资源描述
,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第2章 智能楼宇的供配电系统,2.1,供配电系统,供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用，全国各地重点工程项目、标志性建筑,/,大型公共设施等大面积多变电所用户的急剧增加，对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性及缩小故障影响范围提出了更高的要求。,智能楼宇用电设备的种类多、负荷密度大（一般大于,100W/m2,）,而且用电负荷比较集中。一般情况下，空调负荷约占总用电量的,45%,，照明负荷约占总用电量的,20%,30%,，电梯、水泵及其它动力设备约占总用电量的,25%,35%,。,2.1.1,保证供电的可靠性,根据智能楼宇的特点，为了保障楼内人员和设备的安全，对供电的可靠性提出了特殊的要求。应根据建筑物内用电负荷的性质和大小、外部电源情况，负荷与电源之间的距离来确定电源的回路数，保证供电可靠。由于智能建筑用电负荷大，因此应对负荷进行分析，合理化分级别，以便正确的设计供配电系统，又不致造成浪费使建筑费用增加。,2.1.2,满足电源的质量要求,稳定的电源质量是用电设备正常工作的根本保证，电源电压的波动、波形的畸变。多次谐波的产生都会对智能建筑的用电设备的性能产生影响，对计算机及其网络系统产生干扰，导致降低设备的使用寿命，使控制过程中断或造成失误。所以，应该采取措施减少电压损失，防止电压偏移，抑制高次谐波，为智能建筑提供稳定、可靠地高质量电源。,2.2,电源质量标准,电源质量的好坏直接影响到用电设备的工作性能，关系到电力系统是否安全可靠的运行。电源的质量指标主要有电压偏移、电压波动、电压频率、电压的谐波及电压的三相不平衡程度等。,2.2.1,电压偏移,各种电压设备的铭牌上都标有一个额定电压值。但在实际运行中由于电力系统的负荷变化及用户本身负荷的变化等原因，往往使用电设备的端电压值产生偏移，一般规定电压值偏移不超过5%，当电压过高或过低时，监测系统应予以报警，同时需采取系统或局部的调压及保护措施。,2.2.2,电压波动,由于大容量设备的频繁起动往往引起电压的经常波动，特别是对照明及电子型的设备特别敏感，电压的经常波动引起照明的频闪，给人们一种不舒适的感觉，对人们的心理影响很不好。电子设备、智能型设备在电压波动经常的影响下，往往不能正常工作，甚至损坏。采取的办法包括：对大容量设备采用专用变压器供电，例如空调专用变压器与照明设备、电子设备和智能型设备供电变压器分开；经常起动的大容量设备采用降压起动的方式，降低对电网的冲击。,2.2.4,谐波,电力系统中交流电的波形理论上为正弦波，但在实际中由于三相电气设备的三相绕组不完全对称，带有铁心线圈的励磁电流装置及大型可控硅整流装置产生了于,50HZ,基波成整数倍的高次谐波。由于电气设备的感抗和容抗都与频率成比例，使电网中功率损耗和能量损失增大，各种电机、电器设备发热，使寿命缩短。同时使自动化设备、通信设备、计算机设备的工作质量受到干扰，甚至破坏。对电力系统中产生谐波的电力设备应采取措施，限制其产生谐波，例如回路中加电抗器或用隔离变压器和电源滤波器。,2.2.5,三相系统中电压的不平衡,在低压系统中一般采用,Y/Y,。的三相四线制，单相负荷接于相电压上。由于单相负荷在三相系统中不可能完全平衡，因而三个相电压不可能完全平衡。当不平衡电压加于三相电动机或三相设备时，由于相电压的不平衡使得三项设备的负荷电流增加，对电动机来讲增加了转子内的热损失。当电动机相电压的不平衡超过,2%,时，在接近满负荷运行时就会产生过热，时间长了会烧坏绕组。对于电子设备，如计算机，在相电压不平衡大于,2%2.5%,时，也可能受到影响。,2.3.1,变配电站常用主接线,智能楼宇供配电系统的变配电站通常由高压系统和低压系统两部分组成，如图所示。有一路进线的主回路和两路进线的主回路。