淺析高層智能小區(qū)供配電及電力監(jiān)控系統(tǒng)

摘要：高層智能建筑是現(xiàn)代各種技術(shù)的結(jié)晶，它一定會變成建筑方式發(fā)展的必然趨勢。供配電系統(tǒng)是整個建筑的基礎(chǔ)，它的正常運行是其他子體系平常運行的保障。所以，設(shè)計人員一定要依據(jù)高層住宅的特征而且聯(lián)合當(dāng)?shù)毓╇娤到y(tǒng)的現(xiàn)實狀況，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)濟適當(dāng)?shù)墓┡潆娤到y(tǒng)，確保高層住宅樓可以滿足住戶對用電設(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)展以及進步，國內(nèi)生產(chǎn)力也在接連提高，與此同時，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)計是清楚不能達到社會對于電力需求的水平。供配電設(shè)備監(jiān)測體系是對供配電系統(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)備實施監(jiān)視、測量、記錄。

1. 高層智能小區(qū)各子系統(tǒng)的簡介

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)識社會、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)體系包含計算機局域網(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辦公自動化體系

辦公自動化體系的作用是運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⑤o助決策機構(gòu)做決議計劃，讓決議計劃更科學(xué)。打印機、電話機等是辦公自動化體系關(guān)鍵的硬件結(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)過對建筑內(nèi)各用電設(shè)備的監(jiān)測來確保各個設(shè)備的運行。建筑設(shè)備自動化體系的中心是完成管控一體化，經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)分別對建筑每一個部分實施遠(yuǎn)程監(jiān)控，隨時注意各子系統(tǒng)的運行狀態(tài)并對突發(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

為380/220V的供電電壓，通常接地使用TN-S體系，當(dāng)某樓為單獨建筑物，電源由別的建筑物引來時，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)機和消防中心等一級負(fù)荷，并在線路末端配電箱處自動切換，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)電氣以及機械聯(lián)鎖。

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

4.1高層智能建筑如果是城市公用變壓器供電

低壓配電體系保護接地方式要使用TT接地體系，而且設(shè)專用保護線。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)計規(guī)范》規(guī)定，使用接地故障保護時，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不可以滿足規(guī)定需求時，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

運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展基礎(chǔ)、擴展基礎(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，因為墻下條形基礎(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)計中的應(yīng)用

5.1系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)造方面

一是現(xiàn)場層的關(guān)鍵目的就是對運行中的配電體系每一類運行參數(shù)做好測量以及采集，同時把得到的數(shù)據(jù)信息輸送到監(jiān)控體系。因此，能夠經(jīng)過現(xiàn)場總線把每一項檢驗數(shù)據(jù)及時輸送到中間層來實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，而且經(jīng)過電力監(jiān)控體系來實現(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，同時還需要配備計算機、打印機等高性能設(shè)備。因此，有關(guān)的電力監(jiān)控軟件在主控計算機上安裝，同時依據(jù)安裝軟件執(zhí)行人機界面和每一種管理作用，從而實時對整個箱式配電體系實施監(jiān)控。

5.2網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計

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

(1)針對分散型的大體系，由于電力監(jiān)控體系現(xiàn)場的智能監(jiān)控設(shè)備許多，常常分布比較散。在實施設(shè)計時，要把現(xiàn)場總線上都接入現(xiàn)場智能監(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)來實現(xiàn)設(shè)計。

(2)針對比較為集中的小體系，和那些設(shè)計分散的大體系的配置形式不一樣，因為它的現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備相對少但是是集中分布的，這樣就確定了在設(shè)計小體系時要把所有智能設(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)控主機實施數(shù)據(jù)交換。

(3)針對有幾個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，在對其實施設(shè)計時，要重視把系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高。所以，能夠在每個子站都配置一臺監(jiān)控主機，確保供配電體系中每一項信號數(shù)據(jù)都完整。同時，這主機還對現(xiàn)場智能監(jiān)控設(shè)備實施管理維護和對站內(nèi)的數(shù)據(jù)實施運算處理，這時只要把一些必要的信息輸送給遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心主機，監(jiān)控中心主機再依據(jù)反饋的信息實施相關(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)自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(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)用電力自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護、監(jiān)測、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及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實現(xiàn)對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)濟運行提供了堅實的保障。

6.2應(yīng)用場所

辦公建筑（商務(wù)辦公、國家機關(guān)辦公建筑等）

商業(yè)建筑（商場、金融機構(gòu)建筑等）

交通運輸建筑（機場、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，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，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力體系的供配電系統(tǒng)，可以維持智能建筑穩(wěn)固的運行，可以為人們的生活供給很大的方便。在對高層智能建筑供配電體系實施設(shè)計時，其負(fù)荷容量計算是不是正確，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，運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

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)控與保護類產(chǎn)品選型手冊,2022.07.

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

應(yīng)用場合

型號

保護功能

系統(tǒng)解決方案

10kV

分配電所

進饋線/廠用變

PT監(jiān)測

AM4-I

AM4-U

三段式定時限過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、零序過壓保護、非電量保

護、低電壓保護、過電壓保護、過負(fù)荷保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波

低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告