变配电系统监控

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1、变配电系统监控9.6变配电系统监控变配电智能化系统: 包括对供电、用电负载两个方面的调控与管理， 其中有变配电系统、智能照明系统、电梯管理系统等。9.6.1变配电系统监测、监控9.6.2照明系统监控 9.6.3电梯监控 变配电监控9.6.1变配电系统监测、监控1）监测、监控内容 (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、供电量计算。 (2)变压器监测。 变压器温度监测，风冷变压器通风运行情况、油冷变压器油温、油位监测。(3)负荷监测。 各级负荷的电压、电流、功率的监 测；超负荷时，系统停止低优先级的 负荷。 (4)线路状态监测。 高压进出线、二路进线的联

2、络线的断路器状态的监测、故障报警。 监测、监控内容 (5)断路器遥控。 (6)备用电源监测与控制。 高压低压进出线、联络线的断路器遥控；配电干线、消防干线的断路器遥控；水泵房、制冷机房、供热站供电的断路器遥控 主电源中断时自动启动备用发电机组，在恢复供电时停止备用电源； 备用发电机组电气参数、运行状况的监测；备用发电机有关线路开关的控制； 直流电源的供电质量(电压、电流)监测报警。 (7)微机保护。 (8)智能控制。 智能化开关柜配备微机保护装置 自检功能和抗环境电磁干扰 故障记录、通信、遥控、遥测、 遥信 智能监测管理；与上位机进行数据交换； 接受上位机的指令和操作； 设置微处理器的智能断路

3、器、智能馈电控制器、智能电机控制器。 测控分类 2)系统测控分类 (1)显示型。 (2)控制型。 显示：运行状态、报警状态等；显示主接线图、交直流系统运行图及运行参数、UPS系统运行图及运行参数，系统各开关变位和故障变位，对参数超限报警。 设备节能运行控制、顺序控制等 (3)记录型。 状态检测与汇总表输出、计算记录及报表生成；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；可以绘制负荷曲线，并且显示、打印运行报表。 (4)复合型。 具有显示、控制、记录等多种功能，真正满足智能化多方面的监控要求。 调控结构三种形式变配电系统调控结构通常采用三种形式：(1)以网关联网。 结构比较

4、简单，能够获得大量信息，以达到资源共享的目的。 (2)以现场变送器采集信息。 在变配电房中的高、低压配电柜里，安装变送器，电流变送器、电压变送器、功率变送器； 变送器采集的信息送到现场控制器 DDC， 经网络接口送往中央工作站读取数据，并做相应处理。 (3)以多功能智能电表读取数据。 在变配电房中的高、低压配电柜里安装智能电表； 读取电流、电压、功率以及频率等参数；以数字信号方式直接送人现场控制器DDC；经网络接口送往中央工作站。 这种联网方式：数据传输质量较好，连接简便，目前已获得广泛 应用。 监控举例 1./20.变压器温度； 2./19.冷却风机状态 ；3./18.冷却风机启停；4./1

5、7.用电计量（kWh);5./16.有功功率；6./15.无功功率；7./14.主接触器状态；8./13.低压侧电流；9./12.功率因数；10./11.低压侧电压。 照明监控9.6.2照明系统监控 节约能源，美化环境 1)传统照明控制-开关控制。 通过相对独立的元件在本地或远程用单一的手段 控制灯具的方式称为传统照明控制方式 (1)现场分路控制 (2)程序定时控制 (3)传感器自动控制 根据事先编定的时间表通过定时元件来控制灯具的开关。有节电效果，临时调整不方便 受控区域的开关和调光控制 ;电柜中的断路器 。造价较低 传感器探测建筑空间的使用状况，有人活动，打开灯光，延时闭合。 红外探测传感

6、器、超声波感应传感器、压力开关、声控开关等器件 智能照明2)智能照明控制 (1) PLC控制 (2) DDC控制 大面积灯光的自动控制(开关或调光)；编程还能实现比较复杂的逻辑结构；回路功能改变 ，编程实现；比集散控制型系统的成本大约低40%左右。DDC的弱电输出经继电器间接实现区域控制、定时通断等。 控制功能简单，只能实现定时开与关的功能，如要实现场景预设、亮度调节、软启动、软关断等复杂的功能，技术难度较大； 现场无法干预照明状态，使用不太方便；回路划分很细时，造价会很高。 设有综合布线、局域网的地方，应用总线控制照明十分方便。所有单元模块，均内置微处理器和存储单元；每个单元均设置唯一的单元

