淺析高層智能小區(qū)供配電及電力監(jiān)控系統(tǒng)

摘要：高層智能建筑是各種現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)晶，必將成為建筑模式發(fā)展的必然趨勢。供配電系統(tǒng)是整個建筑的基礎(chǔ)，其正常運行是其他子系統(tǒng)正常運行的保證。因此，設(shè)計人員必須根據(jù)高層住宅的特點，結(jié)合當?shù)毓╇娤到y(tǒng)的實際情況，建立技術(shù)優(yōu)良、可靠、經(jīng)濟、適當?shù)墓┡潆娤到y(tǒng)，確保高層住宅能夠滿足用電設(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)科技水平的不斷發(fā)展和進步，國內(nèi)生產(chǎn)力也在不斷提高。同時，為了滿足低成本、高效率的居民和企業(yè)的需求，以往的供配電設(shè)計明顯不能滿足社會對電力的需求。供配電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)是對供配電系統(tǒng)、變電配電設(shè)備、應(yīng)急電源設(shè)備、DC電源設(shè)備和大容量連續(xù)電源設(shè)備進行監(jiān)測、測量和記錄。

2高層智能社區(qū)各子系統(tǒng)簡介

2.1通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵作用是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中的人們享受到網(wǎng)絡(luò)帶來的便利。隨著社會的快速發(fā)展和IT產(chǎn)業(yè)的快速崛起，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們了解社會和世界的關(guān)鍵途徑。通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成了人們“學者不出門，了解世界"的愿望和需求。通信網(wǎng)絡(luò)在人們的生活和工作中的作用越來越不可替代。作為一種jian端的建筑形式，高層智能建筑必須有這個系統(tǒng)。通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括計算機局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、圖形監(jiān)控軟件、實際關(guān)系數(shù)據(jù)庫、電話網(wǎng)、電視網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)。

2.2辦公自動化系統(tǒng)

辦公自動化系統(tǒng)的作用是利用信息資源提高辦公人員的效率和敏捷性，幫助和協(xié)助決策機構(gòu)制定決策計劃，使決策計劃更加科學。打印機、電話和chuan真機是辦公自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵硬件結(jié)構(gòu)部分。

2.3建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)

建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵是供配電監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)等一些關(guān)鍵能源系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，通過對建筑內(nèi)各種電氣設(shè)備的監(jiān)控，保證各種設(shè)備的運行。建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的中心是完成控制一體化，通過通信網(wǎng)絡(luò)對建筑各部分進行遠程監(jiān)控，隨時關(guān)注各子系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對突發(fā)事件采取一些措施。

3高層智能社區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計

TN-S系統(tǒng)通常用于接地380/220V的供電電壓。當一棟樓是單獨的建筑，電源是由其他建筑引起的時候，TN-S系統(tǒng)用于接地-C-S體系。低壓配電采用樹干式和放射式混合配電，地下室負荷較大。低壓配電室采用放射式配電，樹干式配電從低壓配電室到地面各層配電箱，放射式配電從層間配電箱到負荷；大容量干線采用封閉母線槽，小容量干線采用銅芯塑料電纜；垂直局部沿電纜井敷設(shè)，水平局部采用金屬橋架或金屬線槽敷設(shè)，支線和支線采用阻燃或不燃塑料絕緣導(dǎo)線，放射式采用阻燃或不燃銅芯電纜。通常，電源和照明由低壓配電柜的普通電源母線段供電。雙回路供電為火災(zāi)應(yīng)急照明、消防電梯、消防泵、防排煙風機、消防中心等一級負荷，線路末端配電箱自動切換。一個電路引自應(yīng)急電源母線段，另一個電路引自正常電源母線段。雙回路電源開關(guān)柜自投自復(fù)，設(shè)置電氣和機械聯(lián)鎖。

4高層智能建筑保護接地系統(tǒng)、等電位連接、接地保護設(shè)計

4.1高層智能建筑為城市公用變壓器供電

低壓配電系統(tǒng)保護接地方式采用TT接地系統(tǒng)，并設(shè)置專用保護線。住宅區(qū)或單位變壓器供電的，低壓配電系統(tǒng)保護接地方式采用TN-S形式。

4.2等電位連接是一種電氣連接，使電氣裝置的外露能導(dǎo)電部分和外能導(dǎo)電部分的電位幾乎相同

等電位連接的功能是降低接觸電壓，以確保人員無憂無慮。根據(jù)GB50054-2010年《低壓配電設(shè)計規(guī)范》，使用接地故障保護時，建筑物應(yīng)進行總等電位連接。當電氣設(shè)備或部分接地故障保護不能滿足規(guī)定要求時，部分區(qū)域應(yīng)進行部分等電位連接。因此，高層建筑中的浴室、衛(wèi)生間、廚房等應(yīng)進行部分等電位連接。

