机电井能耗监测

一、方案介绍

本方案针对农业灌溉机电井管理中存在的能耗不明、运行不可控、水电分离、计量不清等问题，通过部署电参仪、水表、智能采控终端（RTU）与远程监控平台，实现对机电井运行状态、用电量、取水量、设备故障等信息的实时监测、数据采集与能效评估，为水价改革、定额灌溉、运行监管等提供技术支持。

二、监测目标

实时监测机电井用电量、取水量、电压电流等运行数据

实现远程控制机井启停（选配）

提供能效分析，评估单位水量能耗

支持异常报警、运行记录、数据报表导出

为水电双计、水权计量、水价核算等管理目标提供数据基础

三、需求分析

问题点 解决方案目标

能耗不可见 实时采集三相电流、电压、有功电能

水电不匹配 联动监测水表与电表，实现用水与用电的绑定对比

缺乏监管数据 自动上报数据，支持断电/空载报警与统计查询

人工抄表繁重 4G自动上传，平台统一管理，支持按户分账计量

四、监测方法

使用三相智能电表或电参仪，记录电压、电流、有功功率、用电量

配套IC卡水表/光电直读水表，实时记录取水量

接入RTU远程终端，采集数据后通过4G上传至平台

选配远程启停控制模块，支持小程序或网页远程启停

远程平台实现数据展示、趋势图、报表输出与告警分析

五、应用原理结构（文字简述）

感知层：电表、水表、门控传感器、状态检测模块

采控层：RTU终端+4G通信模块

执行层（可选）：远程启停继电器/智能接触器

平台层：手机APP/网页端，数据存储、展示、分析

联动逻辑：水泵运行→电能增加→水量上升，系统检测关联关系

六、功能特点

实时采集电压、电流、功率、用电量、水量等参数

支持多种水表（脉冲、水量、水电双控）接入

超限报警（异常能耗、空载、过载）自动上报

远程启停控制、智能阈值管理

自动生成日报、周报、月报

一机一档，支持机井电子档案管理（井号、位置、产权）

支持IC卡预付费、扫码支付、手机APP控制（可选）

七、硬件清单

序号 设备名称 功能说明

1 三相智能电表 监测机电井用电量、电压、电流

2 脉冲水表/IC卡水表 精确计量井水取水量

3 机井智能采控终端（RTU） 数据采集、4G上传、控制执行

4 远程启停执行器（可选） 通过手机APP或网页控制水泵启停

5 电源/太阳能供电系统 为RTU系统供电，适用于无市电场景

6 后台平台/小程序 查看数据、导出报表、异常报警、档案管理

八、硬件参数表

设备 参数说明

三相电表 电压测量范围 AC 0~500V，精度±1%，RS485输出

电参仪（替代） 可选电压、电流、有功功率、频率等，0.5S级精度

水表 口径DN20~DN100，误差≤±2%，输出脉冲或RS485

RTU采控终端 支持Modbus协议，4G全网通，断电存储、自动重连

控制模块 支持250V以内负载开关控制，延时启动保护

九、方案实现流程

机井选型登记：对管理区域内机电井建档建号

现场安装部署：电表、水表、RTU终端安装接线

平台配置接入：绑定设备编号、用户信息与参数预设

数据上报测试：检查数据实时上传与平台显示情况

运行联调上线：启停测试、异常报警试验与用户培训

十、数据分析与统计

电水比分析（用水电耗比） = 用电量 / 取水量

运行时长分析：记录水泵运行时长与频次

异常检测：判断空转、水泵堵转、漏电情况

平台图表展示：日用水电趋势图、累计量柱状图等

生成用水用电日报、月报、用户账单、节能评估报告

十一、预警决策

空载预警：检测电压正常但无流量，提示无效运行

过载报警：电流超过设定值报警，防止烧泵

长时间运行报警：连续运行超设定时间上报管理方

能耗异常分析：水电比异常波动提示潜在故障

支持微信、短信、平台推送多种告警方式

十二、方案优势

电量+水量双监测，解决水电分离难题

数据上云，平台统一管理，便于监管考核

智能启停控制，节省能源与人力

预警及时，延长设备寿命、降低运维成本

数据支撑水价改革、水权交易、水泵补贴审核

十三、应用领域

农业灌溉机井、水源井用电监控

水资源统一调度、水价测算、水权监管

水利节能项目、电泵运行效率分析

地下水取水监控、水务远程管理系统

节水灌区智能化建设、物联网机井监管工程

十四、效益分析

类型 具体效益

节能效益 降低空转与无效用电损耗，延长设备寿命，节约运行成本

管理效益 远程集中管理，减少现场人工巡检与抄表工作

政策支撑 为水电同价、水权交易、水价分档提供准确数据依据

社会效益 推动农业灌溉节水、节能，实现绿色低碳发展目标

十五、适用规范

《农田水利设施信息化管理技术规程》（SL/T 797-2020）

《灌区信息化建设技术规范》SL563-2020

《用电信息采集系统通信协议》DL/T 698-2021

《地下水取水口监测与管理技术规范》GB/T 34075-2017

十六、案例分享

案例：山东某县智能机电井能耗监管项目

2023年部署机电井能耗采控终端300余套，实现电量、水量、运行时长的全流程监管。系统与县级水利局管理平台对接，实现取水行为精细监管。通过能耗分析发现20%井存在空转问题，整改后年节电约30万度，为水价改革奠定基础。