淺析高層智能小區供配電及電力監控系統

摘要：高層智能建筑是現代各種技術(shù)的結晶，它一定會(huì )變成建筑方式發(fā)展的必然趨勢。供配電系統是整個(gè)建筑的基礎，它的正常運行是其他子體系平常運行的保障。所以，設計人員一定要依據高層住宅的特征而且聯(lián)合當地供電系統的現實(shí)狀況，就高層智能住宅樓中存在的相關(guān)問(wèn)題，建造一種技術(shù)優(yōu)良、可靠、經(jīng)濟適當的供配電系統，確保高層住宅樓可以滿(mǎn)足住戶(hù)對用電設施的需求。

關(guān)鍵詞：高層智能建筑；供配電；電力監控系統

1. 引言

隨著(zhù)國內科技水平的接連發(fā)展以及進(jìn)步，國內生產(chǎn)力也在接連提高，與此同時(shí)，要滿(mǎn)足居民以及企業(yè)用電低成本、效率高的需求，以之前的供配電設計是清楚不能達到社會(huì )對于電力需求的水平。供配電設備監測體系是對供配電系統、變電配電設備、應急電源設備、直流電源設備、大容量不停電電源設備實(shí)施監視、測量、記錄。

1. 高層智能小區各子系統的簡(jiǎn)介

2.1通信網(wǎng)絡(luò )系統

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(lái)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 )變成人們認識社會(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(mén)，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(lái)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)、衛星通信網(wǎng)、圖形化監控軟件、實(shí)事關(guān)系數據庫和電話(huà)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)化體系的作用是運用信息資源提升辦公人員工作的效率性以及敏捷性，而且幫助、輔助決策機構做決議計劃，讓決議計劃更科學(xué)。打印機、電話(huà)機等是辦公自動(dòng)化體系關(guān)鍵的硬件結構部分。

2.3建筑設備自動(dòng)化系統

建筑設備自動(dòng)化體系關(guān)鍵包含供配電監控體系、給排水監控體系等某些關(guān)鍵能源體系地監控系統，經(jīng)過(guò)對建筑內各用電設備的監測來(lái)確保各個(gè)設備的運行。建筑設備自動(dòng)化體系的中心是完成管控一體化，經(jīng)過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )分別對建筑每一個(gè)部分實(shí)施遠程監控，隨時(shí)注意各子系統的運行狀態(tài)并對突發(fā)狀況采取某些措施。

1. 高層智能小區配電系統設計

為380/220V的供電電壓，通常接地使用TN-S體系，當某樓為單獨建筑物，電源由別的建筑物引來(lái)時(shí)，接地使用TN-C-S體系。低壓配電使用樹(shù)干式以及放射式混合配電，地下室負荷比較大，從低壓配電房使用放射式配電，使用樹(shù)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荷；使用封閉式母線(xiàn)槽的是大容量干線(xiàn)，使用銅芯塑料電纜的是小容量干線(xiàn)；垂直局部沿電纜井敷設，水平局部使用金屬橋架或金屬線(xiàn)槽敷設，支干線(xiàn)和支線(xiàn)使用阻燃或難燃塑料絕緣導線(xiàn)，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(xiàn)段供電，使用雙回路供電的是火災應急照明、消防電梯、消防水泵、防排煙風(fēng)機和消防中心等一級負荷，并在線(xiàn)路末端配電箱處自動(dòng)切換，一回路引自應急電源母線(xiàn)段，另一回路引自正常電源母線(xiàn)段，雙回路電源切換柜為自投自復，設電氣以及機械聯(lián)鎖。

1. 高層智能建筑的保護接地系統、等電 位聯(lián)結、接地保護的設計

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，而且設專(zhuān)用保護線(xiàn)。如果是住宅小區或單位內變壓器供電，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)結是讓電氣裝置各外露能導電部分以及裝置外能導電局部電位幾乎一樣的一種電氣聯(lián)結

等電位聯(lián)結的功能，在于把接觸電壓降低，以保證人員無(wú)憂(yōu)。依照GB50054-2010《低壓配電設計規范》規定，使用接地故障保護時(shí)，在建筑物內要作總等電位聯(lián)結。而當電氣裝置或某一局部的接地故障保護不可以滿(mǎn)足規定需求時(shí)，尚要在部分區域內做部分等電位聯(lián)結。所以高層建筑住宅中的浴室、衛生間、廚房等要做部分等電位聯(lián)結。

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(wú)筋擴展基礎、擴展基礎、柱下條形基礎、筏形、箱形基礎、樁基礎和復合地基。建筑物基礎埋深一般由基礎本身高度、地面下預埋管線(xiàn)高度和防凍防腐蝕深度等原因確定，通常都大于1 5cm。在某些砌體構造中，因為墻下條形基礎建筑防水需求，基礎圈梁一般安置于標高-15cm處，以取代防潮層，所以不可以作為接地置。而柱下條形基礎和筏形、箱形基本在基礎底面設有肋梁，柱下單獨基礎和每一種類(lèi)別的樁基礎都設有基礎拉梁或承臺梁，以上都能滿(mǎn)足作為基礎接地體裝置的需求。