4.3接地保護

基礎(chǔ)梁作為接地裝置，可分為無筋擴展基礎(chǔ)、擴展基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和復(fù)合基礎(chǔ)。建筑基礎(chǔ)埋深一般由基礎(chǔ)本身高度、地下預(yù)埋管道高度和防凍防腐深度決定，一般大于15cm。在一些砌體結(jié)構(gòu)中，由于墻下條形基礎(chǔ)設(shè)施的防水需求，基礎(chǔ)環(huán)梁一般放置在標高-15cm處，以取代防潮層，因此不能作為接地位置。柱下條形基礎(chǔ)、筏形、箱形基本上在基礎(chǔ)底面設(shè)有肋梁，柱下單獨基礎(chǔ)和各類樁基礎(chǔ)設(shè)有基礎(chǔ)拉梁或承臺梁，可滿足基礎(chǔ)接地裝置的需要。

5電子監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用

5.1系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)

首先，現(xiàn)場層的關(guān)鍵目的是測量和收集運行中配電系統(tǒng)的各種運行參數(shù)，并將獲得的數(shù)據(jù)信息輸送到監(jiān)控系統(tǒng)。因此，每個檢驗數(shù)據(jù)可以通過現(xiàn)場總線及時傳輸?shù)街虚g層，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，并通過電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)相應(yīng)的操作。二是主控層，通常電力監(jiān)控系統(tǒng)主控層通常位于中控室或值班室，還需要配備計算機、打印機等高性能設(shè)備。因此，相關(guān)電力監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上，并根據(jù)安裝軟件執(zhí)行人機界面和各種管理功能，實時監(jiān)控整個箱式配電系統(tǒng)。

5.2網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計

由于幾乎所有的電力監(jiān)控系統(tǒng)都依賴于現(xiàn)場的總線技術(shù)，并實現(xiàn)了對電網(wǎng)的逐一控制和管理。在實際操作過程中，也可以將其連接到總線上，并使用智能設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。這樣，簡單的網(wǎng)絡(luò)方案不僅成本相對較低，而且可以有效地處理輸送現(xiàn)場設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)信息。然后能夠正確及時地傳達相關(guān)的操作命令，以確保電力系統(tǒng)的監(jiān)控功能的有效完成。

（1）對于分散的大型系統(tǒng)，由于電力監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備較多，往往分布相對分散。在實施設(shè)計時，將現(xiàn)場總線連接到現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備，然后將監(jiān)控系統(tǒng)的每條總線連接到網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)設(shè)計。

（2）對于相對集中的小系統(tǒng)，不同于設(shè)計分散的大系統(tǒng)配置形式，因為其現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備相對較少，但集中分布，確定所有智能設(shè)備在設(shè)計小系統(tǒng)時連接到總線，然后通過接口轉(zhuǎn)換器直接與監(jiān)控主機進行數(shù)據(jù)交換。

（3）對于幾個子變電站的大型系統(tǒng)，由于電力監(jiān)控系統(tǒng)比較復(fù)雜，在實施設(shè)計時應(yīng)注意提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，每個子站都可以配備一個監(jiān)控主機，以確保供配電系統(tǒng)中的每個信號數(shù)據(jù)都是完整的。同時，主機還對現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備進行管理和維護，對站內(nèi)數(shù)據(jù)進行計算處理。此時，只要將一些必要的信息傳輸給遠程監(jiān)控中心主機，監(jiān)控中心主機就可以根據(jù)反饋信息進行相關(guān)授權(quán)操作，大大提高電力監(jiān)控系統(tǒng)的效率和可靠性，保證供配電質(zhì)量。

6安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹及選型

6.1概述

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化和無人值守要求，為35kV及以下電壓等級開發(fā)的分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，應(yīng)用于電力自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護、監(jiān)控、控制、通信等多功能于一體。適用于35kV及以下電壓等級的城市網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)變電站和用戶變電站，可實現(xiàn)變電站方向的控制和管理，滿足變電站無人值守或少人值守的需要，為變電站的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的保障。

6.2應(yīng)用場所

辦公樓（商務(wù)辦公、國家機關(guān)辦公樓等）

商業(yè)建筑（商場、金融機構(gòu)建筑等）

交通建筑(機場、車站、碼頭建筑等))

建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）

新能源建筑（光伏、風能等）

6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層。網(wǎng)絡(luò)組裝方式可為標準網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和光纖環(huán)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信息，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)組裝方式。

6.4設(shè)備選型

結(jié)束語

供配電系統(tǒng)作為智能建筑中的動力系統(tǒng)，可以保持智能建筑的穩(wěn)定運行，為人們的生活提供極大的便利。在設(shè)計高層智能建筑供配電系統(tǒng)時，負荷容量計算是否正確，供電選擇和配電布局是否合適，供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟，運行是否穩(wěn)定可靠，將確定其結(jié)果的質(zhì)量。

參考文獻

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安科瑞電力監(jiān)控與保護類產(chǎn)品選型手冊,2022.07.

安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊，2022.05.