電力監(jiān)控在小區(qū)供配電設(shè)計中的應(yīng)用

1、電力監(jiān)控在小區(qū)供配電設(shè)計中的應(yīng)用本文以實際工程為例，下面就以某小區(qū)變電所為依據(jù)予以探討。一、電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用1. 電力監(jiān)控系統(tǒng)簡介：電網(wǎng)智能化：現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是由設(shè)備本身的工作指令來實現(xiàn)的， 而與電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)，此為被動配電網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)設(shè)備的運(yùn)行不僅由本身的工作指令來實現(xiàn)，還要由配電網(wǎng)絡(luò)在自我診斷后，再根據(jù)電網(wǎng)能力，負(fù)荷重要性，發(fā)出設(shè)備運(yùn)行指令，按負(fù)荷重要性等級順序控制運(yùn)行時為主動配電網(wǎng)絡(luò)。把一個被動配電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃优潆娋W(wǎng)絡(luò)：要合理地進(jìn)行電力負(fù)荷分配；要把負(fù)荷按其重要性分為兒個等級；要使電力網(wǎng)有“自診斷”能力；要有負(fù)荷的控制和調(diào)節(jié)功能。正常工作狀態(tài)：首先要使系統(tǒng)工作合理，

2、負(fù)荷分配合理：充分地消峰填谷；充分利用變壓器的過負(fù)荷能力；一充分地采用各種技術(shù)措施節(jié)能。儲能。發(fā)生電力故障狀態(tài)：智能系統(tǒng)經(jīng)過監(jiān)測。分析，判斷，確保一級負(fù)荷，有效的控制二，三級負(fù)荷。2. 電力監(jiān)控系統(tǒng)特點：系統(tǒng)軟、硬件全部模塊化，硬件全部智能化。軟、硬件設(shè)計選擇工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)，可靠性非常高。1）整個系統(tǒng)的ICU、RTU全部由16 位微機(jī)組成，這樣的集散型監(jiān)控系統(tǒng)，速度快，實時性好，同機(jī)種通訊可靠。2）ICU 自帶 CPU，采集周期短，實時性強(qiáng)，系統(tǒng)冗余度高，通訊幀數(shù)少，可大大減少通訊誤碼率。3）各系統(tǒng)都是獨(dú)立工作，互不干擾，實現(xiàn)了控制的硬件系統(tǒng)模塊化，采用總線方式可節(jié)省纜線和工程費(fèi)用。4）各子系統(tǒng)實

3、現(xiàn)了模塊化，進(jìn)一步提高整個系統(tǒng)的安全及可靠性。5）系統(tǒng)可帶電插拔，維護(hù)、檢修更加方便。3. 本系統(tǒng)構(gòu)成：1）控制中心安裝的設(shè)備：操作臺內(nèi)有主控機(jī)、顯示器、 打印機(jī)、 鍵盤、備用電源、抗干擾電源、UPS、接線端子、報警設(shè)備等。操作臺上有電源開關(guān)、遙控開關(guān)、遙控按鈕、模擬盤電源、開、關(guān)指示燈面板等。2）本樓控制主機(jī)可在樓內(nèi)值班室，總控制室在變電所內(nèi)。傳感器信號通過總線傳至本樓控制主機(jī)及總控制主機(jī)。對電量進(jìn)行遙測、遙信、遙控。3）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備為ICU，電流變送器，電壓變送器等傳感器將信號送至ICU，ICU 通過 RTU與 ZTK 相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。ICU 通過設(shè)在配電系統(tǒng)內(nèi)的接觸器

4、來實現(xiàn)預(yù)定程序中對電源的控制。每套系統(tǒng)可容納1024 個 ICU，使系統(tǒng)有極高的可擴(kuò)展性。4. 本系統(tǒng)設(shè)置范圍：為保證整個小區(qū)供電數(shù)據(jù)采集的一致性?？刂频撵`活性及負(fù)荷的高可調(diào)性，宜在每個單體建筑內(nèi)裝設(shè)電力監(jiān)控系統(tǒng)。二、小區(qū)供電負(fù)荷說明：1. 建筑概況：小區(qū)內(nèi)建筑類型分為高檔公寓、地下車庫及配套用鍋爐房、變電氣等。地上、地下總建筑面積約為14 萬平方米。其中公寓面積約為11 萬平方米，地下車庫面積約為3 萬平方米。2. 負(fù)荷計算：設(shè) 10KV 自管變電所一座，電源引自供電局110KV 變電站。甲方要求每戶總用電容量為，空調(diào)系統(tǒng)為戶用集中空調(diào)，每戶約為，每戶照明負(fù)荷，按變壓器70負(fù)荷率計算，變電所

