1、1l供配电监控系统供配电监控系统2供配电监控系统供配电监控系统 l由发电厂、电力网（输电、变电、配电）和用户组成的同由发电厂、电力网（输电、变电、配电）和用户组成的同一整体称为一整体称为电力系统电力系统,目的是将发电厂的电力供给用户使目的是将发电厂的电力供给用户使用。电力系统常称为用。电力系统常称为输配电系统输配电系统或或供配电系统供配电系统。l大厦的供配电系统主要由以下设备组成：大厦的供配电系统主要由以下设备组成：高压配电柜高压配电柜低压配电柜低压配电柜电力变压器电力变压器空调动力配电柜空调动力配电柜应急发电机应急发电机直流操作柜直流操作柜l大中型楼宇供电电压一般采用大中型楼宇供电电压一般采
2、用10kV10kV，有时也可采用，有时也可采用35kV35kV，两路高压供电，两路电源互为备用，当工作电源失电后，两路高压供电，两路电源互为备用，当工作电源失电后，备用电源自动投入运行，确保大厦的正常供电。当两路电备用电源自动投入运行，确保大厦的正常供电。当两路电源均失电的情况下，备用发电机组自动投入，向大厦负荷源均失电的情况下，备用发电机组自动投入，向大厦负荷供电。供电。3供配电监控系统供配电监控系统电压等级和负荷等级电压等级和负荷等级我国电力网的电压等级主要有我国电力网的电压等级主要有0.220.22、0.380.38、3 3、6 6、1010、3535、110110、220kV220kV
3、共共8 8级。级。电力网上用电设备所消耗的功率称为用户的用电负荷或电电力网上用电设备所消耗的功率称为用户的用电负荷或电力负荷。用户供电的可靠性程度用负荷等级来区分，它是力负荷。用户供电的可靠性程度用负荷等级来区分，它是由用电负荷的性质来决定的。由用电负荷的性质来决定的。用电负荷等级划分为用电负荷等级划分为3 3类：一级负荷、二级负荷、三级负类：一级负荷、二级负荷、三级负荷。见下表：荷。见下表：一级负荷一级负荷（保安型负荷）（保安型负荷）二级负荷二级负荷（保障型）（保障型）三级负荷三级负荷（一般型）（一般型）中断供电将造成人员伤亡者；中断供电将造成人员伤亡者；中断供电将造成重大政治影响者；中断供
4、电将造成重大政治影响者；中断供电将造成重大经济损失者；中断供电将造成重大经济损失者；中断供电将造成公共场所的秩序严中断供电将造成公共场所的秩序严重混乱者重混乱者中断供电将造成较大政治影响者；中断供电将造成较大政治影响者；中断供电将造成较大经济损失者；中断供电将造成较大经济损失者；中断供电将造成公共场所的秩序混乱者中断供电将造成公共场所的秩序混乱者凡不属一级和二凡不属一级和二级负荷者级负荷者4供配电监控系统供配电监控系统 楼宇负荷分布及变压器配置楼宇负荷分布及变压器配置l高层建筑的用电负荷分为空调、动力、电热、照明等。高层建筑的用电负荷分为空调、动力、电热、照明等。对于全空调的商业性楼宇，空调负
5、荷约对于全空调的商业性楼宇，空调负荷约占占40405050。冷热源设备一般放在大楼的地下室、首层或下部。冷热源设备一般放在大楼的地下室、首层或下部。动力负荷指电梯、水泵、排烟风机等。水泵也放在下部。动力负荷指电梯、水泵、排烟风机等。水泵也放在下部。l负荷大部分集中在下部，变压器设置在楼宇底部。负荷大部分集中在下部，变压器设置在楼宇底部。l4040层以上的高层建筑，电梯设备（顶部）较多，通常设有层以上的高层建筑，电梯设备（顶部）较多，通常设有分区电梯和中间泵站，变压器按上下层或上中下层分别配分区电梯和中间泵站，变压器按上下层或上中下层分别配置。供电变压器的供电范围为置。供电变压器的供电范围为15
