变配电智能化系统解决方案

变配电智能化系统解决方案

变配电智能化系统是建筑物自动化系统(BAS)中的一个重要组成部分。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。

1、电气系统主要监测控制内容有：

(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。

(6)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 电气系统的监测控制

2．1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。

2．2变配电设备控制

(1)高压进线、出线、连络线的断路器遥控。

(2)低压进线、出线、连络线的断路器遥控。

(3)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。

(4)电动机智能控制。

(5)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。

(6)变压器。设计有内部故障和过载保护、热过载保护。

(7)分段断路器。设置电流速断保护、过电流保护。

2．3 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、油箱油位等。

(3)发电机和线路状况的测量。

(4)发电机和有关线路的开关的控制。

(5)有直流电源时，对它的供电质量(电压、电流)监测报警。

2．4 变电所的保护功能一般10KV变电所需要的保护功能有：(1)引入线电网电压和频率监测，相间和相对地故障、三相不平衡、自动重合闸。

(2)变压器内部过载和故障、热过载。

(3)电动机内部过载和故障、电网和负载故障、电动机起动工况监测。

3、智能建筑变配电设备监控系统的组成

变配电设备监控系统和其他建筑物自动化系统一样由控制分站和中央站组成。它的输入信号由传感器提供，输出信号使各种开关动作或报警，在监控中心可以安装动态模拟显示器和操作台。它的功能有显示和控制主开关或断路器的状态，对应急或备用电源的控制等。可以取代普通的控制和信号屏。变配电所一般不需要重复设置信号控制屏。图1是一种变配电设备监控系统的设备组成。普通的监测系统是在变配电设备上增加一些传感器。如果是智能化断路器或继电器，它有内置传感器，可以从通信接口取得信号。

3．1 传感器(Sensor)和执行器(Actuator) 传感器或执行器是将电量或非电量转化为控制设备可以处理的电量的装置。电量传感器是一种将各种电量如电压、电流、频率及功率因素转换为数字量或计算机能接受的标准输出信号(电流0～5A，4～20mA或电压0～10V)。用于建筑物管理系统对于建筑物内变配电系统各种电量的监测记录。它有电流互感器、电压互感器及多参数电力监测仪。多参数电力监测仪可以监测单相或三相电力参数，如电压、电流、频率、功率因素、谐波和电能，可提供测量计量参数监视能量管理等功能。它还提供通信接口如RS485、4～20mA输出或脉冲输出。

3．2控制分站＼电子继电器及智能断路器控制分站按照是否实现闭环控制功能区分为分散控制型(Distributed Control Panel,DCP)和数据采集型(Data Gathering Panel，DGP)。控制分站主要完成实时性强的控制和调节功能。目前，一般系统采用智能型控制器。这种智能型控制器的控制分站可以采用下列设备：

1)采用单片机或单板机的智能控制器。

2)采用可编程控制器(PLC)。

3)采用微机(PC)如工业控制机。

建议采用微机配置适当的输入输出卡，它可以处理模拟量或开关量，具有多个通信口，具体可以进行技术经济比较来确定。

3．3中压开关柜微机保护监控系统智能化中压开关柜配置了微机保护和控制单元或电子继电器，取代了机电式继电保护。微机保护和控制单元安装在开关柜上。它的特点是保护功能可靠性高，速度快，精

度高，保护稳定性及其灵敏度优化组合，不受电流互感器的限制，具有自检功能和抗环境电磁干扰能力。它还具有一些新的功能，如

故障录波、通信、遥控、遥测、遥信等功能。

它有对各种电量的计量、监测、报警作用。为满足不同的应用要求如进线和馈线、变压器、电动机、母线的保护，具有相应产品。它提供完善的监控保护功能，一般提供网络通信接口：如RS232，RS485可以接入BAS系统，可以实现远方监控。

微机保护监控系统可以减少控制室的面积，减少控制电缆，减少维修工作量，进一步提高供电可靠性。供配电系统的继电保护、测量控制信号集中于一体的多功能微机智能控制单元如图1所示。通信口键盘打印机

人机接口

CPU

输入回路存储器出口回路开关装置

电源图1 多功能微机智能控制单元

微机保护装置分为输入回路(交流接口单元)、出口回路(直流接口单元)、CPU单元、存储器、人机接口和电源。

1) CPU单元为微机继电保护装置的核心，用来完成数据收集计算逻辑判断处理、发出跳合闸命令等功能。还可以同上层控制机通信，实现远方修改定值传递保护信息，打印故障报告等功能。由于电力系统正常运行时的参数与故障时的参数相差十分悬殊，有的甚至相差几十倍，所以输入信号动态范围大，一般采用分布式结构。按照单元