intelligente, ecologica e rispettosa dell'ambiente.
5. Analisi del risparmio energetico e dell'ottimizzazione delle prospettive degli edifici intelligenti
Gli edifici intelligenti sono diventati la norma nel settore edile del XXI secolo. Con lo sviluppo dell'economia e i requisiti teorici dello sviluppo sostenibile, il risparmio energetico degli edifici intelligenti deve seguire un modello economico efficiente di basso consumo energetico, basso input e alto output. L'economia circolare non deve limitarsi alle aziende innovative a risparmio energetico che padroneggiano le tecnologie più recenti, ma deve anche penetrare in ogni aspetto della vita. La caratteristica principale degli edifici intelligenti è l'efficienza delle risorse. Costruire edifici più confortevoli e più in linea con i requisiti moderni significa anche considerare il risparmio energetico come punto di partenza e obiettivo per risparmiare sulle spese elevate. La progettazione di edifici sostenibili con il minor consumo energetico e costi di esercizio generalmente include le seguenti misure tecniche: 1. Risparmio energetico. 2. Riduzione dello sfruttamento di risorse limitate e aumento dello sviluppo di fonti rinnovabili e nuove energie. 3. Umanizzazione dell'ambiente interno e della qualità. 4. Minimizzazione dell'impatto del sito e dell'ambiente sulla realizzazione e lo sviluppo dell'edificio. 5. Nuove proposte per l'arte e lo spazio. 6. Intelligente. Realizzare il massimo utilizzo e riciclo delle risorse.
In futuro, gli edifici intelligenti presteranno maggiore attenzione allo sviluppo della natura umana e alla massimizzazione dei benefici ambientali. Creare un ambiente di vita sano, confortevole, ecologico, semplice e pratico, e una qualità della vita moderna è il desiderio comune di sempre più persone. È anche la base e l'obiettivo del risparmio energetico negli edifici. Il futuro sviluppo degli edifici intelligenti deve raggiungere i seguenti obiettivi:
①Caldo d'inverno e fresco d'estate, offre alle persone un ambiente di vita confortevole.
2. Buona ventilazione, respirazione fresca e regolare.
3. Luce sufficiente, cercare di utilizzare la luce naturale, l'illuminazione naturale, combinata con l'illuminazione artificiale.
④Controllo manuale intelligente. Ventilazione, illuminazione, riscaldamento, elettrodomestici, ecc. possono essere tutti controllati da computer, che possono essere gestiti secondo programmi predeterminati o controllati localmente. Soddisfa le diverse esigenze delle persone in diverse situazioni, riciclando le risorse e riducendo gli sprechi.
6. Ottimizzare le prospettive applicative future dei sistemi di monitoraggio elettronico
In quanto invenzione unica dell'era dell'informazione, il sistema di monitoraggio elettronico svolge un ruolo insostituibile nella produzione e nella vita delle persone. Negli ultimi anni, lo sviluppo economico ha portato con sé anche una serie di problemi sociali: la perdita di terreni è grave, l'inquinamento ambientale si sta intensificando, i crimini violenti sono in aumento, i sistemi di regolamentazione sociale sono disordinati e le capacità naturali di autodepurazione e auto-salvataggio si stanno indebolendo. Pertanto, il sistema di monitoraggio dell'energia si evolverà da un semplice monitoraggio e visualizzazione a una direzione più automatizzata e intelligente. Realizzerà un'enorme archiviazione di informazioni, completerà rapidamente e direttamente la raccolta, l'analisi e l'elaborazione dei dati e fornirà istruzioni efficaci. Renderà la risoluzione dei problemi più rapida e accurata. Risparmierà più manodopera e denaro e realizzerà la conservazione e l'uso efficiente delle risorse naturali e sociali. Allo stesso tempo, saranno estese ulteriori nuove funzionalità:
(1) Progresso: sfruttare appieno le più recenti tecnologie moderne e future per sviluppare i risultati scientifici e tecnologici più affidabili.
(2) Affidabilità: diventare un prodotto tecnologico più maturo. Adattarsi allo sviluppo sociale.
(3) Praticità e comodità: è comodo, sicuro e durevole per soddisfare al massimo la domanda del mercato e le effettive esigenze di utilizzo.
(4) Scalabilità ed economicità: compatibilità migliorata, progettazione costantemente ottimizzata e prestazioni migliorate.
(5) Normalizzazione e strutturazione: a causa delle caratteristiche realistiche per cui le informazioni di mercato non sono soggette alla volontà soggettiva umana, i sistemi di monitoraggio elettronico dovrebbero essere più strutturati, standardizzati e serializzati.