6、152020层。层。l单台变压器容量都大于单台变压器容量都大于1000kV1000kVA A。变压器深入负荷中心，。变压器深入负荷中心，为防火灾，宜采用干式变压器和真空断路器。为防火灾，宜采用干式变压器和真空断路器。l变电所应尽量设在负荷中心，以便于配电，节省导线，利变电所应尽量设在负荷中心，以便于配电，节省导线，利于施工。于施工。5供配电监控系统供配电监控系统供配电方案供配电方案l供电系统的主结线供电系统的主结线电力的输送与分配，必须由母线、开关、配电线路、变压电力的输送与分配，必须由母线、开关、配电线路、变压器等组成一定的供电电路，这个电路就是供电系统的一次器等组成一定的供电电路，这个电路
7、就是供电系统的一次结线，即主结线。结线，即主结线。智能楼宇由于功能上的需要，一般都采用双电源进线，即智能楼宇由于功能上的需要，一般都采用双电源进线，即要求有两个独立电源，常用的高压供电方案如下要求有两个独立电源，常用的高压供电方案如下6供配电监控系统供配电监控系统供配电方案供配电方案l我国供电系统的主结线我国供电系统的主结线2 2路路10KV10KV独立电源供电独立电源供电变压器低压侧采用单母线分段方案变压器低压侧采用单母线分段方案广州东方宾馆、白云宾馆广州东方宾馆、白云宾馆 高供低备高供低备双电源主结线方案双电源主结线方案高备低供主结线方案高备低供主结线方案7供配电监控系统供配电监控系统供配
8、电方案供配电方案l低压配电方案低压配电方案低压配电指低压干线的配线方式，即从变电所低压配电屏低压配电指低压干线的配线方式，即从变电所低压配电屏分路开关至各大型用电设备或楼层配电盘的线路。分路开关至各大型用电设备或楼层配电盘的线路。低压配电结线方案低压配电结线方案8l低压配电方案低压配电方案放射式：一独立负荷或一集中负荷均由一单独的配电线路供放射式：一独立负荷或一集中负荷均由一单独的配电线路供电电u适用场所：供电可靠性要求高；单台设备容量较大；容量比较适用场所：供电可靠性要求高；单台设备容量较大；容量比较集中集中u如：大型消防水泵，生活水泵，中央空调的冷冻机组如：大型消防水泵，生活水泵，中央空调
9、的冷冻机组树干式：一独立负荷或集中负荷按其所处位置依次连接到某树干式：一独立负荷或集中负荷按其所处位置依次连接到某一条配电干线上。适用于用电设备比较均匀，容量不大，且一条配电干线上。适用于用电设备比较均匀，容量不大，且无特殊要求的场合无特殊要求的场合混合式：放射式与组合式的结合混合式：放射式与组合式的结合智能楼宇低压配电一般采用放射式，楼层配电则为混合式智能楼宇低压配电一般采用放射式，楼层配电则为混合式供配电监控系统供配电监控系统供配电方案供配电方案9l由监控系统对供配电设备的运行状况进行监测，并对各参量进由监控系统对供配电设备的运行状况进行监测，并对各参量进行测量，如电压、电流、频率、有功功
10、率、功率因数、用电量、行测量，如电压、电流、频率、有功功率、功率因数、用电量、开关运行状态、变压器油温等。开关运行状态、变压器油温等。l管理中心根据测量所得数据进行统计、分析，以查找供电异常管理中心根据测量所得数据进行统计、分析，以查找供电异常情况、预告维护保养，并进行用电负荷控制及自动计费管理。情况、预告维护保养，并进行用电负荷控制及自动计费管理。l电网供电状况随时受到监视，一旦发生电网断电，控制系统作电网供电状况随时受到监视，一旦发生电网断电，控制系统作出相应控制措施，应急发电机自动投入，确保消防、安保、电出相应控制措施，应急发电机自动投入，确保消防、安保、电梯及各通道应急照明用电，非必要
11、用电负荷可暂时不供电。梯及各通道应急照明用电，非必要用电负荷可暂时不供电。l监测内容有：各自动开关、断路器状态监测；三相电压、电流监测内容有：各自动开关、断路器状态监测；三相电压、电流检测；有功、无功功率及功率因数检测；电网频率、谐波检测；检测；有功、无功功率及功率因数检测；电网频率、谐波检测；变压器温度检测及故障状态报警；用电量变压器温度检测及故障状态报警；用电量(kwh)(kwh)检测。检测。供配电监控系统供配电监控系统供配电系统监测供配电系统监测10高压交流电压与电流的测量高压交流电压与电流的测量供配电监控系统供配电监控系统供配电系统监测供配电系统监测 高、低压端交流电压与电流自动检测高
