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。,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./17.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、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，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,几种集散型BA系统产品的特点,产品的特点,产品的特点,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:,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：,