浅谈供配电设计及电力监控

1 电力监控系统

1.1 电力监控系统简介

电网智能化,现有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。

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。发生电力故障状态,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。

1.2 电力监控系统特点

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。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;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;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;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;系统可带电插拔,维护、检修更加方便。

1.3 本系统构成

控制中心安装的设备,操作台内有主控机、显示器、打印机、键盘、备用电源、抗干扰电源、UPS、接线端子、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;本楼控制主机可在楼内值班室,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;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1 0 2 4个ICU,使系统有极高的可扩展性。为保证整个小区供电数据采集的一致性。控制的灵活性及负荷的高可调性,宜在每个单体建筑内装设电力监控系统。

2 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、五层为影视娱乐城(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。

2.1 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250k W或需用变压器容量在160k VA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10k V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0.4k V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10k V电源经小区内变配电站降压后供给各用电设备。

2.2 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。

2.3 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中特别重要的负荷,要求双电源、双回路供电,末级配电箱自动切换。310k V系统供电方式分析及选择一般10k V,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10k V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。环网供电能使配电网线路简化,管理方便,能方便地为重要负荷提供两个电源。同辐射形供电相比,环网供电投资少,设备利用率高。

3 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。空调负荷投,切时,可采用循环投、切的方式,避免用户长时间无法使用空调,以保证用户居住的舒适性。

摘要：改革开放以来随着国民经济的迅速发展,国内现代建筑物超着大型、超大型、密集、高密集趋向发展,由多个单体建筑物构成的相互之间有联系的建筑群体正大量涌现,本文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,电力监控