智能建筑配电监控系统设计与应用

核心提示：摘要：建筑供配电是建筑电气的重要组成部分，由于智能建筑的电气系统多，自动化程度高，用电负荷大，人员相对集中，对智能建筑的摘要：建筑供配电是建筑电气的重要组成部分，由于智能建筑的电气系统多，自动化程度高，用电负荷大，人员相对集中，对智能建筑的供配电可靠性要求较高。本文在分析了建筑用电特点后，提出智能建筑配电系统的结构及其具体应用，即通过最新的计算机软硬件技术、通信技术、测控技术实现建筑配电自动化的过程。

1 引言
智能建筑是为了适应现代信息社会对建筑物各功能、环境和高效管理的要求，在传统建筑的基础上发展起来的。以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。
电力供应对于智能建筑的正常运行具有重要意义，一旦供电中断其它大部分系统将立即瘫痪。因此，可靠和连续的供电是智能建筑得以正常运转的前提。与常规的供配电系统相比智能化的供配电系统能自动、连续、实时地监控所有变、配电设备的运行/故障状态和运行参数，还具有故障的自动应急处理能力，因此它具有更高的可靠性和更好的供电连续性；智能化的供配电系统的柔性好，可扩展性强，可以很方便地按照发展的需要进行变更和拓展；它的自动化程度很高，可大大提高整个供配电系统的管理水平，实现供配电系统的无人值守，并能提高电能的利用率，实现最大限度的节能；智能化的供配电系统还可以很方便地与其他智能建筑自动化系统联网，从而构成完整的智能建筑自动化监控系统。
2 智能建筑的基本配电子系统及其特点
智能建筑的高压供电电压一般采用10kv，有时还可采用35kv。但为了保证供电可靠性，应至少有两路电源同时供电，互为备用。必要时，还需要装设应急备用发电机组。下图所示为建筑高压进线电源的常用接线方式。




建筑内的进线电源经过变压器转换从高压配电室分路开关至各大型用电设备或楼层配电盘的线路称为低压配电回路。通常建筑内的空调、动力、电热、照明等称为用电负荷，即为低压配电的目标对象。智能建筑由于负荷种类较多，低压配电系统的组织是否得当，将直接影响建筑用电的安全运行和经济管理。
3 智能配电监控系统方案
智能低压配电系统由低压配电开关配以具有通信功能的智能测控保护装置（网络电力仪表等）经数字通信与计算机系统网络连接，实现配电过程中智能终端原件管理的自动化、智能化。实施智能化配电系统可以有效地保障供电可靠性和供电品质，优化负荷分配，节约电力成本以及检修成本。
3.1 智能低压配电系统结构
典型的智能化低压配电系统按照结构和功能可分为中心监控层、通信管理层、现场采集层。下面以北京爱博精电科技有限公司自主研发的AcuSys System配电管理系统为例进行说明。
l 中心监控层：是整个建筑配电系统的核心部分，完成对电力监控过程中各部分的管理和控制。中心监控层配有具有数据存储功能的数据服务器、管理级的人机接口，其中系统所采用的核心软件AcuSys System配电系统具有远程控制操作功能、状态显示功能、数据处理功能、报警功能、报表功能、通讯功能和冗余功能等。
l 通信管理层：是中心监控层和现场采集层之间的枢纽层。主要功能是将现场采集层采集到的数据经过数据处理器上传至通信网络，最后送至监控中心供客户管理、查询。
现场采集层：现场采集层是实现系统功能的基础，主要由智能电力仪表、智能开关、控制设备组成。主要功能是对建筑内各用电负荷设备的状态、传感器参数进行监测，并把监测到的数据上传，接受控制级的指令对执行机构进行控制。下图为智能建筑配电监控系统图：



3.2 系统具体配置

为了保证监控的连续性，系统采用双机热备前置机的模式，通过光缆和RS485总线将现场采集层的智能I/O装置连接在一起，通过通信服务器和网络交换机上传至中心监控层。
在配电馈出回路，系统主要负责监控建筑用电负荷的运行状况。配电室内主要监控低压进线、母联、电容补偿、馈线柜的整体电参数，推荐配置北京爱博精电公司自主研发并生产的Acuvim系列电力仪表，不仅具有通常的电力参数测量功能，同时还具有数据记录、波形记录、分时电度高端功能，满足智能建筑发展的需求。在各楼层配电箱内配置带有分时电度计量功能的仪表， 记录各用电单位的用电情况，展开节能评优活动。
由于智能建筑中都有电梯和水泵等动力设备，因此电动机保护器的作用不容忽视。因此，为电动机设置保护器AcuMC 620不仅可以保证整个建筑的正常运行，也能够为管理者节省一笔不小的后期维修费用。
4智能配电监控系统功能介绍
AcuSys System配电管理系统是一款功能强大、组态性强的配电管理软件。将汇集数据采集和控制、数据处理和存储、图像显示及高级分析等多功能集于一体，对配电网进行在线智能化监控与管理，使配电网络运行于安全、可靠、优质、高效的最佳状态，实现对配电网络的远程监测、控制、管理，实现了电网优化、用电安全、电能管理、节能降耗的需求。
l 友好的人机界面——操作系统简单易懂，同时系统支持大屏幕液晶电视、触摸屏等多种终端数据输出。
l 数据处理采集和操作控制管理——系统可实时采集监控终端智能装置的所有测量参数，并且对重要信息进行数据存储；同时系统具有强大的操作控制功能，轻松实现“四遥”功能。
l 趋势曲线分析和告警功能
l 用电管理与报表打印
l 录波功能
l 用户权限管理和其他系统设备的接入
5 结束语
能源是发展国民经济的重要基础，为了响应国家号召，走可持续发展的道路，节能降耗是首要任务。其中，电能在所有能源中消耗量比较大，因此对电能的统一管理显得尤为重要。只有对电能的使用进行最优配置，才能从真正意义上节约电能，为节能减排贡献一份力量，做到真正低碳生产，低碳生活。相对于传统型的低压配电系统智能配电系统存在诸多优点，其应用已经逐渐走向成熟，也得到了越来越广泛的应用。