12、、低压端交流电压与电流自动检测11功率的测量功率的测量直流电压与电流的测量直流电压与电流的测量供配电监控系统供配电监控系统供配电系统监测供配电系统监测12l监控装置根据检测到的现场信号或上级计算机发出监控装置根据检测到的现场信号或上级计算机发出的控制命令产生开关量输出信号，通过接口单元驱的控制命令产生开关量输出信号，通过接口单元驱动某个断路器或开关设备的操作机构来实现供配电动某个断路器或开关设备的操作机构来实现供配电回路的接通或分断。通常应包括：回路的接通或分断。通常应包括：高、低压断路器，开关设备按顺序自动接通、分断；高、低压断路器，开关设备按顺序自动接通、分断；高、低压母线联络断路器，按需
13、要自动接通、分断；高、低压母线联络断路器，按需要自动接通、分断；备用柴油发电机组及其配电瓶，开关设备按顺序自动合闸，备用柴油发电机组及其配电瓶，开关设备按顺序自动合闸，转换为正常供配电方式；转换为正常供配电方式；大型动力设备，定时启动、停止及顺序控制；大型动力设备，定时启动、停止及顺序控制；蓄电池设备，按需要自动投入及切断；蓄电池设备，按需要自动投入及切断；火灾时，切断相关区域的非消防电源。火灾时，切断相关区域的非消防电源。供配电监控系统供配电监控系统控制内容控制内容13l供配电系统除了实现上述保证安全、正常供配电的供配电系统除了实现上述保证安全、正常供配电的控制外，还能根据监控装置中计算机软
14、件设定的功控制外，还能根据监控装置中计算机软件设定的功能，以节约电能为目标，对系统中的电力设备进行能，以节约电能为目标，对系统中的电力设备进行管理，主要包括：管理，主要包括：变压器运行台数的控制；变压器运行台数的控制；合约用电量经济值监控；合约用电量经济值监控；功率因数补偿控制及停电复电的节能控制。功率因数补偿控制及停电复电的节能控制。l供配电监控系统的监控点设置供配电监控系统的监控点设置供配电监控系统供配电监控系统控制内容控制内容14 某某实际高低配电回路监控系统原理图实际高低配电回路监控系统原理图供配电监控系统供配电监控系统15供配电监控系统供配电监控系统16l供电品质的指标通常是供电品质
15、的指标通常是电压电压、频率频率和和波形波形。l电压质量包括：电压的电压质量包括：电压的偏移偏移，电压的，电压的波动波动和电压的和电压的三相不平衡三相不平衡。频率频率 我国电力工频为我国电力工频为50Hz50Hz，国家规定电力系统对用户的供，国家规定电力系统对用户的供电频率偏差范围为电频率偏差范围为0.5%0.5%。对于频率的检测一般。对于频率的检测一般低压侧低压侧测量，测量，当出现偏差超过规定范围，应报警，必要时应切断市电供电，当出现偏差超过规定范围，应报警，必要时应切断市电供电，改用备用电源或应急发电机供电。改用备用电源或应急发电机供电。电压偏移电压偏移 电压低于额定值往往发生在高峰负荷时长
16、线路的电压低于额定值往往发生在高峰负荷时长线路的末端，电压高于额定值往往发生在低负荷时线路的始端。电末端，电压高于额定值往往发生在低负荷时线路的始端。电压过高或过低，则应报警，同时采用系统或局部调压及保护压过高或过低，则应报警，同时采用系统或局部调压及保护措施，一般在措施，一般在高压侧高压侧进行。重要负荷宜设置进行。重要负荷宜设置调压或稳压器调压或稳压器。供配电监控系统供配电监控系统供电品质监测及改善供电品质监测及改善17电压波动及谐波电压波动及谐波 电压时高时低和电力系统的高次谐波电压时高时低和电力系统的高次谐波对电气设备的运行是有害的。照明和电子设备对电压波对电气设备的运行是有害的。照明和