7. Introduzione e selezione del prodotto del sistema di monitoraggio dell'alimentazione Acrel
7.1 Panoramica
Il sistema di monitoraggio dell'alimentazione IoT di Acrel Electric Co., Ltd., in base ai requisiti di automazione dei sistemi di alimentazione e di gestione non presidiata, è un insieme di sistemi di monitoraggio e gestione gerarchici e distribuiti per sottostazioni, sviluppati per livelli di tensione pari o inferiori a 35 kV. Il sistema si basa sull'applicazione di tecnologie di automazione dell'energia elettrica, informatiche e di trasmissione delle informazioni. È un sistema aperto, in rete, unitario e configurabile che integra protezione, monitoraggio, controllo, comunicazione e altre funzioni. È adatto per reti elettriche urbane, sottostazioni di reti elettriche rurali e sottostazioni utente con livelli di tensione pari o inferiori a 35 kV. Può realizzare il controllo e la gestione dell'orientamento della sottostazione e soddisfare le esigenze di sottostazioni non presidiate o con un numero ridotto di operatori. Fornisce una solida garanzia per il funzionamento sicuro, stabile ed economico della sottostazione.
7.2 Applicazione
(1)Edificio per uffici (uffici commerciali, edifici per uffici di agenzie statali, ecc.)
(2)Edifici commerciali (centri commerciali, edifici di istituti finanziari, ecc.)
(3)Edifici turistici (alberghi, ristoranti, luoghi di intrattenimento, ecc.)
(4)Edifici per la scienza, l'istruzione, la cultura e la salute (edifici per la cultura, l'istruzione, la ricerca scientifica, la medicina e la salute, gli sport)
(5)Edifici per le comunicazioni (Poste e telecomunicazioni, comunicazioni, radio, televisione, centri dati, ecc.)
(6)Edifici per i trasporti (aeroporti, stazioni, moli, ecc.)
(7)Fabbriche, miniere ed edifici aziendali (petrolio, industria chimica, cemento, carbone, acciaio, ecc.)
(8)Nuovi edifici energetici (generazione di energia fotovoltaica, generazione di energia eolica, ecc.)
7.3 Struttura del sistema
Il sistema di monitoraggio dell'alimentazione Acrel IoT adotta un design distribuito gerarchico e può essere suddiviso in tre livelli: livello di gestione del controllo della stazione, livello di comunicazione di rete e livello delle apparecchiature di campo. La modalità di rete può essere una struttura di rete standard, una struttura di rete a stella in fibra ottica, una struttura di rete ad anello in fibra ottica. In base alla scala di consumo energetico dell'utente, alla distribuzione delle apparecchiature di consumo energetico e alla superficie, ecc., la modalità di rete viene presa in considerazione in modo completo.
7.4 Selezione dell'attrezzatura
| Applicazione | Aspetto | Tipo | Funzione |
| 35KV |  | AM6-F | Protezione da sovracorrente di tipo a tre stadi (con direzione, blocco della tensione a tartaruga composita), protezione da selezione della messa a terra a bassa corrente, richiusura monouso trifase, distacco del carico a bassa frequenza |
| 35 kV (oltre 2000 kVA) ， motore 35 kV (oltre 2000 kW) | AM6-D2 | Due trasformatori 8B/tre trasformatori di immagine protezione differenziale a interruzione rapida, protezione differenziale di frenatura proporzionale | |
| AM6-D3 | |||
| AM6-T | Misurazione e controllo della protezione di backup del trasformatore, dotato di protezione del trasformatore | ||
| AM6-FD | Protezione non elettrica dell'edificio del trasformatore (indipendente), circuito operativo indipendente | ||
| AM6-MD | Protezione differenziale del motore, protezione completa del motore | ||
| Monitoraggio PT da 35 kV | AM6-U | Monitoraggio PT | |
| 35kVr | AM6-TR | Protezione da sovracorrente a tre stadi, protezione da sovraccarico, protezione non elettrica del trasformatore | |
| Alimentatore 10kV/6kV |  | AM5-F | Sovracorrente a tre stadi/sovracorrente a sequenza zero, protezione da sovraccarico (allarme/scatto), allarme di disconnessione PT, richiusura monouso trifase a bassa frequenza, sovracorrente post-accelerazione, protezione da potenza inversa |
| Trasformatore di fabbrica da 10 kV/6 kV | AM5-T | Sovracorrente a tre stadi/sovracorrente a sequenza zero, protezione da sovraccarico (interruttore di allarme), allarme di guasto del controllo, allarme di disconnessione PT, protezione dei parametri non elettrici | |
| Motore asincrono 10kV/6kV | AM5-M | Protezione da sovracorrente a due stadi/sovracorrente a sequenza zero/sovracorrente a sequenza negativa, protezione da sovraccarico (sistema di allarme), protezione da bassa tensione, allarme di disconnessione PT, protezione da stallo, timeout di avviamento, protezione da sovraccarico termico | |
