浅谈供配电设计及电力监控

摘要：文中介绍了电力监控系统的特点，阐述了电力监控系统的构成，并通过对工程设计实例的供配电系统设计,总结出对大型建筑群供配电设计的一般模式。

关键词：供配电 设计 监控

中图分类号： U665.12 文献标识码： A 文章编号：

前言

电力智能监控系统以较少的投资，能极大地提高供配电系统的可靠性、安全性、自动化水平。它能够带来减少运行值班人员、故障迅速切除和恢复、优化用电管理等诸多好处，使电力的使用更可靠、更安全、更经济、更洁净。

一、电力监控系统简介

1电网智能化

电力网络中设备的运行状态是由设备本身的工作指令来实现的，而与电网运行状态无关，此为被动配电网络；当设备的运行不仅由本身的工作指令来实现，还要由配电网络在自我诊断后，再根据电网能力，负荷重要性，发出设备运行指令，按负荷重要性等级顺序控制运行时为主动配电网络。把一个被动配电网络转变为主动配电网络：

（1）正常工作状态：首先要使系统工作合理，负荷分配合理：充分地消峰填谷；充分利用变压器的过负荷能力；充分地采用各种技术措施节能。储能。

（2）发生电力故障状态，如双路电源一路停电，某台变压器发生故障等。智能系统经过监测、分析，判断，确保一级负荷，有效的控制二，三级负荷。

2电力智能监控系统按结构形式

可分为集中监控系统模式、区域供电集中监控系统模式和光纤自愈环网集中监控系统模式。其中，集中监控系统模式适用于供电范围集中、监控对象数量不大的电力监控系统。

3电力监控系统的特点

系统软、硬件全部模块化，硬件全部智能化。软、硬件设计选择工业级标准，可靠性非常高。

（1）整个系统的ICU（智能控制终端）、RTU（远程智能通讯控制器）全部由16 位微机组成，这样的集散型监控系统，速度快，实时性好，同机种通讯可靠。

（2）ICU 自带CPU，采集周期短，实时性强，系统冗余度高，通讯帧数少，可大大减少通讯误码率。

（3）各系统都是独立工作，互不干扰，实现了控制的硬件系统模块化，采用总线方式可节省缆线和工程费用。

（4）各子系统实现了模块化，进一步提高整个系统的安全及可靠性。

4电力监控系统的构成

（1）控制中心安装的设备：主控机、显示器、打印机、备用电源、UPS、报警设备等。操作台上有电源开关、遥控开关、遥控按钮、模拟盘电源、开、关指示灯面板等。

（2）本楼控制主机可设在楼内值班室，总控制室在变电所内。传感器信号通过总线传至本楼控制主机及总控制主机。对电量进行遥测、遥信、遥控。

（3）现场数据采集和控制设备为ICU，电流变送器，电压变送器等传感器将信号送至ICU，ICU 通过RTU 与ZTK（智能通讯卡）相连，实现数据的双向传送。ICU 通过设在配电系统内的接触器来实现预定程序中对电源的控制。每套系统可容纳1024 个ICU，使系统有极高的可扩展性。电力智能监控系统在通信方面的开放性，使它与管理系统(BAS) 可以非常可靠地通过以下3 种方法进行连接：

a提供标准的Modbus-RTU 协议，直接接入BAS 的DDC 装置，适用于小规模的BAS；

b提供符合 IEC 标准的OPCSe~er 给BAS，适用于中规模BAS；

c直接在Ethernet 上通过Web 或TCP ／ IP 与BAS 互连，适用于大规模BAS。通过上述方法，可将电力智能监控系统集成到BAS 系统，以实现系统信息共享及联动控制，提高工作人员的效率，降低建筑物的能耗及运行成本，提升建筑物的硬件标准。

二、工程实例分析

本项目由步行商业街、大型百货商场、市场广场、酒店等组成一个大型多功能的综合服务体。整个区域分为A、B、C、D、E、F 六个区,其中工区为十五层商业酒店,一至三层为购物商场,四至十五层为酒店标准层;B 区分为B1、B2、B3 三个区,B1、B2 为四层大型商铺;B3 为五层大型百货商场;C 区分为C1、C2、两区,均为四层大型商铺;D 区一、二层为商场,三、四、五层为影视( 其中包括健身房和多功能会议室等);E 区为十五层的商务酒店;F 区为精品店区,F1 为两层、F2 为四层。A、B、C、E 区均有地下层。该建筑群主要指标如下:总建筑面积180624m2,A 区27784m2、B区63472m2、C 区42067m2、D 区20180m2、E 区18190m2、F 区8931m2。