5、總負(fù)荷為6636KVA，初步計算小區(qū)變壓器應(yīng)報裝容量 6， 400KVA.3. 甲方要求：提高公寓照明負(fù)荷的等級，采用雙路電源互投。在非火災(zāi)等情況下應(yīng)確保公寓照明供電的正常。4. 經(jīng)計算，在有電力監(jiān)控系統(tǒng)作為可靠保證的前提下，充分利用變壓器的過負(fù)荷能力，可按4×1， 2500KVA裝。三、小區(qū)可靠供電的兩種方式比較：本小區(qū)為高檔公寓為主，因此確保供電的可靠性就成為高檔小區(qū)的標(biāo)志之一，而由于條件所限，此種方式的供配電系統(tǒng)又不可能確保全部的負(fù)荷， 如：甲方要求、 外線方式等，決定了本供電系統(tǒng)的原則是：確保用戶照明負(fù)荷。照明負(fù)荷為用戶的生活用電，而空調(diào)負(fù)荷為舒適性用電。當(dāng)照明負(fù)荷被切斷后，

6、會造成用戶的心理恐慌，并會給用戶造成一定的損失，而空調(diào)負(fù)荷短時切斷不會給用戶的舒適性帶來很大影響，必要時，通過對用戶的空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)以確保用戶的照明負(fù)荷。1. 技術(shù)實施方面：1）采用電力監(jiān)控系統(tǒng)的可行性：本系統(tǒng)在單體建筑的功能：a. 監(jiān)視整個大樓照明、空調(diào)及動力的電流模擬量及開關(guān)量狀態(tài)， 并與以計錄， 便于對整個小區(qū)負(fù)荷予以統(tǒng)計、分析。b. 控制層照明與層空調(diào)配電箱間的互投：樓內(nèi)公寓的照明和空調(diào)采用1，600A 封閉毋線供電，每一根封閉母線均負(fù)責(zé)樓內(nèi)一半的照明和空調(diào)。當(dāng)一條封閉母線或進(jìn)線電源等發(fā)生故障或檢修時，為保證住戶用電的可靠性就需將一條封閉母線的照明負(fù)荷投切至另一條封閉母線。由負(fù)荷計算

7、表可看出，另一條封閉母線不可能承擔(dān)起全樓照明和空調(diào)的供電任務(wù)。此時便可由本系統(tǒng)先將樓內(nèi)空調(diào)負(fù)荷切除，然后再將照明負(fù)荷投切至正常之封閉母線，然后依據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)所測算的數(shù)值，有計劃的將空調(diào)負(fù)荷重新投入。c. 當(dāng)非故障狀態(tài)電力不足時，切除部分空調(diào)負(fù)荷以保證整個大樓的用電安全，同時避免過負(fù)荷對上級變電所出線開關(guān)乃至變壓器的影響。空調(diào)負(fù)荷投，切時，可采用循環(huán)投、切的方式，避免用戶長時間無法使用空調(diào)。以保證用戶居住的舒適性。當(dāng)以上幾類情況中供電系統(tǒng)恢復(fù)正常時，再由電力監(jiān)控系統(tǒng)控制，將負(fù)荷恢復(fù)到正常供電方式，即保證供電可靠性及提高供電等級，也減小了物業(yè)管理部門的工作強(qiáng)度?？照{(diào)負(fù)荷的投，切，均由設(shè)在層照明與

8、層空調(diào)配電箱內(nèi)的接觸器來實現(xiàn)，這就保證了事故面的減小、系統(tǒng)可調(diào)性的提高及操作的靈活性。2）本系統(tǒng)在變電所的功能：a. 根據(jù)廠家提供的技術(shù)參數(shù)，變壓器本身在有強(qiáng)迫風(fēng)冷的情況下， 輸出容量可提高 40 50。因此在以電力監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作為可靠保證的情況下，可充分利用變壓器的過負(fù)荷能力。當(dāng)一臺變壓器電源發(fā)生故障或檢修時，為保證住戶用電的可靠性就需將一臺變壓器的負(fù)荷投切至另一臺變壓。在充分利用變壓器的過負(fù)荷能力的前提下，電力監(jiān)控系統(tǒng)對所測得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，如變壓器間互投將可能造成正常變壓器過負(fù)荷及更大的事故面，便切除部分非重要負(fù)荷：如非消防的風(fēng)機(jī)，水泵；如尚不能滿足要求，視情況再由樓內(nèi)電力監(jiān)控系統(tǒng)將

9、樓內(nèi)的部分空調(diào)負(fù)荷切除。然后再將照明負(fù)荷投切至正常變壓器，并依據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)所測算的數(shù)值，有計劃的將空調(diào)負(fù)荷重新投入。變壓器的保護(hù)只有二級，即過流和速斷保護(hù)，其功能為負(fù)荷達(dá)至斷路器的這兩個整定值時，斷路器切斷電源，由此會造成非預(yù)見性停電及較大事故面，給用戶帶來極大不便。當(dāng)采用本系統(tǒng)后，通過監(jiān)測元件可測算負(fù)荷趨勢，在事故發(fā)生前采用有效調(diào)控手段予以避免。當(dāng)供電系統(tǒng)恢復(fù)正常時，再由電力監(jiān)控系統(tǒng)控制，將負(fù)荷恢復(fù)到正常供電方式。b. 在小區(qū)建設(shè)初期，由于有可靠的調(diào)控手段作為保證，可有依據(jù)的降低變壓器報裝容量，節(jié)約大量初投資。相應(yīng)帶來變電所面積減小，設(shè)備投資減少等優(yōu)點。2）變壓器增容可行報告：當(dāng)一臺變壓器