,（,1,）放射式配电方式,放射式配电系统从一个中心点放射式的向各负载供电，各负载与中心点之间用固定安装的电缆连接，沿线不接其他负荷，各配电变电所无联系。向各负载供电的馈电系统成套装配在一起形成配电中心，该配电中心可以制成配电幵关柜、开关板和组合式配电控制箱。,放射式配电方式的优点是：线路敷设简单，维护方便，供电可靠，不受其他用户干扰。,（,2,）树干式配电方式,树干式配电方式是指由总降压变电所引出的各路高压干线沿市区街道敷设，各中小型企业变电所都从干线上直接引入分支线供电。,树干式配电方式的优点是：总降压变电所,6-1OkV,的高压配电装置数量减少，投资可相应减少。缺点是供电可靠性差，只要线路上任意一段发生故障，将影响线路上变电所的供电。,2.4,对供配电系统的基本要求,满足供电可靠性要求；,满足电能质量要求。,2.4.1,满足供电可靠性要求,供电可靠性是指系统用电设备供电的连续性。根据建筑物内用电负荷的性质和大小、外部电源情况、负荷与电源之间的距离，确定电源的回路数，保证供电可靠。,建筑物供配电系统的可靠性由两方面来满足：一方面是要求有可靠的外部电源；另一方面是要求内部供配电系统的主结线和供配电方式要满足要求，在系统发生部分故障时，仍能满足连续供电的要求。,2.4.2,满足电能质量要求,稳定的电源质量是用电设备正常工作的根本保证，电源电压的波动、波形的畸变、谐波的产生都是智能建筑的用电设备性能受到影响，对计算机及其网络系统产生干扰，导致降低使用寿命，是控制过程中断或造成失误等。所以，应该采取措施，减少电压损失，防止电压偏移，抑制高次谐波，为智能建筑提供稳定、可靠的高质量电源。,2.4.3,智能楼宇供配电系统的特点,1,、由于用电量大,一般供电电压都采用,10kV,标准电压等级,有时也可采用,35kV,变压器装机容量大于,5000kVA,。并设内部变配电所。,2,、按照,智能民用建筑设计防火规范,(GB 50045,95),的有关要求,为了确保智能建筑消防设施和其他重要负荷用电,智能智能建筑一般要求两路或两路以上独立电源供电,当其中一个电源发生故障时,另一个电源应能自动投入运行,不至同时受到损坏。另外,还须装设应急备用柴油发电机组,要求在,15s,内自动恢复供电,保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。,3,、智能建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、照明等。在超智能建筑中通常采用变压器深入负荷中心的方式,变压器进入楼内而且上楼。,4,、变压器进入楼内,不能采用一般的油浸式变压器和油断路器等在事故情况下能引起火灾的电气设备,而采用干式变压器和真空断路器。,2.6,智能楼宇供配电系统自动化的功能配置,智能建筑供配电系统是整个智能建筑物的动力系统，它为建筑物内部的空调系统、给排水系统、照明系统、电梯系统、消防及安防系统等提供正常运转所需的电力能源。建筑供配电系统一般为,10KV,小电流接地系统，供电方式有单母线方式、双母线方式和双供电方式，负荷具有密度大,(,一般大于,100W,m2),、峰谷差率大、谐波大的特点。实现中压系统自动化一般采用微机保护装置，而实现低压系统自动化一般采用网络电力仪表。,2.6.2,智能楼宇的供配电系统的组成,建筑供配电系统由高压供电系统、低压配电系统、变配电所和用电设备组成。通常对大型建筑或建筑小区,电源进线电压多采用10kV,电能先经过高压配电所,再由高压配电所将电能分送给各终端变电所。经配电变压器将10kV高压降为一般用电设备所需的电压(220/380V),然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。,2.6.3,智能楼宇的负荷等级划分,负荷等级划分的原则,主要是根据中断供电后在政治、经济上造成影响的程度而定。按照,民用建筑电气设计规范,(JGJ,T161992),对负荷等级的划分等级划分的原则,主要是根据中断供电后在政治、经济上造成影响的程度而定。