淺析高層智能小區(qū)供配電及電力監(jiān)控系統(tǒng)

程瑜

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要：高層智能建筑是現(xiàn)代各種技術(shù)的結(jié)晶，它一定會(huì)變成建筑方式發(fā)展的必然趨勢(shì)。供配電系統(tǒng)是整個(gè)建筑的基礎(chǔ)，它的正常運(yùn)行是其他子體系平常運(yùn)行的保障。所以，設(shè)計(jì)人員一定要依據(jù)高層住宅的特征而且聯(lián)合當(dāng)?shù)?a target="_blank">供電系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)狀況，就高層智能住宅樓中存在的相關(guān)問題，建造一種技術(shù)優(yōu)良、可靠、經(jīng)濟(jì)適當(dāng)?shù)墓┡潆娤到y(tǒng)，確保高層住宅樓可以滿足住戶對(duì)用電設(shè)施的需求。

關(guān)鍵詞：高層智能建筑；供配電；電力監(jiān)控系統(tǒng)

1. 引言

隨著國內(nèi)科技水平的接連發(fā)展以及進(jìn)步，國內(nèi)生產(chǎn)力也在接連提高，與此同時(shí)，要滿足居民以及企業(yè)用電低成本、效率高的需求，以之前的供配電設(shè)計(jì)是清楚不能達(dá)到社會(huì)對(duì)于電力需求的水平。供配電設(shè)備監(jiān)測(cè)體系是對(duì)供配電系統(tǒng)、變電配電設(shè)備、應(yīng)急電源設(shè)備、直流電源設(shè)備、大容量不停電電源設(shè)備實(shí)施監(jiān)視、測(cè)量、記錄。

1. 高層智能小區(qū)各子系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

2.1通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

通信網(wǎng)絡(luò)體系關(guān)鍵作用為高層智能建筑提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，讓生活在高層智能建筑的人能享受到網(wǎng)絡(luò)帶來的方便。社會(huì)的快速發(fā)展以及IT產(chǎn)業(yè)的迅速崛起讓網(wǎng)絡(luò)變成人們認(rèn)識(shí)社會(huì)、了解世界的關(guān)鍵途徑，通信網(wǎng)絡(luò)完成了人們“秀才不出門，盡知天下事”的愿望以及需求，在人們的生活以及工作中通信網(wǎng)絡(luò)的作用愈來愈不能取代，作為前沿建筑形式的高層智能建筑，一定要具備這種體系。通信網(wǎng)絡(luò)體系包含計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、圖形化監(jiān)控軟件、實(shí)事關(guān)系數(shù)據(jù)庫和電話網(wǎng)以及電視網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)。

2.2辦公自動(dòng)化體系

辦公自動(dòng)化體系的作用是運(yùn)用信息資源提升辦公人員工作的效率性以及敏捷性，而且?guī)椭?、輔助決策機(jī)構(gòu)做決議計(jì)劃，讓決議計(jì)劃更科學(xué)。打印機(jī)、電話機(jī)以及傳真機(jī)等是辦公自動(dòng)化體系關(guān)鍵的硬件結(jié)構(gòu)部分。

2.3建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)

建筑設(shè)備自動(dòng)化體系關(guān)鍵包含供配電監(jiān)控體系、給排水監(jiān)控體系等某些關(guān)鍵能源體系地監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過對(duì)建筑內(nèi)各用電設(shè)備的監(jiān)測(cè)來確保各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行。建筑設(shè)備自動(dòng)化體系的中心是完成管控一體化，經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)分別對(duì)建筑每一個(gè)部分實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，隨時(shí)注意各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并對(duì)突發(fā)狀況采取某些措施。

