楼宇智能化技术

⒊电压波动及谐波
? 由于三相电气设备的三相绕组不完全对称，带有铁芯线圈的 励磁装置、特别是大型可控硅装置、电力电子设备的应用， 在电力系统中产生了与50Hz基波成整数倍的高次谐波，于是 电压的波形发生畸变成为非正弦波。有源电力滤波器(APF-Active Power Filter)是消除和抑制谐波的新型技术,从理论 上说,APF可以完全消除谐波,同时也可完全补偿无功电流。
? 通过测量电压与电流的相差可测得功率因数，有了功率因数 、电压、电流数值即可求得有功功率和无功功率。因此，可 以先测量功率因数，然后间接得出功率数据，这是一种间接 的测量功率的方法。
三、供电品质监测及改善
? 供电品质的指标通常是电压、频率和波形，其中尤以电压和频率最为重 要。电压质量包括电压的偏移、电压的波动和电压的三相不平衡度等.
? ⒈频率 ? ⒉电压偏移 ? ⒊电压波动及谐波 ? ⒋电压的不平衡度
⒈频率
? 在电气设备的铭牌上都标有额定频率。我国电力工业的标准 频率为50Hz。由于频率直接影响电子设备的正常工作，因此 对于频率的偏差要求很严格，国家规定电力系统对用户的供 电频率偏差范围为0.5%。
? 对电网频率的检测可在低压侧进行，在电网的频率偏差超过 允许值时，监测系统应予报警，必要时应切断市电供电，改 用备用电源或应急发电机供电。
二、供配电系统监测
? 供配电系统监测有如下内容： ? ①各自动开关、断路器状态监测; ? ②三相电压、电流检测; ? ③有功、无功功率及功率因数检测; ? ④电网频率、谐波检测; ? ⑤变压器温度检测及故障状态报警; ? ⑥用电量（kwh）检测。
⒈高、低压端电压及电流自动检测 对6～10kV高压线路的电压及电流测量方法如图4-5所示。
四、应急电源系统
? ⑴自备发电机组容量的选择
? 初步设计时自备发电机容量可以 取变压器总装机容量的1O%～ 20%左右。
市电
市电消失
市电恢复
? ⑵自备发电机组的机组选择 ? 1)启动装置; ? 2)外形尺寸 ? 3)自启动方式 ? 4)冷却方式 ? 5)发电机宜选用无刷型自动励磁
is=i1p
S
iF
电源
iF=-(in+i1q)
APF
iL=i1p+in+i1q
iL非线 性负来自载检测i1p: 基波有功电流 i1q: 基波无功电流 in: 谐波电流
⒋电压的不平衡度
? 在低压系统中一般采用Y/Y0三相四线制，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。电压的不平衡度可以通过测量三 个相电压及三个相电流的数据，再经相互比较其差值来检测 。差值越大则不平衡度相大。当这个不平衡电压加于三相电 动机时，由于相电压的不平衡使得电动机中的负序电流增加 ，因而增加了转子内的热损失。在设计中应尽量使单相负荷 平衡地分配在三相中，对相电压不平衡敏感的负荷如电子计 算机类设备应采用分开回路的措施。同时监测系统应予报警 。
楼宇智能化技术
广东工业大学自动化学院
第四章 楼宇基本设备及其控制特性
?第一节 供配电系统 ?第二节 照明系统 ?第三节 空调与冷热源系统 ?第四节 给排水系统
第一节 供配电系统
? 一、典型楼宇供配电系统 ? 二、供配电系统监测 ? 三、供电品质监测及改善 ? 四、应急电源系统
一、典型楼宇供配电系统
? ⒈负荷分布及变压器的配置
? 变电所应尽量设在负荷中心，以便于配电，节省导线，也有利于施工。 负荷中心实际上是一种最佳配电点，它需要按所要达到的优化目标及不 同的计算条件而列出的目标函数来确定。
? 就负荷的竖向分布来说，负荷大部分集中在下部，因此将变压器设置在 建筑物的底部是有利的
? 40层以上的高层建筑中，电梯设备较多，宜将变压器按上、下层配置或 者按上、中、下层分别配置
10kV母线 母线联络开关
a)
b)
我国目前最常用的主结线方案如图 4-2所示。采用两路 lOkV独立电 源，变压器低压侧采取单母线分段的方案。例如广州东方宾馆、 白云宾馆均采用这种供电方案。
S1 市电1
S2 市电2
10kV母线
400V母线
10kV/400V 变压器
对于规模较小的建筑，由于用电量不大，当地获得两个电源又较困难，附近 又有400V的备用电源时，可采用一路lOkV电源作为主电源，400V电源作为备 用电源的高供低备主结线方案，如图4-3所示。
⒉电压偏移
? 各种电气设备的铭牌都标有它的额定工作电压。但在实际运 行中由于电力系统负荷的变化或用户本身负荷的变化等原因 ，往往使用电设备的端电压偏离额定值。电压低于额定值往 往是发生在高峰负荷时长线路的末端，电压高于额定值往往 是发生在低负荷时线路的始端。
? 当电压过高或过低时,监测系统应予以报警，同时需要采取 系统或局部的调压及保护措施。对电压偏移的改善一般要求 在电网的高压侧采取措施，使电网的电压随负荷的增大而升 高，反之负荷减少电压降低。对于重要的负荷，宜在受电或 负荷端设置调压及稳压器。
⒉供电系统的主结线
? 电力的输送与分配，必须由母线、开关、配电线路、变压器等组成一定 的供电电路，这个电路就是供电系统的一次结线，即主结线。智能化建 筑由于功能上的需要，一般都采用双电源进线，即要求有两个独立电源 ，常用的供电方案如图
S1 市电1 主供
S2 市电2 备用
S1 市电1
S2 市电2
10kV母线
6～10kV
电流 互感器
A
电流 0～5VDC 变送
器
A
B
C
电压互感器
电压互感器
电流检测
至DDC
电压检测
图4-5 高压线路的电压及电流测量方法
交-直变换 0～5VDC
电压变 送器
至DDC
V V V
⒉功率、功率因数的检测
? 比较精确的测量功率方法是采用模拟乘法器构成的功率变送 器，或者用数字化测量的方法（高速采样电压、电流数据， 再对数字信号进行处理），直接测量功率数据。
10kV
380/220V 备用
10kV/400V 变压器
380/220V母线
⒊低压配电方式
? 低压配电方式是指低压干线的配线方式, 低压配电的结线方式可分为放射 式和树干式两大类,混合式即放射一树干的组合方式
...
...
...
...
...
...
低压配电屏
低压配电屏
低压配电屏
a)
b)
c)
? a) 放射式配电系统 b)树干式配电系统 c)混合式配电系统