按照,民用建筑电气设计规范,(JGJ,T161992),对负荷等级的划分为一级、二级、三级负荷。,2.7,低压配电干线系统,智能楼宇低压配电干线系统的确定应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求；应将照明与电力负荷分为不同的配电系统；另处,消防及其他防灾用电设施的配电亦宜自成体系。,2.7.2,自备应急电源,多数智能楼宇装有柴油发电机组作应急电源,以进一步提高一级负荷供电的可靠性及大楼的声誉。当市电中断后机组能快速自启动,可在15s内恢复供电。发电机功率按一级负荷确定并保证其中1台最大容量的电机能顺利起动。据调查,柴油发电机功率约占整个建筑物总计算功率的15%左右。,2.7.3,低压配电线路的安全防火,智能建筑内的一般线路均采用难燃或阻燃材料导线。在火源作用下,这种线路可以燃烧,但当火源移开后会自动熄灭,从而避免了火灾沿线路蔓延扩大的危险。绝缘导线穿钢管敷设时也属于阻燃线路。对于大量人员集中的场所,最好进一步选用低烟无卤电缆,有利于火灾时人员安全疏散。,2.7.5,低压配电系统的综合自动化,低压配电系统的综合自动化可以有两种方式实现：一种方式是采用智能型断路器；另一种方式是采用智能型控制单元。而智能型控制单元又分为两种，一种为电动机控制器，另一种为馈电控制器。从技术经济角度综合考虑目前多数工程对大容量断路器的框架式断路器采用智能型断路器，而对其他回路采用智能型控制单元。,2.8,智能楼宇供配电的控制,建筑物自动化是对整个系统来进行综合控制管理的统一体。这种系统以计算机局域网络为通信基础，以计算机技术为核心，具有分散监控和集中管理的功能。它是与数据通信、图形显示、人机接口、输入输出接口技术相结合的，用于设备运行管理、数据采集和过程控制的自动化系统。,2.8.1,电气系统主要监测控制内容,(1),电源监测 对高低压电源进出线的电压、电流、功率、功率因数、频率的状态监测及供电量积算。,(2),变压器监测 变压器温度监测、风冷变压器通风机运行情况、油冷变压器油温和油位监测。,(3),负荷监测 各级负荷的电压、电流、功率的监测，当超负荷时系统停止低优先级的负荷。,(4),线路状态监测 高压进线、出线、二路进线的连络线的断路器状态监测、故障报警。,(5),用电源控制 在主要电源供电中断时自动启动柴油发电机或燃气轮机发电机组，在恢复供电时停止备用电源，并进行倒闸操作。通过对高低压控制柜自动的切换，对系统进行节能控制；通过对交连开关的切换，实现动力设备联动控制；对租户的用电量进行自动统计计量。,供电恢复控制当供电恢复时，按照设定的优先程序，启动各个设备电机，迅速恢复运行，避免同时启动各个设备，而使供电系统跳闸。,2.8.2,电气系统的监测控制,智能建筑监测控制点划分为以下几种：,(1),显示型包括运行状态、报警状态及其他。显示主接线图、交直流系统和,UPS,系统运行图及运行参数，对系统各开关变位和故障变位进行正确区分，对参数超限报警。,(2),控制型 包括设备节能运行控制、顺序控制,(,按时间顺序控制或工艺要求的控制,),。,(3),记录型 包括状态检测与汇总表输出、积算记录及报表生成、对事故、故障进行顺序记录，可以查询事故原因并且显示、制表和打印，可绘制负荷曲线并且显示、打印运行报表。,(4),复合型 指同时有两种以上监控需要。,2.8.3,变配电设备控制,高压进线、出线、连络线的断路器遥控。,低压进线、出线、连络线的断路器遥控。,主要线路断路器的遥控，如配电干线、消防干线的断路器遥控，对水泵房、制冷机房、供热站供电的断路器；以及上述站房的进线断路器遥控。,电动机智能控制。,电源馈线，设过电流及接地故障保护，三相不平衡监测，重合闸功能，备用电源自动投入。,变压器。设计有内部故障和过载保护、热过载保护。,分段断路器。设置电流速断保护、过电流保护。,2.8.4,备用发电机监测控制,测量和控制内容有：,(1),发电机线路的电气参数的测量，如电压、电流、频率、有功功率、无功功率等。,(2),发电机状况监测：如转速、油温、油压；油量、进出水温、水压、排气温度、
展开阅读全文