7、地址，软件设定功能；单元控制各负载回路。 可与楼宇自控、保安监控和消防系统实现联动。(3)总线控制 总线控制系统示意图 电梯监控9.6.3电梯监控电梯是智能楼宇普遍使用的垂直载客、载货的运输工具，是高层建筑、小高层建筑必备的设备。 基本监控、群控管理、交流调压调速、调压变频调速等。 电梯的基本监控：运行状态、故障报警、紧急状态控制等。 1)基本监控 功能和用途分为:客梯、消防梯、货梯、观光梯、自动扶梯等；运行速度分为低速、中速、高速、超高速电梯。交流调压调速、调压变频调速电梯。发展方向。电梯监控可分为： 基本监控内容 (1)运行状态监控的内容 (2)故障检测与报警。 (3)紧急状态控制。 启动

8、、停止状态，运行方向，所处楼层位置等； 对电动机、电磁制动器等各种装置进行自动检测，遇有故障则及时报警；自动报警监控能显示故障电梯的地点、发生故障时间、故障状态等。电梯运行与火灾报警消防系统联动； 遇火情： 消防电梯运行到第一层待命 ； 普通客梯则就近停运、开门放客；电梯系统与安全防范系统联动； 遇警情： 按照安防级别，将电梯自动行驶到规 定楼层，并对轿厢门进行严密监控。 群控管理2)群控管理 电梯群控管理的目的是使客人缩短候梯时间，改善电梯交通服务质量，最大限度地发挥多部电梯的作用，使其具有适应性、应变性，成为合理调度、节约能源的垂直交通工具。 (1)适应性、应变性的实现。 循环扫描，实时分

9、析，选择运送方式 ，自动调配 ，满足客流要求 (2)繁忙时段的运行。 (3)空闲时段的运行。 不需要运行的轿厢自行关闭，避免空载运行。 “上行客流方式”，下行客流方式 午餐服务方式 交流调压调速3)交流调压调速 在交流电源与牵引电动机之间接入晶闸管作为交流电压控制器，对电梯进行调速控制。 电梯系统一般采用调压调速的闭环控制， 基本原理是： 当测速发电机和转速给定装置的差值信号为零，电动机则稳定运行； 如果静负载转矩增大，电动机的转速就要降低， 测速发电机输出的转速负反馈信号减少， 转速给定装置与测速发电机的差值为正值， 使调压装置的输出电压升高，电动机转速提高， 这时转速给定装置与测速发电机的

10、差值减小， 当转速重新恢复到稳定运行状态时， 转速给定装置与测速发电机的差值又为零， 调压装置的输出电压不再升高。 线路简单，价格便宜，使用维护方便，但转差功耗大，效率低。 4)调压变频调速 又称VVVF方式。 利用微机控制技术和脉冲调制技术，改变牵引电动机电源的电压及频率使电梯速度按需要变化， 采用的变频器一般为PWM变频器(Puls Width Modulation，即脉冲宽度调制变频器。 变频器按一定规律控制开关器件， 交流调压调速调控方式：Variable Voltage Variable Frequency 通过等幅三角波(载波)与正弦波(调制波)的相交点发出开、关功率开关器件的触发

11、脉冲，在逆变器的输出端获得一组等幅 不等宽的矩形脉冲波形。 近似等效于正弦电压波形；即改变了交流电的角频率。 从而改变电机转速。 特点 高效、节能、舒适感好、控制系统体积小、 动态品质及抗干扰性 能优越等特点， 是现代化高层电梯的主流产品。 系统供电部分 包括整流、逐变半导体及接触器等执行电器。电气控制柜的控制部分 通常设置了微机控制系统或者是可编程控制器 (PLC) ， 柜内的计算机系统带有通信接口， 可以与分布在电梯各处的智能化装置进行数据通信， 组成分布式电梯控制系统； 也可以与上位监控管理计算机联网， 构成电梯监控网络，进入 BA系统。调压变频调速控制装置使电梯具有:集群控制的VVVF

