建筑智能化配電設(shè)計(jì)

韋 強(qiáng)

(浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州310028)

建筑智能化配電設(shè)計(jì)

韋 強(qiáng)

(浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州310028)

韋強(qiáng)(1968—)，男，高級工程師，從事建筑電氣設(shè)計(jì)。

介紹了建筑配電智能化系統(tǒng)的特點(diǎn)、功能及關(guān)鍵技術(shù)，敘述了配電系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)的過程。結(jié)合兩個工程實(shí)例，分析了智能化配電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，以期為相關(guān)類似工程提供參考。

建筑電氣設(shè)計(jì);智能化配電系統(tǒng);遙測;遙信;遙控

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，建筑樓宇逐漸向全面智能化發(fā)展，配電系統(tǒng)智能化是其中的子系統(tǒng)。智能化配電系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)性的狀態(tài)監(jiān)測、控制、計(jì)量，極大地提高了運(yùn)行管理水平，具體表現(xiàn)為提高供電可靠性與安全性，減少停電時(shí)間與范圍，降低人力成本，實(shí)施能耗監(jiān)測，為管理決策與節(jié)能提供數(shù)據(jù)支持等。

智能化配電需要的關(guān)鍵技術(shù)包括:準(zhǔn)確測量和狀態(tài)傳感、數(shù)據(jù)通信、大數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)控制等，這些技術(shù)包括硬件、軟件兩方面的要求。一個智能化的配電系統(tǒng)可以根據(jù)需求，實(shí)現(xiàn)全面實(shí)時(shí)測量、計(jì)量、控制、數(shù)據(jù)分析、故障排查等功能。

1 配電系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)

1.1 需求確定

在建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定以下實(shí)際需求:

(1)運(yùn)行管理的需求。包括變配電所數(shù)量，哪些需無人值守;管理人員數(shù)量;智能化覆蓋的范圍(通常從高壓至低壓的主干部分)及其他特殊要求等。

(2)技術(shù)要求。要明確技術(shù)功能，如數(shù)據(jù)和狀態(tài)監(jiān)測、通信、遙控、自動/手動發(fā)令、計(jì)量、數(shù)據(jù)庫功能等。

(3)成本要求。成本控制極大地影響系統(tǒng)功能、系統(tǒng)構(gòu)架及設(shè)備選型。

1.2 系統(tǒng)搭建

將工程實(shí)際需求整合，就可以搭建智能化配電系統(tǒng)。強(qiáng)電一次系統(tǒng)主要取決于負(fù)荷情況及其控制要求，智能化部分由控制主機(jī)、各環(huán)節(jié)傳感器及采集器器件、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)組成。系統(tǒng)搭建應(yīng)以分布式模塊化設(shè)計(jì)為原則，具備可靠、開放、可擴(kuò)展、維護(hù)方便等特點(diǎn)，該原則適用于強(qiáng)電、弱電、硬件、軟件等方面。雖然數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)可利用多系統(tǒng)共享的方式降低成本，但采用專用網(wǎng)更加安全、可靠。

1.3 設(shè)備選型

設(shè)備選型時(shí)，最末端的現(xiàn)場設(shè)備層是設(shè)計(jì)人員最需關(guān)心的部分。主變壓器需配置智能溫控器和傳感器;高壓系統(tǒng)可采用配置智能模塊或微機(jī)保護(hù)測控單元的開關(guān)、設(shè)備，低壓可采用配置智能模塊或智能電子脫扣器的開關(guān)、設(shè)備。這些智能型產(chǎn)品通常功能很齊全，包括“三遙”(遙測、遙信、遙控)，同時(shí)價(jià)格也較高。一種節(jié)省投資的做法是采用基本功能的開關(guān)、設(shè)備與多功能儀表的組合，“三遙”等功能由多功能儀表完成［3］。這種配置也符合模塊化的思想，將逐漸成為主流的做法。

2 工程設(shè)計(jì)實(shí)例

2.1 設(shè)計(jì)實(shí)例一

配電智能化系統(tǒng)接線(一)如圖1所示。10 kV配電系統(tǒng)局部如圖2所示。

圖1 配電智能化系統(tǒng)接線圖(一)

圖2 10kV配電系統(tǒng)局部圖

該工程共有1座10 kV總配及7座終端變電所，要求只在10 kV總配值班，終端變電所無人值守。10kV系統(tǒng)采用微機(jī)保護(hù)測控一體化裝置，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測量、控制等功能;低壓采用智能儀表實(shí)現(xiàn)遙測、遙信，遙控功能按業(yè)主要求未設(shè)置，以后可升級增加。

后臺監(jiān)控主機(jī)通過現(xiàn)場總線收集現(xiàn)場各智能裝置的實(shí)時(shí)信息，可直觀地監(jiān)視各單元的狀態(tài)。由于距離較遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸干線采用了光纖環(huán)網(wǎng)。后臺監(jiān)控系統(tǒng)采用開放接口，可根據(jù)需要接入不同的現(xiàn)場總線或其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)可記錄整個變配電系統(tǒng)的運(yùn)行過程，能自動生成日、周、月及年報(bào)表。

圖3 配電智能化系統(tǒng)接線圖(二)

圖4 低壓配電系統(tǒng)局部圖

2.2 設(shè)計(jì)實(shí)例二

配電智能化系統(tǒng)接線(二)如圖3所示。低壓配電系統(tǒng)局部如圖4所示。

該工程共有1座10 kV總配及3座終端變電所，要求只在10 kV總配值班，終端變電所無人值守。同時(shí)由于中學(xué)生統(tǒng)一作息時(shí)間，校方要求各教學(xué)樓的低壓配電回路斷路器設(shè)遙控功能。10 kV系統(tǒng)采用微機(jī)保護(hù)測控一體化裝置，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測量、控制等功能;低壓采用智能儀表實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控功能，斷路器配備電操機(jī)構(gòu)。

由于變電所數(shù)量不多，數(shù)據(jù)傳輸干線未采用環(huán)網(wǎng)。系統(tǒng)功能與設(shè)計(jì)實(shí)例一相似。

3 結(jié)語

配電系統(tǒng)智能化能提升運(yùn)行管理水平，降低人力成本，同時(shí)也符合大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能化配電系統(tǒng)將越來越完善、可靠。

［1］JGJ 16—2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］03D602-1變配電系統(tǒng)智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)［G］.

［3］鄭國興.智能配電系統(tǒng)斷路器與智能電力儀表的配合［J］.低壓電器，2007(4):67-70.

Design of Intelligent Power Distribution System in Building

WEI Qiang
(Architectural Design＆Research Institute of Zhejiang University Co.，Ltd.，Hangzhou 310028，China)

This paper introduced the characteristics，function，and key technologies of intelligent power distribution system in building.The design process of intelligent power distribution system was described.Combining by two projects，the applications of intelligent power distribution systems were analyzed.It can provide references for similar projects.

building electrical design;intelligent power distribution system;remote metering;remote signalling;remote control

TU 852

A

1674-8417(2015)11-0019-04

2015－09－23