3楼宇基本设备-1供配电系统

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（如计算机）应采用分开回 路的措施，同时监测系统应予报警。
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供配电监控系统－应急电源系统
国家标准《高层民用建筑设计防火规范》GH50045-95 严格规定：“一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发 生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中 特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电 源。”
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供配电监控系统－控制内容
供配电系统除了实现上述保证安全、正常供配电的 控制外，还能根据监控装置中计算机软件设定的功 能，以节约电能为目标，对系统中的电力设备进行 管理，主要包括： ➢ 变压器运行台数的控制； ➢ 合约用电量经济值监控； ➢ 功率因数补偿控制及停电复电的节能控制。
供配电监控系统的监控点设置
电网供电状况随时受到监视，一旦发生电网断电，控制系统作 出相应控制措施，应急发电机自动投入，确保消防、安保、电 梯及各通道应急照明用电，非必要用电负荷可暂时不供电。
监测内容有：各自动开关、断路器状态监测；三相电压、电流 检测；有功、无功功率及功率因数检测；电网频率、谐波检测； 变压器温度检测及故障状态报警；用电量(kwh)检测。
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供配电监控系统
－楼宇负荷分布及变压器配置
高层建筑的用电负荷分为空调、动力、电热、照明等。
➢ 对于全空调的商业性楼宇，空调负荷约占40～50％。 ➢ 冷热源设备一般放在大楼的地下室、首层或下部。 ➢ 动力负荷指电梯、水泵、排烟风机等。水泵也放在下部。
负荷大部分集中在下部，变压器设置在楼宇底部。 40层以上的高层建筑，电梯设备（顶部）较多，通常设有
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供配电监控系统－电压等级和负荷等级
➢ 我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、 35、110、220kV共8级。
➢ 电力网上用电设备所消耗的功率称为用户的用电负荷或电 力负荷。用户供电的可靠性程度用负荷等级来区分，它是 由用电负荷的性质来决定的。
➢ 用电负荷等级划分为3类：一级负荷、二级负荷、三级负 荷。见下表：
➢ 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。
➢ 智能楼宇由于功能上的需要，一般都采用双电源进线， 即要求有两个独立电源，常用的高压供电方案如下
S1
市电1 主供
S2
市电2 备用
S1 市电1
S2 市电2
10kV母线
10kV母线 母线网络开关
➢ 高、低压断路器，开关设备按顺序自动接通、分断； ➢ 高、低压母线联络断路器，按需要自动接通、分断； ➢ 备用柴油发电机组及其配电瓶，开关设备按顺序自动合
闸，转换为正常供配电方式； ➢ 大型动力设备，定时启动、停止及顺序控制； ➢ 蓄电池设备，按需要自动投入及切断； ➢ 火灾时，切断相关区域的非消防电源。
➢ 电压偏移 电压低于额定值往往发生在高峰负荷时长线路 的末端，电压高于额定值往往发生在低负荷时线路的始端。 电压过高或过低，则应报警，同时采用系统或局部调压及 保护措施，一般在高压侧进行。重要负荷宜设置调压或稳 压器。
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供配电监控系统－供电品质监测及改善
➢ 电压波动及谐波 电压时高时低和电力系统的高次谐波 对电气设备的运行是有害的。照明和电子设备对电压波 动比较敏感，而谐波不仅严重影响电气设备的安全正常 运行，而且对通信系统和计算机系统也有较大影响。 由于传统的无源滤波器存在着一些难以克服的缺点， 目前都采用有源电力滤波器(APF)。
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供配电监控系统
某实际高低配电回路监控系统原理图
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供配电监控系统
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供配电监控系统－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。
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。
➢ 频率 我国电力工频为50Hz，国家规定电力系统对用户的 供电频率偏差范围为±0.5%。对于频率的检测一般低压 侧测量，当出现偏差超过规定范围，应报警，必要时应切 断市电供电，改用备用电源或应急发电机供电。
分区电梯和中间泵站，变压器按上下层或上中下层分别配 置。供电变压器的供电范围为15～20层。 单台变压器容量都大于1000kV·A。变压器深入负荷中心， 为防火灾，宜采用干式变压器和真空断路器。 变电所应尽量设在负荷中心，以便于配电，节省导线，利 于施工。
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供配电监控系统－供配电方案
供电系统的主结线
➢ 混合式：放射式与组合式的结合 ➢ 智能楼宇低压配电一般采用放射式，楼层配电则为混合式