17、电子设备对电压波动比较敏感，而谐波不仅严重影响电气设备的安全正常动比较敏感，而谐波不仅严重影响电气设备的安全正常运行，而且对通信系统和计算机系统也有较大影响。运行，而且对通信系统和计算机系统也有较大影响。由于传统的无源滤波器存在着一些难以克服的缺点，由于传统的无源滤波器存在着一些难以克服的缺点，目前都采用有源电力滤波器目前都采用有源电力滤波器(APF)(APF)。有源电力滤波器原理有源电力滤波器原理供配电监控系统供配电监控系统供电品质监测及改善供电品质监测及改善18电压的不平衡度电压的不平衡度 三相四线制系统中单相负荷不三相四线制系统中单相负荷不平衡，进而三相电压不平衡。平衡，进而三相电压不平
18、衡。电压的不平衡度可以通过测量三个相电压及三个相电流电压的不平衡度可以通过测量三个相电压及三个相电流的数据，再经相互比较其差值来检测。差值越大则不平的数据，再经相互比较其差值来检测。差值越大则不平衡度越大。衡度越大。当不平衡电压加于三相电机时，电机中的负序电流增加，当不平衡电压加于三相电机时，电机中的负序电流增加，增加了转子内的热损失。增加了转子内的热损失。在设计中应尽量使单相负荷平衡地分配在三相中，对相在设计中应尽量使单相负荷平衡地分配在三相中，对相电压不平衡敏感的负荷（如计算机）应采用分开回路的电压不平衡敏感的负荷（如计算机）应采用分开回路的措施，同时监测系统应予报警。措施，同时监测系统应
19、予报警。供配电监控系统供配电监控系统供电品质监测及改善供电品质监测及改善19供配电监控系统供配电监控系统应急电源系统应急电源系统l国家标准国家标准高层民用建筑设计防火规范高层民用建筑设计防火规范GH50045-95GH50045-95严格严格规定：规定：“一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中特别障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。”l设计自备发电机时，要考虑设计自备发电机时，要考虑机组容量的选
20、择机组容量的选择：按自备发电机的计算负荷选择，同时：按自备发电机的计算负荷选择，同时用大功率电动机的启动来检验。初步设计取变压器总装用大功率电动机的启动来检验。初步设计取变压器总装机容量的机容量的10%10%20%20%。机组选择机组选择：自启动装置，外形尺寸，自启动方式，冷却：自启动装置，外形尺寸，自启动方式，冷却方式，发电机形式等。方式，发电机形式等。供电系统设计供电系统设计20l在计算自备发电机容量时，可将在计算自备发电机容量时，可将智能建筑用电负荷分为三类智能建筑用电负荷分为三类:保安型负荷保安型负荷保证大楼人身安全及大楼内智能设备安全，可靠运行保证大楼人身安全及大楼内智能设备安全，可
21、靠运行的负荷，有消防水泵、消防电梯、防排烟设备、应急照明及楼宇计的负荷，有消防水泵、消防电梯、防排烟设备、应急照明及楼宇计算机监控系统设备、通信系统设备、业务用计算机及相关设备等。算机监控系统设备、通信系统设备、业务用计算机及相关设备等。保障型负荷保障型负荷保障大楼运行的基本设备负荷，有工作区照明、部分保障大楼运行的基本设备负荷，有工作区照明、部分电梯和通道照明等。电梯和通道照明等。一般负荷一般负荷除上述的负荷，如空调、水泵、洗衣房及一般照明等。除上述的负荷，如空调、水泵、洗衣房及一般照明等。l其中第一类负荷必须考虑在内，第二类负荷是否考虑应视城其中第一类负荷必须考虑在内，第二类负荷是否考虑应