1. 電子監控體系在供配電設計中的應用

5.1系統拓撲構造方面

一是現場(chǎng)層的關(guān)鍵目的就是對運行中的配電體系每一類(lèi)運行參數做好測量以及采集，同時(shí)把得到的數據信息輸送到監控體系。因此，能夠經(jīng)過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)把每一項檢驗數據及時(shí)輸送到中間層來(lái)實(shí)現數據處理，而且經(jīng)過(guò)電力監控體系來(lái)實(shí)現相應操作。二就是主控層，通常情況下，電力監控體系主控層常常處于中控室或者是值班室，同時(shí)還需要配備計算機、打印機等高性能設備。因此，有關(guān)的電力監控軟件在主控計算機上安裝，同時(shí)依據安裝軟件執行人機界面和每一種管理作用，從而實(shí)時(shí)對整個(gè)箱式配電體系實(shí)施監控。

5.2網(wǎng)絡(luò )方案的設計

由于電力監控體系幾乎都憑借于現場(chǎng)的總線(xiàn)技術(shù)，同時(shí)對電網(wǎng)實(shí)現逐一控制管理的。在現實(shí)運行經(jīng)過(guò)中，也能夠把其掛接到總線(xiàn)上，運用智能設備連接方成網(wǎng)絡(luò )體系。這樣，容易簡(jiǎn)便的組網(wǎng)方案不但本錢(qián)比較低，還能夠有效處理輸送現場(chǎng)的設備所得到的數據信息。進(jìn)而能夠正確及時(shí)傳達有關(guān)操作命令，保證有效完成電力體系的監控功能。

(1)針對分散型的大體系，由于電力監控體系現場(chǎng)的智能監控設備許多，常常分布比較散。在實(shí)施設計時(shí)，要把現場(chǎng)總線(xiàn)上都接入現場(chǎng)智能監控設備，再把監控體系每一條總線(xiàn)分別接入網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現設計。

(2)針對比較為集中的小體系，和那些設計分散的大體系的配置形式不一樣，因為它的現場(chǎng)智能監控設備相對少但是是集中分布的，這樣就確定了在設計小體系時(shí)要把所有智能設備連接于一條總線(xiàn)上，再經(jīng)過(guò)接口轉換器直接和監控主機實(shí)施數據交換。

(3)針對有幾個(gè)子變電站的大型體系，由于電力監控體系比較復雜，因此，在對其實(shí)施設計時(shí)，要重視把系統的穩定性提高。所以，能夠在每個(gè)子站都配置一臺監控主機，確保供配電體系中每一項信號數據都完整。同時(shí)，這主機還對現場(chǎng)智能監控設備實(shí)施管理維護和對站內的數據實(shí)施運算處理，這時(shí)只要把一些必要的信息輸送給遠方的監控中心主機，監控中心主機再依據反饋的信息實(shí)施相關(guān)的授權操作，這樣，電力監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. 安科瑞電力監控系統產(chǎn)品介紹與選型

6.1概述

Acrel-2000Z電力監控系統是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統自動(dòng)化及無(wú)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控管理系統。該系統是應用電力自動(dòng)化技術(shù)、計算機技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護、監測、控制、通信等多功能于一體的開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò )化、單元化、組態(tài)化的系統，適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農網(wǎng)變電站和用戶(hù)變電站，可實(shí)現對變電站方位的控制和管理，滿(mǎn)足變電站無(wú)人或少人值守的需求，為變電站安全、穩定、經(jīng)濟運行提供了堅實(shí)的保障。

6.2應用場(chǎng)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(chǎng)、金融機構建筑等）

交通運輸建筑（機場(chǎng)、車(chē)站、碼頭建筑等）

廠(chǎng)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系統結構

Acrel-2000Z電力監控系統釆用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通信層和現場(chǎng)設備層，組網(wǎng)方式可為標準網(wǎng)絡(luò )結構、光纖星型網(wǎng)絡(luò )結構、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )結構，根據用戶(hù)用電規模、用電設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設備選型

1. 結束語(yǔ)

作為智能建筑中的動(dòng)力體系的供配電系統，可以維持智能建筑穩固的運行，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(shí)施設計時(shí)，其負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定、可靠等方面，將確定其結果的優(yōu)劣。

參考文獻

1. 陳斌.高層智能小區供配電及電力監控系統.[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. 安科瑞電力監控與保護類(lèi)產(chǎn)品選型手冊,2022.07.

4. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2022.05.