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的結晶，它一定會變成建筑方式發展的必然趨勢。供配電系統是整個建筑的基礎，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合當地供電系統的現實狀況，就高層智能住宅樓中存在的相關問題，建造一種技術優良、可靠、經濟適當的供配電系統，確保高層住宅樓可以滿足住戶對用電設施的需求。

關鍵詞：高層智能建筑；供配電；電力監控系統

1. 引言

隨著國內科技水平的接連發展以及進步，國內生產力也在接連提高，與此同時，要滿足居民以及企業用電低成本、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施監視、測量、記錄。

1. 高層智能小區各子系統的簡介

2.1通信網絡系統

通信網絡體系關鍵作用為高層智能建筑提供網絡服務，讓生活在高層智能建筑的人能享受到網絡帶來的方便。社會的快速發展以及IT產業的迅速崛起讓網絡變成人們認識社會、了解世界的關鍵途徑，通信網絡完成了人們“秀才不出門，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絡的作用愈來愈不能取代，作為前沿建筑形式的高層智能建筑，一定要具備這種體系。通信網絡體系包含計算機局域網以及廣域網、衛星通信網、圖形化監控軟件、實事關系數據庫和電話網以及電視網等通信網絡。

2.2辦公自動化體系

辦公自動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。打印機、電話機以及傳真機等是辦公自動化體系關鍵的硬件結構部分。

2.3建筑設備自動化系統

建筑設備自動化體系關鍵包含供配電監控體系、給排水監控體系等某些關鍵能源體系地監控系統，經過對建筑內各用電設備的監測來確保各個設備的運行。建筑設備自動化體系的中心是完成管控一體化，經過通信網絡分別對建筑每一個部分實施遠程監控，隨時注意各子系統的運行狀態并對突發狀況采取某些措施。

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時，接地使用TN-C-S體系。低壓配電使用樹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；使用封閉式母線槽的是大容量干線，使用銅芯塑料電纜的是小容量干線；垂直局部沿電纜井敷設，水平局部使用金屬橋架或金屬線槽敷設，支干線和支線使用阻燃或難燃塑料絕緣導線，放射式使用阻燃或難燃銅芯電纜。通常動力、照明從低壓配電柜平常電源母線段供電，使用雙回路供電的是火災應急照明、消防電梯、消防水泵、防排煙風機和消防中心等一級負荷，并在線路末端配電箱處自動切換，一回路引自應急電源母線段，另一回路引自正常電源母線段，雙回路電源切換柜為自投自復，設電氣以及機械聯鎖。

1. 高層智能建筑的保護接地系統、等電 位聯結、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，而且設專用保護線。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結

等電位聯結的功能，在于把接觸電壓降低，以保證人員無憂。依照GB50054-2010《低壓配電設計規范》規定，使用接地故障保護時，在建筑物內要作總等電位聯結。而當電氣裝置或某一局部的接地故障保護不可以滿足規定需求時，尚要在部分區域內做部分等電位聯結。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別的樁基礎都設有基礎拉梁或承臺梁，以上都能滿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

一是現場層的關鍵目的就是對運行中的配電體系每一類運行參數做好測量以及采集，同時把得到的數據信息輸送到監控體系。因此，能夠經過現場總線把每一項檢驗數據及時輸送到中間層來實現數據處理，而且經過電力監控體系來實現相應操作。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，同時還需要配備計算機、打印機等高性能設備。因此，有關的電力監控軟件在主控計算機上安裝，同時依據安裝軟件執行人機界面和每一種管理作用，從而實時對整個箱式配電體系實施監控。

5.2網絡方案的設計

由于電力監控體系幾乎都憑借于現場的總線技術，同時對電網實現逐一控制管理的。在現實運行經過中，也能夠把其掛接到總線上，運用智能設備連接方成網絡體系。這樣，容易簡便的組網方案不但本錢比較低，還能夠有效處理輸送現場的設備所得到的數據信息。進而能夠正確及時傳達有關操作命令，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的智能監控設備許多，常常分布比較散。在實施設計時，要把現場總線上都接入現場智能監控設備，再把監控體系每一條總線分別接入網關來實現設計。

(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要把所有智能設備連接于一條總線上，再經過接口轉換器直接和監控主機實施數據交換。

(3)針對有幾個子變電站的大型體系，由于電力監控體系比較復雜，因此，在對其實施設計時，要重視把系統的穩定性提高。所以，能夠在每個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，這主機還對現場智能監控設備實施管理維護和對站內的數據實施運算處理，這時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施相關的授權操作，這樣，電力監控體系效率以及可靠性將會大大提高了，并保證供配電的質量。

1. 安科瑞電力監控系統產品介紹與選型

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化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發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化技術、計算機技術和信息傳輸技術，集保護、監測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態化的系統，適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現對變電站方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。

6.2應用場所

辦公建筑（商務辦公、國家機關辦公建筑等）

商業建筑（商場、金融機構建筑等）

交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）

廠礦企業建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）

新能源建筑（光伏發電、風能發電等）

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、網絡通信層和現場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環網網絡結構，根據用戶用電規模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。

6.4設備選型

1. 結束語

作為智能建筑中的動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施設計時，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:中國建筑工業出版社，2010,(12).
3. 安科瑞電力監控與保護類產品選型手冊,2022.07.
4. 安科瑞企業微電網設計與應用手冊，2022.05.

作者簡介：

周莉娜，女，現任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事微機保護測控裝置和電力監控系統的研發與應用。

手機:18795652344（微信同號);QQ：2881299349;郵箱:zhoulina@email.acrel.cn

應用場合

型號

保護功能

系統解決方案

10kV

分配電所

進饋線/廠用變

PT監測

AM4-I

AM4-U

三段式定時限過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、零序過壓保護、非電量保

護、低電壓保護、過電壓保護、過負荷保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波

低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告