变配电系统监控

,*,*,*,*,楼宇设备监控系统,*,变配电系统监控,9.6变配电系统监控,变配电智能化系统:,包括对供电、用电负载两个方面的调控与管理，,其中有变配电系统、智能照明系统、电梯管理系统等。,9.6.1变配电系统监测、监控,9.6.2照明系统监控,9.6.3电梯监控,变配电监控,9.6.1变配电系统监测、监控,1）监测、监控内容,(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、,供电量计算。,(2)变压器监测。,变压器温度监测，,风冷变压器通风运行情况、,油冷变压器油温、,油位监测。,(3)负荷监测。,各级负荷的,电压、电流、功率的监测；超负荷时，系统停止低优先级的 负荷。,(4)线路状态监测。,高压进出线、二路进线的联络线的,断路器状态的监测、,故障报警。,监测、监控内容,(5)断路器遥控。,(6)备用电源监测与控制。,高压低压进出线、联络线的断路器遥控；,配电干线、消防干线的断路器遥控；水泵房、制冷机房、供热站供电的断路器遥控,主电源中断时自动启动备用发电机组，在恢复供电时停止备用电源；,备用发电机组电气参数、运行状况的监测；,备用发电机有关线路开关的控制；,直流电源的供电质量(电压、电流)监测报警。,(7)微机保护。,(8)智能控制。,智能化开关柜配备微机保护装置,自检功能和抗环境电磁干扰,故障记录、通信、遥控、遥测、遥信,智能监测管理；,与上位机进行数据交换；,接受上位机的指令和操作；,设置微处理器的智能断路器、智能馈电控制器、智能电机控制器。,测控分类,2)系统测控分类,(1)显示型。,(2)控制型。,显示：运行状态、报警状态等；,显示主接线图、,交直流系统运行图及运行参数、,UPS系统运行图及运行参数，,系统各开关变位和故障变位，,对参数超限报警。,设备节能运行控制、顺序控制等,(3)记录型。,状态检测与汇总表输出、计算记录及报表生成；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；,可以绘制负荷曲线，并且显示、打印运行报表。,(4)复合型。,具有显示、控制、记录等多种功能，,真正满足智能化多方面的监控要求。,调控结构三种形式,变配电系统调控结构通常采用三种形式：,(1)以网关联网。,结构比较简单，能够获得大量信息，,以达到资源共享的目的。,(2)以现场变送器采集信息。,在变配电房中的高、低压配电柜里，安装变送器，,电流变送器、电压变送器、功率变送器；,变送器采集的信息送到现场控制器 DDC，,经网络接口送往中央工作站读取数据，并做相应处理。,(3)以多功能智能电表读取数据。,在变配电房中的高、低压配电柜里安装智能电表；,读取电流、电压、功率以及频率等参数；,以数字信号方式直接送人现场控制器DDC；,经网络接口送往中央工作站。,这种联网方式：数据传输质量较好，连接简便，,目前已获得广泛 应用。,监控举例,1./20.变压器温度；2./19.冷却风机状态；3./18.冷却风机启停；,4./17.用电计量（kWh);5./16.有功功率；6./15.无功功率；,7./14.主接触器状态；8./13.低压侧电流；9./12.功率因数；10./11.低压侧电压。,照明监控,9.6.2照明系统监控,节约能源，美化环境,1)传统照明控制-开关控制。,通过相对独立的元件在本地或远程用单一的手段,控制灯具的方式称为传统照明控制方式,(1)现场分路控制,(2)程序定时控制,(3)传感器自动控制,根据事先编定的时间表,通过定时元件来控制灯具的开关。,有节电效果，临时调整不方便,受控区域的开关和调光控制;,电柜中的断路器。,造价较低,传感器探测建筑空间的使用状况，,有人活动，打开灯光，延时闭合。,红外探测传感器、超声波感应传感器、,压力开关、声控开关等器件,智能照明,2)智能照明控制,(1)PLC控制,(2)DDC控制,大面积灯光的自动控制(开关或调光)；,编程还能实现比较复杂的逻辑结构；,回路功能改变，编程实现；,比集散控制型系统的成本大约低40%左右。