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供配电监控系统－供配电系统监测
由监控系统对供配电设备的运行状况进行监测，并对各参量进 行测量，如电压、电流、频率、有功功率、功率因数、用电量、 开关运行状态、变压器油温等。
管理中心根据测量所得数据进行统计、分析，以查找供电异常 情况、预告维护保养，并进行用电负荷控制及自动计费管理。
一备一用
同时供电
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供配电监控系统－供配电方案
我国供电系统的主结线
➢ 2路10KV独立电源供电 ➢ 变压器低压侧采用单母线分段方案 ➢ 广州东方宾馆、白云宾馆
➢ 高供低备
S1 市电1
S2 市电2
10kV 380V/220V 备用
10kV母线
10kV/400V 变压器
400V母线
10kV/400V 变压器
设计自备发电机时，要考虑 ➢ 机组容量的选择：按自备发电机的计算负荷选择，同 时用大功率电动机的启动来检验。初步设计取变压器 总装机容量的10%～20%。 ➢ 机组选择：自启动装置，外形尺寸，自启动方式，冷 却方式，发电机形式等。 ➢ 供电系统设计
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练习题
1 根据民用建筑电气设计技术规程和高层民用建 筑设计防火规范，哪些设备为一级负荷？
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供配电监控系统－供配电系统监测
➢ 高、低压端交流电压与电流自动检测
高压交流电压与电流的测量
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供配电监控系统－供配电系统监测
被测 交流 u(t) 电压
电压 互感器
被测 交流 i(t) 电流
电流 互感器
被测 直流 V 电压
模拟 乘法
器
0～5V 低通 0～10V 滤波
器
A/D转换器 DDC
CPU
有源电力滤波器原理
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供配电监控系统－供电品质监测及改善
➢ 电压的不平衡度 三相四线制系统中单相负荷不平 衡，进而三相电压不平衡。
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 不平衡度越大。
当不平衡电压加于三相电机时，电机中的负序电流增 加，增加了转子内的热损失。
双电源主结线方案
380V/220V母线
高备低供主结线方案 7
供配电监控系统－供配电方案
低压配电方案
➢ 低压配电指低压干线的配线方式，即从变电所低压配电 屏分路开关至各大型用电设备或楼层配电盘的线路。
➢ 低压配电结线方案
... 低压配电屏
...
...
低压配电屏
... 低压配电屏
放射式配电系统
树干式配电系统
混合式配电系统
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供配电监控系统－供配电方案
低压配电方案
➢ 放射式：一独立负荷或一集中负荷均由一单独的配电线路 供电
适用场所：供电可靠性要求高；单台设备容量较大；容量比较集中 如：大型消防水泵，生活水泵，中央空调的冷冻机组
➢ 树干式：一独立负荷或集中负荷按其所处位置依次连接到 某一条配电干线上。适用于用电设备比较均匀，容量不大， 且无特殊要求的场合
功率的测量
放大器
0～5V 0～10V ±5V ±10V
A/D转换器 CPU
被测 直流 I I/V转换 电流
放大器
DDC
直流电压பைடு நூலகம்电流的测量
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供配电监控系统－控制内容
监控装置根据检测到的现场信号或上级计算机发出 的控制命令产生开关量输出信号，通过接口单元驱 动某个断路器或开关设备的操作机构来实现供配电 回路的接通或分断。通常应包括：
大厦的供配电系统主要由以下设备组成：
➢ 高压配电柜 ➢ 低压配电柜 ➢ 电力变压器 ➢ 空调动力配电柜 ➢ 应急发电机 ➢ 直流操作柜
大中型楼宇供电电压一般采用10kV，有时也可采用35kV， 两路高压供电，两路电源互为备用，当工作电源失电后， 备用电源自动投入运行，确保大厦的正常供电。当两路电 源均失电的情况下，备用发电机组自动投入，向大厦负荷 供电。
楼宇设备自动控制技术
－楼宇基本设备及其控制特性
楼宇基本设备及其控制特性
供配电监控系统 照明监控系统 空调与冷热源监控系统 给排水监控系统 电梯监控系统 防雷与接地系统
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供配电监控系统
由发电厂、电力网（输电、变电、配电）和用户组成的同 一整体称为电力系统,目的是将发电厂的电力供给用户使用。 电力系统常称为输配电系统或供配电系统。
2 根据电气设计规范，对智能建筑的供电有什么 要求？
3 为什么智能建筑要设置备用发电机？ 4 自备应急发电机的容量一般如何选择？ 5 下列设备中那些属于保安型设备？ A、消防泵；B、新风空调机组；C、生活水泵；
D、排烟机；E、 工作区域照明设备 6 供配电系统主要监测内容有哪些？
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一级负荷 （保安型负荷）
中断供电将造成人员伤亡者； 中断供电将造成重大政治影响者； 中断供电将造成重大经济损失者； 中断供电将造成公共场所的秩序严 重混乱者
二级负荷 （保障型）
中断供电将造成较大政治影响者； 中断供电将造成较大经济损失者； 中断供电将造成公共场所的秩序混乱者
三级负荷 （一般型）
凡不属一级和二 级负荷者