10、發(fā)生故障時，另一臺變壓器就要承擔(dān)起它的負(fù)荷，若無可靠的調(diào)控手段作為保證，在最不利的情況下需投入的負(fù)荷 >2，000A，單臺變壓器總負(fù)荷電流 >3， 500A，有可能出現(xiàn)正常變壓器過負(fù)荷跳閘的可能。如在各單體建筑內(nèi)層空調(diào)配電箱增設(shè)欠壓脫舞裝置，也只能切除故障變壓器中的空調(diào)負(fù)荷，在最不利的情況下單臺變壓器總負(fù)荷電流 >2， 000A. 若再切除正常變壓器中的空調(diào)負(fù)荷會給樓內(nèi)配電系統(tǒng)帶來很多的麻煩，增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度。若仍利用變壓器的過負(fù)荷能力，在沒有自動控制系統(tǒng)的情況下，需有人實時觀測負(fù)荷參數(shù)， 然后判斷需采取的措施。一會造成值班人員的工作量較大，二可能會因人的因素產(chǎn)、生供電事故

11、。就單體建筑樓內(nèi)來說：當(dāng)一條封閉母線或進(jìn)線電源發(fā)生故障或檢修時，為保證住戶用電的可靠性就需將一條 封閉母線的照明負(fù)荷投切至另一條封閉母線。若按一條封閉母線承擔(dān)起全樓照明和一半空調(diào)的供電來設(shè)計，即事故母線空調(diào)負(fù)荷切除，而正常母線空調(diào)負(fù)荷仍保留。由以上數(shù)據(jù)可看出，樓內(nèi)封閉母線及出線開關(guān)均需加大。若不增大則需增設(shè)欠壓脫扣或由繼電器和接觸器來實現(xiàn)；若按一條封閉母線承擔(dān)起全樓照明，而空調(diào)全部切除，則只能由繼電器和接觸器來實現(xiàn)。在層空調(diào)配電箱增設(shè)欠壓脫扣裝置，空調(diào)負(fù)荷切除后需由物業(yè)管理部門手動復(fù)位；層照明配電箱與層空調(diào)配電箱間由繼電器和接觸器來實現(xiàn)的互投，相對于電力監(jiān)控系統(tǒng)來說過于復(fù)雜，且會造成投入運(yùn)行后

12、故障率高，維護(hù)量大，無法保護(hù)一定前提下用戶的可靠用電。2. 經(jīng)濟(jì)方面的比較：。供電局電纜供電工程貼費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。本工程為電纜供電方式，按電纜標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)。北京市四環(huán)路以內(nèi)的用戶，其供配電工程貼費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為 600 元/ 千伏安。雙路供電接用多臺變壓器的用戶，如具備技術(shù)措施，保證不同時使用， 按其一側(cè)最大接用容量的雙倍交貼費(fèi)，否則按接用變壓器總和的雙倍交納貼費(fèi)。1）本小區(qū)變電所工程收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)：為 10KA進(jìn)線，雙路供電，高壓有聯(lián)絡(luò)，應(yīng)按1， 200 元干伏安交納貼費(fèi)。2）電力監(jiān)控系統(tǒng)費(fèi)用：采用電力監(jiān)控系統(tǒng)，則按5，000KVA報裝?？倯?yīng)交貼費(fèi)6，000， 000 元，本工程設(shè)計建議裝設(shè)電力監(jiān)控系統(tǒng)4 套，即

13、 A 座、 B 座、 C 座、變電所等。電力監(jiān)控系統(tǒng)總投資需 <8，000， 000 元。3）變壓器增容：若采用變壓器增容的方式，變壓器容量最小需按 6，400KVA報裝總應(yīng)交貼費(fèi) 76，800， 000 元。單體建筑內(nèi)需在現(xiàn)有配電系統(tǒng)投資的基礎(chǔ)上增加大約5一 10。變電所內(nèi)也需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上相應(yīng)增加大約為10一15的投資。由以上數(shù)據(jù)可說明，僅貼費(fèi)一項，使用電力監(jiān)控系統(tǒng)的方案便比最小的變壓器增容方案，節(jié)約880， 000 元。而整個工程變電所和樓內(nèi)的節(jié)約大約在1， 500， 000 元，其費(fèi)效比是不言而喻的。由以上闡述可以得出結(jié)論，在本小區(qū)內(nèi)使用電力監(jiān)控系統(tǒng)的投入， 占小區(qū)總電氣設(shè)備投資的3 4，占小區(qū)變壓器增容投資的 30 40。這比變壓器增容更加節(jié)