| Condensatore da 10 kV/6 kV | AM5-C | Protezione da sovracorrente a due stadi/sovracorrente a sequenza zero, protezione da sovraccarico (allarme di sgancio), allarme di disconnessione PT, sgancio da sovratensione/sottotensione, protezione da tensione/corrente sbilanciata | |
| Accoppiatore bus 10kV/6kV | AM5-B | Commutazione standby linea in entrata/commutazione standby collegamento bus, protezione da sovracorrente a due stadi, allarme di disconnessione PT | |
| Monitoraggio PT 10KV/6KV | AM5-U | Avviso di bassa tensione, avviso di disconnessione PT, avviso di sovratensione, avviso di sovratensione a sequenza zero | |
| PT 10 kV/6 kV | AM5-BL | Controllo di parallelizzazione/deparallelazione secondaria PT del sistema sezionale a singolo bus | |
| Apparecchiatura di raccolta centralizzata per la misurazione wireless della temperatura |  | Acrel-2000T/A | Montaggio a parete Un'interfaccia standard 485, una porta Ethernet Allarme acustico incorporato Dimensioni del mobile 480*420*200 (unità mm) |
| Terminale di visualizzazione |  | ATP007/ ATP010 | Alimentazione DC24V; interfaccia RS485 uplink unidirezionale; interfaccia RS485 downlink unidirezionale; Ricevitore: ATC600-C. |
 | ARTM-Pn | Telaio di superficie 96*96*17mm, profondità 65mm; diametro del foro 92*92mm; Alimentazione AC85-265V o DC100-300V; Interfaccia RS485 uplink unidirezionale, protocollo Modbus; Ricevi 60 pezzi ATE100M/200/400; corrispondano ad ATC450. | |
| Strumento intelligente per il controllo della temperatura |  | ARTM-8 | Diametro del foro 88*88mm installazione incorporata; Alimentazione AC85-265V o DC100-300V; Interfaccia RS485 uplink unidirezionale, protocollo Modbus; Può essere collegato a sensori PT100 a 8 vie, adatti per la misurazione della temperatura dei contatti elettrici degli interruttori di bassa tensione, degli avvolgimenti dei trasformatori, degli avvolgimenti a scatto, ecc.; |
 | ARTM-24 | Installazione su guida DIN da 35 mm; Alimentazione AC85-265V o DC100-300V; Interfaccia RS485 uplink unidirezionale, protocollo Modbus; 24 canali NTC o PT100, 1 canale di misurazione della temperatura e dell'umidità, 2 canali di uscita di allarme relè, utilizzati per la misurazione della temperatura di contatti elettrici a bassa tensione, avvolgimenti di trasformatori, avvolgimenti a scatto e altri luoghi; | |
| Ricetrasmettitore wireless |  | ATC600 | ATC600 ha due specifiche: ATC600-C può ricevere i dati di 240 pezzi ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ Sensore ATE100P/ATE200P. ATC600-Z trasmette in modo trasparente. |
| Tipo di batteria Sensore di temperatura wireless |  | ATE100M | Alimentato a batteria, durata ≥ 5 anni; -50°C~+125°C; precisione ±1°C; 470 MHz, distanza di apertura 150 metri; 32,4*32,4*16 mm (lunghezza*larghezza*altezza) |
 | ATE200 | Alimentato a batteria, durata ≥ 5 anni; -50°C~+125°C; precisione ±1°C; 470 MHz, distanza di apertura 150 metri; 35*35*17 mm, L=330 mm (lunghezza*larghezza*altezza, cinturino a tre colori). | |
 | ATE200P | Alimentato a batteria, durata ≥ 5 anni; -50°C~+125°C; precisione ±1°C; 470 MHz, distanza di apertura 150 metri, classe di protezione IP68; 35*35*17 mm, L=330 mm (lunghezza*larghezza*altezza, cinturino a tre colori). | |
| Sensore di temperatura wireless per la presa di corrente CT |  | ATE400 | Alimentatore a induzione CT, corrente di avviamento ≥5A; -50℃~+125℃; precisione ±1℃; 470MHz, distanza aperta 150 metri; lamiera di lega fissa, alimentatore; guscio a tre colori; 25,82*20,42*12,8 mm (lunghezza*larghezza*altezza). |
8. Conclusion
I sistemi di monitoraggio elettronico sono un prodotto dell'era dell'informazione. Riflettono la ricerca incessante e la speranza degli esseri umani per una migliore qualità della vita e procedure di lavoro semplificate nell'era di un'economia ad alta efficienza. La loro ampia applicazione negli edifici intelligenti promuove l'intelligenza e la semplicità della vita delle persone e riflette l'attenzione dello sviluppo sociale, scientifico, tecnologico ed economico per le persone; la loro incarnazione nella vita fa sì che le persone ne apprezzino la sicurezza, l'affidabilità e l'elevata efficienza. Si può affermare che il sistema di monitoraggio elettronico apporti benefici a ogni aspetto della vita. La dipendenza dai sistemi elettronici è in aumento di giorno in giorno.
Riferimenti:
[1] Manuale di progettazione e applicazione della microrete Acrel Enterprise. Versione 2022.05
Data di pubblicazione: 02-05-2025