1. 高層智能小區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為380/220V的供電電壓，通常接地使用TN-S體系，當(dāng)某樓為單獨(dú)建筑物，電源由別的建筑物引來時(shí)，接地使用TN-C-S體系。低壓配電使用樹干式以及放射式混合配電，地下室負(fù)荷比較大，從低壓配電房使用放射式配電，使用樹干式配電的是從低壓配電房到地上每一層配電箱，使用放射式配電的是從層間配電箱到負(fù)荷；使用封閉式母線槽的是大容量干線，使用銅芯塑料電纜的是小容量干線；垂直局部沿電纜井敷設(shè)，水平局部使用金屬橋架或金屬線槽敷設(shè)，支干線和支線使用阻燃或難燃塑料絕緣導(dǎo)線，放射式使用阻燃或難燃銅芯電纜。通常動(dòng)力、照明從低壓配電柜平常電源母線段供電，使用雙回路供電的是火災(zāi)應(yīng)急照明、消防電梯、消防水泵、防排煙風(fēng)機(jī)和消防中心等一級(jí)負(fù)荷，并在線路末端配電箱處自動(dòng)切換，一回路引自應(yīng)急電源母線段，另一回路引自正常電源母線段，雙回路電源切換柜為自投自復(fù)，設(shè)電氣以及機(jī)械聯(lián)鎖。

1. 高層智能建筑的保護(hù)接地系統(tǒng)、等電 位聯(lián)結(jié)、接地保護(hù)的設(shè)計(jì)

4.1高層智能建筑如果是城市公用變壓器供電

低壓配電體系保護(hù)接地方式要使用TT接地體系，而且設(shè)專用保護(hù)線。如果是住宅小區(qū)或單位內(nèi)變壓器供電，低壓配電體系保護(hù)接地方式要使用TN-S形式。

4.2等電位聯(lián)結(jié)是讓電氣裝置各外露能導(dǎo)電部分以及裝置外能導(dǎo)電局部電位幾乎一樣的一種電氣聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)的功能，在于把接觸電壓降低，以保證人員無憂。依照GB50054-2010《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，使用接地故障保護(hù)時(shí)，在建筑物內(nèi)要作總等電位聯(lián)結(jié)。而當(dāng)電氣裝置或某一局部的接地故障保護(hù)不可以滿足規(guī)定需求時(shí)，尚要在部分區(qū)域內(nèi)做部分等電位聯(lián)結(jié)。所以高層建筑住宅中的浴室、衛(wèi)生間、廚房等要做部分等電位聯(lián)結(jié)。

4.3接地保護(hù)

運(yùn)用基本地梁作為接地裝置建筑物地基的方式能分為無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)、擴(kuò)展基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、筏形、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和復(fù)合地基。建筑物基礎(chǔ)埋深一般由基礎(chǔ)本身高度、地面下預(yù)埋管線高度和防凍防腐蝕深度等原因確定，通常都大于1 5cm。在某些砌體構(gòu)造中，因?yàn)閴ο聴l形基礎(chǔ)建筑防水需求，基礎(chǔ)圈梁一般安置于標(biāo)高-15cm處，以取代防潮層，所以不可以作為接地置。而柱下條形基礎(chǔ)和筏形、箱形基本在基礎(chǔ)底面設(shè)有肋梁，柱下單獨(dú)基礎(chǔ)和每一種類別的樁基礎(chǔ)都設(shè)有基礎(chǔ)拉梁或承臺(tái)梁，以上都能滿足作為基礎(chǔ)接地體裝置的需求。

1. 電子監(jiān)控體系在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

5.1系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)造方面

一是現(xiàn)場(chǎng)層的關(guān)鍵目的就是對(duì)運(yùn)行中的配電體系每一類運(yùn)行參數(shù)做好測(cè)量以及采集，同時(shí)把得到的數(shù)據(jù)信息輸送到監(jiān)控體系。因此，能夠經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)總線把每一項(xiàng)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)及時(shí)輸送到中間層來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，而且經(jīng)過電力監(jiān)控體系來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)操作。二就是主控層，通常情況下，電力監(jiān)控體系主控層常常處于中控室或者是值班室，同時(shí)還需要配備計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等高性能設(shè)備。因此，有關(guān)的電力監(jiān)控軟件在主控計(jì)算機(jī)上安裝，同時(shí)依據(jù)安裝軟件執(zhí)行人機(jī)界面和每一種管理作用，從而實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)箱式配電體系實(shí)施監(jiān)控。