,DDC的弱电输出经继电器间接实现,区域控制、定时通断等。,控制功能简单，只能实现定时开与关的功能，,如要实现场景预设、亮度调节、软启动,、软关断等复杂的功能，技术难度较大；,现场无法干预照明状态，使用不太方便；,回路划分很细时，造价会很高。,设有综合布线、局域网的地方，应用总线控制照明十分方便。,所有单元模块，均内置微处理器和存储单元；,每个单元均设置唯一的单元地址，软件设定功能；,单元控制各负载回路。,可与楼宇自控、保安监控和消防系统实现联动。,(3)总线控制,总线控制系统示意图,电梯监控,9.6.3电梯监控,电梯是智能楼宇普遍使用的垂直载客、载货的运输工具，,是高层建筑、小高层建筑必备的设备。,基本监控、群控管理、交流调压调速、调压变频调速等。,电梯的基本监控：运行状态、故障报警、紧急状态控制等。,1)基本监控,功能和用途分为:,客梯、消防梯、货梯、观光梯、自动扶梯等；,运行速度分为低速、中速、高速、超高速电梯。,交流调压调速、调压变频调速电梯。发展方向。,电梯监控可分为：,基本监控内容,(1)运行状态监控的内容,(2)故障检测与报警。,(3)紧急状态控制。,启动、停止状态，运行方向，,所处楼层位置等；,对电动机、电磁制动器等各种装置进行,自动检测，遇有故障则及时报警；,自动报警监控能显示故障电梯的,地点、发生故障时间、故障状态等。,电梯运行与火灾报警消防系统联动；,遇火情：,消防电梯运行到第一层待命；,普通客梯则就近停运、开门放客；,电梯系统与安全防范系统联动；,遇警情：,按照安防级别，将电梯自动行驶到规,定楼层，并对轿厢门进行严密监控。,群控管理,2)群控管理,电梯群控管理的目的是,使客人缩短候梯时间，,改善电梯交通服务质量，,最大限度地发挥多部电梯的作用，,使其具有适应性、应变性，,成为合理调度、节约能源的垂直交通工具。,(1)适应性、应变性的实现。,循环扫描，实时分析，选择运送方式，,自动调配，满足客流要求,(2)繁忙时段的运行。,(3)空闲时段的运行。,不需要运行的轿厢自行关闭，避免空载运行。,“上行客流方式”，,下行客流方式,午餐服务方式,交流调压调速,3)交流调压调速,在交流电源与牵引电动机之间接入晶闸管作为交流电压控制器，,对电梯进行调速控制。,电梯系统一般采用调压调速的闭环控制，,基本原理是：,当测速发电机和转速给定装置的差值信号为零，,电动机则稳定运行；,如果静负载转矩增大，电动机的转速就要降低，,测速发电机输出的转速负反馈信号减少，,转速给定装置与测速发电机的差值为正值，,使调压装置的输出电压升高，电动机转速提高，,这时转速给定装置与测速发电机的差值减小，,当转速重新恢复到稳定运行状态时，,转速给定装置与测速发电机的差值又为零，,调压装置的输出电压不再升高。,线路简单，价格便宜，使用维护方便，但转差功耗大，效率低。,4)调压变频调速,又称VVVF方式。,利用微机控制技术和脉冲调制技术，,改变牵引电动机电源的电压及频率,使电梯速度按需要变化，,采用的变频器一般为PWM变频器(Puls Width Modulation，,即脉冲宽度调制变频器。,变频器按一定规律控制开关器件，,交流调压调速调控方式：,Variable Voltage Variable Frequency,通过等幅三角波(载波)与正弦波(调制波)的相交点,发出开、关功率开关器件的触发脉冲，,在逆变器的输出端获得一组等幅 不等宽的矩形脉冲波形。,近似等效于正弦电压波形；,即改变了交流电的角频率。从而改变电机转速。,特点,高效、节能、舒适感好、控制系统体积小、,动态品质及抗干扰性 能优越等特点，,是现代化高层电梯的主流产品。,系统供电部分,包括整流、逐变半导体及接触器等执行电器。,电气控制柜的控制部分,通常设置了微机控制系统或者是可编程控制器(PLC)，,柜内的计算机系统带有通信接口，,可以与分布在电梯各处的智能化装置进行数据通信，,组成分布式电梯控制系统；,也可以与上位监控管理计算机联网，,构成电梯监控网络，进入 BA系统。