12、电梯自动化程度高， 工程应用9.7监控系统的工程应用 2、系统运行质量的好坏直接关系到最佳控制、节能效益和智 能管理。 所以：在工程应用中要做好以下几项工作： 项目论证、 设备选型、 工程实施。 1、楼宇设备监控系统是现代建筑标志性设施， 所有建筑物和人居场所都有应用，只是系统的功能完备程度和先进程度有所差异，这与建筑物和人居场所的用途和投资有着密切的关联。 项目论证9. 7. 1项目论证 大致规划出建设规模和投资额度。 应用监控系统的技术要求来论证： 现代化的楼宇设备监控系统应达到以下要求 ：现场勘察（图纸、实物、楼宇设备 范围）用户需求（设计要求、用户变更需求、目的和指标 ）用户预算投资额

13、度计算和确定系统的调控点位。 技术要求(1)采用分布式计算机控制系统 (2)采用局域网技术 (3)采用成熟、开放的技术产品 集散型DCS控制系统，监控主 机监控管理 DDC完成现场调控采用共享总线型结构，规模、设计满足监控的需 要， 尽量减少故障波及面，易于扩展。 采用先进、成熟的主流技术产品，采用Lon、BACnet等开放性标准，不同厂商产品兼容、易于集成。 技术要求(4)对于第三方设备便于集成 指自身配套有独立监控系统的设备，如电梯系统、制冷机系统等。能提供标准的接口，所有的运行参数和信息都能在BA系统上显示和记录。 (5)采用有效的节能措施 对空调、通风、照明、动力设备实施最佳控制，最大

14、限度地提高系统的节能效益。 系统规模的划分 根据民用建筑电气设计规范所划分的系统规模和档次，用监控点数来分为五种，列表如下： 系统规模 监控点数(个) 系统规模 监控点数(个) 小型系统 40以下 较大型系统 6512500 较小型系统 41160 大型系统 2500以上 中型系统 161650 系统规模的划分 按照楼宇设备监控系统的使用功能、管理要求和建设投资，把系统建设划分为：甲级、 乙级、丙级三个等级， 丙级为基本层次，乙级较高，甲级为最高等级。详见智能建筑设计标 准。 设备选型9.7.2设备选型 为了使楼宇设备监控系统各设备、部件、网络配套，在设计中应选择同一品牌的系列产 品。 近年来

15、，集散控制型系统的产品发展很快。 目前已投入使用且比较成熟的产品主要是国外一些著名自控公司的产品 列表给出部分产品的特点。 产品的特点 比较项目 江森（JOHNSON)霍尼威尔( HONEYWELL) 能德(TREND) 安德威(ANDOVER) 总线结构 二级网，一级分站，控制器与操作站相连，二级DDC与分站相连有三种系统XBSi XBS、XFi，其中XBS系统和TREND、ANDOVER相同 二级元主机网络 二级网络，主控器为一级，DOC接于各主控器下为二级 总线材料 一级：同轴电缆二级:STP 同轴电缆光纤非屏蔽双绞线 UTP 屏蔽双绞线STP 一级：同轴电缆、光纤二级:STP 通信协议

16、 ARCNET 2.5M 多种速度可选 RS-485 19. 2 kbps 一级: ARCNET或以太网，2.5 Mbit/s或10 Mbit!s二级;RS485 19.2 kbit/s 几种集散型BA系统产品的特点 产品的特点比较项目 江森（JOHNSON)霍尼威尔( HONEYWELL) 能德(TREND) 安德威(ANDOVER) 编程语言 图形语言、GPL 图形语言 图形语言 简明英语 中央站操作系统 WINDOWS XBSi: WINDOWSXBS! WINDOWS NTXFi: UNIX WINDOWS 95 OS/2 系统容量 一级：最多254个NCU二级：每个NCU最多500