22、视城市电网情况及大楼功能而定。市电网情况及大楼功能而定。l若将保安型负荷和部分保障型负荷相叠加来选择发电机容量，若将保安型负荷和部分保障型负荷相叠加来选择发电机容量，则其数据往往偏大。考虑到两者不同时使用，择其大者作为则其数据往往偏大。考虑到两者不同时使用，择其大者作为发电机组的设备容量。发电机组的设备容量。自备发电机组容量的选择自备发电机组容量的选择21l启动装置启动装置 由于所述自备发电机组均为应急所用，因由于所述自备发电机组均为应急所用，因此要选有自启动装置的机组，一旦城市电网中断，应此要选有自启动装置的机组，一旦城市电网中断，应在在15s15s内启动且供电。机组运行流程图如下内启动且供
23、电。机组运行流程图如下：自备发电机组的机组选择自备发电机组的机组选择22l外形尺寸外形尺寸 外形尺寸要小，结构要紧凑，质量要轻。外形尺寸要小，结构要紧凑，质量要轻。l自启动方式自启动方式 尽量用电启动，启动电压为直流尽量用电启动，启动电压为直流24V24V。l冷却方式冷却方式 在进风、排风好的情况下尽量采用在进风、排风好的情况下尽量采用闭式水循闭式水循环及风冷环及风冷的整体机组。在没有足够进、排风通道的情的整体机组。在没有足够进、排风通道的情况下，可将排风机、散热管与柴油机主体分开，单独况下，可将排风机、散热管与柴油机主体分开，单独放在室外，用水管将室外的散热管与室内地下层的柴放在室外，用水管
24、将室外的散热管与室内地下层的柴油主机相连接。油主机相连接。l发电机宜选用无刷型自动励磁的方式发电机宜选用无刷型自动励磁的方式。自备发电机组的机组选择自备发电机组的机组选择23l在市电停供时，供一般负荷的各分路开关均因在市电停供时，供一般负荷的各分路开关均因失压而脱扣，这时备用电源或发电机组应投入失压而脱扣，这时备用电源或发电机组应投入或启动，但或启动，但一般负荷应甩掉或部分甩掉一般负荷应甩掉或部分甩掉，以保，以保证余下负荷的供电。为避免火灾发生时切除一证余下负荷的供电。为避免火灾发生时切除一般负荷出现误操作，般负荷出现误操作，一级负荷可集中一段母线一级负荷可集中一段母线供电供电。l 在低压配电
25、系统中，对不需要由机组供电的在低压配电系统中，对不需要由机组供电的一般负荷，不能接在应急母线上，对可短时间一般负荷，不能接在应急母线上，对可短时间停电但也重要的负荷可手动合闸。停电但也重要的负荷可手动合闸。供电系统设计供电系统设计24一路市电后备与一路自备电源的配电方案一路市电后备与一路自备电源的配电方案特点：特点：不按负荷分类不按负荷分类结线简单，供电可靠结线简单，供电可靠用电设备末端市电与应急电用电设备末端市电与应急电 源回路两路自切源回路两路自切应急发电机作为冷备用应急发电机作为冷备用用于重要负荷较少的建筑用于重要负荷较少的建筑供电系统设计供电系统设计25两路市电与自备电源的配电系统方案
26、两路市电与自备电源的配电系统方案特点：特点：一级负荷单独分组一级负荷单独分组两个电源的双重切换两个电源的双重切换用于电网较稳定，重要负荷较多用于电网较稳定，重要负荷较多的工程的工程供电系统设计供电系统设计26练习题练习题l 1 1 根据民用建筑电气设计技术规程和高层民用建根据民用建筑电气设计技术规程和高层民用建筑设计防火规范，哪些设备为一级负荷？筑设计防火规范，哪些设备为一级负荷？l 2 2 根据电气设计规范，对智能建筑的供电有什么根据电气设计规范，对智能建筑的供电有什么要求？要求？l 3 3 为什么智能建筑要设置备用发电机？为什么智能建筑要设置备用发电机？l 4 4 自备应急发电机的容量一般
27、如何选择？自备应急发电机的容量一般如何选择？l 5 5 下列设备中那些属于保安型设备？下列设备中那些属于保安型设备？l A A、消防泵；、消防泵；B B、新风空调机组；、新风空调机组；C C、生活水泵；、生活水泵；D D、排烟机；、排烟机；E E、工作区域照明设备工作区域照明设备l 6 6 供配电系统主要监测内容有哪些？供配电系统主要监测内容有哪些？人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。