,调压变频调速控制装置使电梯具有:,集群控制的VVVF电梯自动化程度高，,工程应用,9.7监控系统的工程应用,2、系统运行质量的好坏直接关系到最佳控制、节能效益和智,能管理。,所以：在工程应用中要做好以下几项工作：,项目论证、,设备选型、,工程实施。,1、,楼宇设备监控系统是现代建筑标志性设施,，,所有建筑物和人居场所都有应用，只是系统的功能完备程度和先进程度有所差异，这与建筑物和人居场所的用途和投资有着密切的关联。,项目论证,9.7.1项目论证,大致规划出建设规模和投资额度。,应用监控系统的技术要求来论证：,现代化的楼宇设备监控系统应达到以下要求：,现场勘察（图纸、实物、楼宇设备 范围）,用户需求（设计要求、用户变更需求、目的和指标）,用户预算投资额度,计算和确定系统的调控点位。,技术要求,(1)采用分布式计算机控制系统,(2)采用局域网技术,(3)采用成熟、开放的技术产品,集散型DCS控制系统,，,监控主 机监控管理,DDC完成现场调控,采用共享总线型结构，,规模、设计满足监控的需 要，,尽量减少故障波及面，,易于扩展。,采用先进、成熟的主流技术产品，,采用Lon、BACnet等开放性标准，,不同厂商产品兼容、易于集成。,技术要求,(4)对于第三方设备便于集成,指自身配套有独立监控系统的设备，,如电梯系统、制冷机系统等。,能提供标准的接口，所有的运行参数,和信息都能在BA系统上显示和记录。,(5)采用有效的节能措施,对空调、通风、照明、动力设备实施最佳控制，,最大限度地提高系统的节能效益。,系统规模的划分,根据民用建筑电气设计规范所划分的系统规模和档次，,用监控点数来分为五种，列表如下：,系统规模,监控点数(个),系统规模,监控点数(个),小型系统,40以下,较大型系统,6512500,较小型系统,41160,大型系统,2500以上,中型系统,161650,系统规模的划分,按照楼宇设备监控系统的使用功能、管理要求和建设投资，,把系统建设划分为：,甲级、乙级、丙级三个等级，,丙级为基本层次，乙级较高，甲级为最高等级。,详见智能建筑设计标 准。,设备选型,9.7.2设备选型,为了使楼宇设备监控系统各设备、部件、网络配套，,在设计中应选择同一品牌的系列产 品。,近年来，集散控制型系统的产品发展很快。,目前已投入使用且比较成熟的产品,主要是国外一些著名自控公司的产品,列表给出部分产品的特点。,产品的特点,比较项目,江森,（JOHNSON,),霍尼威尔,(HONEYWELL),能德,(TREND),安德威,(ANDOVER),总线结构,二级网，一级分站，控制器与操作站相连，二级DDC与分站相连,有三种系统XBSi XBS、XFi，其中XBS系统和TREND、ANDOVER相同,二级元主机网络,二级网络，主控器为一级，DOC接于各主控器下为二级,总线材料,一级：同轴电缆,二级:STP,同轴电缆,光纤,非屏蔽双绞线UTP,屏蔽双绞线STP,一级：同轴电缆、光纤,二级:STP,通信协议,ARCNET 2.5M,多种速度可选,RS-485 19.2 kbps,一级:ARCNET或以太网，2.5 Mbit/s或10 Mbit!s,二级;RS485 19.2 kbit/s,几种集散型BA系统产品的特点,产品的特点,比较项目,江森,（JOHNSON,),霍尼威尔,(HONEYWELL),能德,(TREND),安德威,(ANDOVER),编程语言,图形语言、GPL,图形语言,图形语言,简明英语,中央站操作系统,WINDOWS,XBSi:WINDOWS,XBS!WINDOWS NT,XFi:UNIX,WINDOWS 95,OS/2,系统容量,一级：最多254个NCU二级：每个NCU最多500点,总共最多127 000点,XBSi:基本3 000点扩展2 000点；XBS:基本36 000点；XFi:基本20 000点,最多13