17、点,总共最多127 000点 XBSi:基本3 000点扩展2 000点；XBS:基本36 000点；XFi:基本20 000点 最多13 000个子站，每个子站最多128 一级:最多254个主控器；二级：每个主控器最多接254，个DDC，每个DDC最多64点 DDC种类 多 很多 较多 很多 产品的特点比较项目 江森（JOHNSON)霍尼威尔( HONEYWELL) 能德(TREND) 安德威(ANDOVER) DDC操作界面 液晶触摸屏简单键盘 液晶触摸屏简单键盘液晶触摸屏简单键盘液晶触摸屏简单键盘手动切换开关 有无专门的灯光控制器 有 无 无 有 灯光控制器输出容量 20A AC347V

18、 20A AC125 V20A AC277 V(荧光灯) 有无专门的门禁系统 无 有无 有传感器、阀门 多多多多公司情况 1885年成立，美国 美国 1980年成立，英国 1976年成立，美国 进入中国 最先 先 后较后 工程实施9.7.3工程实施1）工程设计 工程设计要完成的任务。 (4)绘制监控设备的控制原理图， 即对各控制对象及内容绘制出每部分的具体控制方法及途径。 (1)根据实际情况和建设要求，决定哪些设备控制纳入BA系统，确定系统的设计方案。 (2)按照所核定的监控点，明确监控的技术要求，进行可行性论证。(3)根据系统设计方案，绘制BA系统图，描述系统的概况及网络结构。 (8)进行监

19、控室设备的选型和设计， 给出监控室设备安装位置的大样图。 (5)填写监控设备点数表或编制监控总表， 根据某一具体对象所要求的控制目的及要实现的控制功能，填写各种设备的点数表 (AI、AD、DI、DO点数)。(6)根据不同的控制要求、控制内容及点表， 选择相应的DDC控制器及现场传感器、阀 门、 执行器等器件。 (7)确定DDC控制器安装位置，绘制BAS平面图、网络图； 结合各主种专业设计图纸进行DDC监控点的划分； 划分时，监控点的分布力求合理，应留有20%的余量。 安装与测试2)安装与测试 安装与测试时要注意把好质量关。 (1)仪表与设备安装要符合规范要求。 (2)认真检查检测元件的安装:

20、检查仪表测点的开孔位置，测孔应避开阀门、插头、三通、大小头、挡板、手孔等局部构件；安装取源不得在焊缝及其边缘上开孔， 如压力测孔与温度测孔在同一管段， 压力测孔应选择在温度测孔的上游侧；要认真检查仪表外壳上的箭头是否与被测介质的流向一致。 流量与压力检测元件应选择在介质流速稳定、管道截面速度均匀处；电压传感器在输入端不允许短路， 电流传感器在输出端不允许开路。测控网络布线应采用STP屏蔽双绞线敷设，以防电磁干扰。 (3) DDC控制器安装完成后，要进行以下检测： (4)进行监控主机的网线安装、开机检查和软件安装。 数字量输入输出测试，模拟量输入输出测试，对等通信测试，插件带电插拔性能测试等。

21、软件设置3)软件设置 现代控制 :硬件是躯体、软件是灵魂楼宇设备监控系统一切功能的实现依赖软件的支持，系统充分发挥效益的关键在于合理地选用、开发和使用软件。 BAS软件：包括计算机系统软件、BA应用软件和数据库管理软件。 (1)计算机系统软件必须齐全： 各种语言的汇编或解释、编译程序；机器的监控管理程序、调试程序、故障检查和诊断程序以及机器的操作系统等。 (2) BA应用软件： 应用软件应模块化、标准化； 应提供解决各种典型问题的应用程序组合一一软件包； 供方应承诺对新开发应用软件的支持、配合； 新开发的系统应优先、优惠升级。 管理软件(3)数据库及其管理软件 数据库及其管理软件，在信息处理、情报检索上能够发挥巨大的作用。能把大量的数据、表格按一定的逻辑规律组织起来，使检索更加迅速，处理更为方便。 根据BA系统的需要所建立起的数据库及其管理系统，能够：完成查询、显示、修改数据，输出打印各种表 格、图形等。显示了大量的运行实时数据； 各风机的启停、各阀门的状态 ；网页中实施故障报警。