1供电电压等级

根据国家主管部门的有关规定, 用户用电设备安装容量在250kW 或需用变压器容量在160kVA 以上者,应考虑以高压方式供电。在城市中各类民用建筑工程的电气设备用电的变电所,多数以10kV 中压变配电所为主。该工程因其占地面积大, 电力负荷需要量大,输电距离较远,若采用市电0.4kV 低压直接供电,无论从输送距离或输送功率上都不能满足要求, 因此必须采用10kV 电源经小区内变配电站降压后供给各用电设备。

2 负荷性质

该工程A、E 区为二类高层建筑,B、C、D 均为多层建筑。按负荷分类为:建筑物内所有消防用电负荷( 包括消防电梯、消火栓泵、喷淋泵、送风机、排烟机、消防控制室电源、防火卷帘门电源、应急照明电源等),大型商场照明负荷为一级负荷;其余负荷为三级负荷。

3 对供电系统的要求

对一、二级负荷要求两个独立电源供电, 其中消防用电负荷为一级负荷别重要的负荷,要求双电源、双回路供电,末级配电箱自动切换。310kV 系统供电方式分析及选择一般10kV,供配电方式主要有以下几种方式:

由上一级变电站或公共开闭所向本建筑群内各变配电站分别提供两个独立电源回路,需要的回路量多,假设有四个变配电站,那么就需要八个回路,城网要提供如此多的回路较困难, 且回路量多将占用较多的城市电缆通道和公共开闭所内的配电出线回路,且耗用电缆量较大,故此种供配电方式可行性较差。

设立小区自用开闭所, 由城市电网向自用开闭所提供两回路独立电源, 再由开闭所分别向各个变配电站提供两回路独立电源,这种供电方式的好处是10kV 配电距离短,因走向不同,不至于造成电缆通道拥挤,供电可靠性高,小区开闭所和各变配电站可统一自行管理,但在商业区内自用开闭所的位置确定和管理较困难。

将本建筑群内各变配电站纳入城市环网供电系统, 若城市环网系统采用自动化远传控制技术,当发生故障或检修电缆时,可倒闸操作,切断故障线段或检修线段,恢复供电,可保证造成停电时间不致过长,供电可靠性高, 对于实现电网自动化管理具有重要意义。

三、可靠供电的方法比较

照明负荷为用户的生活用电, 而空调负荷为舒适性用电。当照明负荷被切断后,会造成用户的心理恐慌,并会给用户造成一定的损失, 而空调负荷短时切断不会给用户的舒适性带来很大影响,必要时,通过对用户的空调负荷进行调节以确保用户的照明负荷。技术实施方面, 采用电力监控系统的可行性,本系统在单体建筑的功能:监视整个大楼照明、空调及动力的电流模拟量及开关量状态,并与以计录,便于对整个小区负荷予以统计、分析。楼内公寓的照明和空调采用1600A 封闭毋线供电, 每一根封闭母线均负责楼内一半的照明和空调。当一条封闭母线或进线电源等发生故障或检修时,为保证住户用电的可靠性就需将一条封闭母线的照明负荷投切至另一条封闭母线。由负荷计算表可看出,另一条封闭母线不可能承担起全楼照明和空调的供电任务。此时便可由本系统先将楼内空调负荷切除, 然后再将照明负荷投切至正常之封闭母线, 然后依据电力监控系统所测算的数值, 有计划的将空调负荷重新投入。

当非故障状态电力不足时, 切除部分空调负荷以保证整个大楼的用电安全, 同时避免过负荷对上级变电所出线开关乃至变压器的影响。

结束语

随着人民生活水平的不断提高，人们对电力的需求已经不仅仅限于有电用，还要有良好的供电质量和服务水平。电力智能监控系统是通过对系统运行中的各种电力参数进行监控，可优化电力系统的运行管理，极大地提高电力系统运行的安全性、可靠性、稳定性和经济性。

参考文献

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