5.2網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計(jì)

由于電力監(jiān)控體系幾乎都憑借于現(xiàn)場(chǎng)的總線技術(shù)，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)逐一控制管理的。在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行經(jīng)過中，也能夠把其掛接到總線上，運(yùn)用智能設(shè)備連接方成網(wǎng)絡(luò)體系。這樣，容易簡(jiǎn)便的組網(wǎng)方案不但本錢比較低，還能夠有效處理輸送現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備所得到的數(shù)據(jù)信息。進(jìn)而能夠正確及時(shí)傳達(dá)有關(guān)操作命令，保證有效完成電力體系的監(jiān)控功能。

(1)針對(duì)分散型的大體系，由于電力監(jiān)控體系現(xiàn)場(chǎng)的智能監(jiān)控設(shè)備許多，常常分布比較散。在實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí)，要把現(xiàn)場(chǎng)總線上都接入現(xiàn)場(chǎng)智能監(jiān)控設(shè)備，再把監(jiān)控體系每一條總線分別接入網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。

(2)針對(duì)比較為集中的小體系，和那些設(shè)計(jì)分散的大體系的配置形式不一樣，因?yàn)樗默F(xiàn)場(chǎng)智能監(jiān)控設(shè)備相對(duì)少但是是集中分布的，這樣就確定了在設(shè)計(jì)小體系時(shí)要把所有智能設(shè)備連接于一條總線上，再經(jīng)過接口轉(zhuǎn)換器直接和監(jiān)控主機(jī)實(shí)施數(shù)據(jù)交換。

(3)針對(duì)有幾個(gè)子變電站的大型體系，由于電力監(jiān)控體系比較復(fù)雜，因此，在對(duì)其實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí)，要重視把系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高。所以，能夠在每個(gè)子站都配置一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，確保供配電體系中每一項(xiàng)信號(hào)數(shù)據(jù)都完整。同時(shí)，這主機(jī)還對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能監(jiān)控設(shè)備實(shí)施管理維護(hù)和對(duì)站內(nèi)的數(shù)據(jù)實(shí)施運(yùn)算處理，這時(shí)只要把一些必要的信息輸送給遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心主機(jī)，監(jiān)控中心主機(jī)再依據(jù)反饋的信息實(shí)施相關(guān)的授權(quán)操作，這樣，電力監(jiān)控體系效率以及可靠性將會(huì)大大提高了，并保證供配電的質(zhì)量。

1. 安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型

6.1概述

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無人值守的要求，針對(duì)35kV及以下電壓等級(jí)研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級(jí)的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

6.2應(yīng)用場(chǎng)所

辦公建筑（商務(wù)辦公、國家機(jī)關(guān)辦公建筑等）

商業(yè)建筑（商場(chǎng)、金融機(jī)構(gòu)建筑等）

交通運(yùn)輸建筑（機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭建筑等）

廠礦企業(yè)建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）

新能源建筑（光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等）

6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計(jì)，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。

6.4設(shè)備選型

1. 結(jié)束語

作為智能建筑中的動(dòng)力體系的供配電系統(tǒng)，可以維持智能建筑穩(wěn)固的運(yùn)行，可以為人們的生活供給很大的方便。在對(duì)高層智能建筑供配電體系實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí)，其負(fù)荷容量計(jì)算是不是正確，供電電源選取和變配電所布置是不是合適，供配電體系是不是經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行是不是可以保持穩(wěn)定、可靠等方面，將確定其結(jié)果的優(yōu)劣。

參考文獻(xiàn)

1. 陳斌.高層智能小區(qū)供配電及電力監(jiān)控系統(tǒng).[J]
2. 王娜，沈國民.智能建筑概論[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2010,(12).
3. 安科瑞電力監(jiān)控與保護(hù)類產(chǎn)品選型手冊(cè),2022.07.
4. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2022.05.

作者簡(jiǎn)介：

周莉娜，女，現(xiàn)任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置和電力監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。

手機(jī):18795652344（微信同號(hào));QQ：2881299349;郵箱:zhoulina@email.acrel.cn